其它023重载列车技术课件

26426423475106117229120阀（120辆C63A）

241238241117200176277ABDW阀（120辆C63）

169164164153171100298不同制动阀的制动波速工况常用制动常用制动的缓解13闸瓦的摩擦特性闸瓦的摩擦系数随速度变化闸瓦的摩擦特性闸瓦的摩擦系数随速度变化14缓冲器的特性缓冲器的特性：落锤试验、静压试验列车工况动态特性：取落锤试验的包络线缓冲器的特性缓冲器的特性：落锤试验、静压试验15三.列车纵向冲动的机理3．1基本过程列车变工况：起动、制动、缓解、调速示例：乘坐火车（纵向、垂向、横向）激扰源→从前部逐渐挤压→整列受压→从后部逐渐反弹受拉→整列受拉→振动衰减三.列车纵向冲动的机理16稳定工况稳定工况：列车在不变的或缓慢变化的牵引力、动力制动力的作用下，做匀速或减速运动的运动工况。在稳定工况中，列车的纵向冲动较小。全列车的各节车的加速度基本相同。

稳定工况稳定工况：列车在不变的或缓慢变化的牵引力、动力制动力17过渡工况过渡工况：即在较短的时间内，列车从一种操纵状态过渡到另一种操纵状态。这时列车中的纵向冲动将会很大。过渡工况：列车起动、急剧地增加或卸除牵引力、制动、列车通过坡道起伏较大的线路断面时的运动及调车作业中车辆的碰撞。

过渡工况过渡工况：即在较短的时间内，列车从一种操纵状态过渡到18列车的初始状态列车变化工况时的初始状态钩缓装置的结构间隙列车的初始状态列车变化工况时的初始状态19钩缓装置的间隙一对钩缓装置存在40mm左右的间隙，考虑到磨损，间隙有可能增加到60mm，70辆编组的5000t列车，可达4.2m。考虑缓冲器初始阶段阻抗力，间隙更大小间隙车钩，甚至无间隙牵引杆提高缓冲器初始阶段刚度，增大阻抗力钩缓装置的间隙一对钩缓装置存在40mm左右的间隙，203．2间隙效应钩缓装置具有间隙→无阻抗行程→车辆间相对速度增大→冲撞作用→车辆聚集后再冲撞→列车纵向冲动列车变工况时的车钩状态→间隙效应→列车纵向冲动的大小和形态有利：便于列车起动(过去滑动轴承，坡道起动)不利：列车纵向冲动明显增大3．2间隙效应钩缓装置具有间隙→无阻抗行程→车辆间相对速度增213．3冲动的特点冲击：列车变工况时的车辆间相对运动具有冲击的特点，聚集：车辆不断冲撞聚集，形成列车纵向冲动振动：列车纵向冲动总体上具有振动的特点，逐渐衰减3．3冲动的特点冲击：列车变工况时的车辆间相对运动具有冲击的22冲动的特点冲动的特点23纵向冲动的变化过程纵向冲动的变化过程24调车工况与列车工况比较调车工况与列车工况比较25调车工况与列车工况比较冲动的主要特点调车工况列车工况同时冲撞车辆数少多车组辆数的影响基本无影响影响很大相邻车辆的速差高（调车速度）低(工况、间隙)冲撞延续时间短长缓冲器工作曲线圆滑、完整不连续锯齿形车钩间隙的影响基本无影响影响很大调车工况与列车工况比较冲动的主要特点调车工况列车工况同时冲撞26四.主要技术问题4.1列车纵向冲动4.2既有装备开行重载列车4.3新型装备的发展方向4.4研究操纵技术4.5研究安全技术四.主要技术问题4.1列车纵向冲动274.1列车纵向冲动列车纵向冲动随长度增加明显增加，导致安全性降低、故障增多涉及一系列问题动力学（断钩、脱轨、钩缓破损、）制动安全性（可靠性、充风不足、缓解）操纵合理性（不同操纵方法的影响）运输组织（编组、运营）4.1列车纵向冲动列车纵向冲动随长度增加明显增加，导致安全性284.2既有装备开行重载列车系统的方法：全面、理论、试验、实践列车的编组：辆数、机车的动力制动、车辆的轴重、钩缓装置、制动阀）列车的开行：运行条件（限速、停车缓解、技规要求）、主辅机车的联系（对讲机、同步装置）特殊要求：特殊操纵技术、突破技规要求、编组要求（机车、空重车、关门车）4.2既有装备开行重载列车系统的方法：全面、理论、试验、实践294.3新型装备的发展方向技术政策的长期指导性重载列车相对于普通货物列车一般技术与特殊技术技术的连续性与突破技术安全性技术经济性4.3新型装备的发展方向技术政策的长期指导性304.3新型装备的发展方向制动机：辆数、波速，斜率，闸瓦摩擦系数GK，103，120,ECP,车钩：强度、间隙2#，13＃，16＃，17＃缓冲器：特性、容量、形式2#，3#，MX，MT，胶泥；主辅机同步装置：功能、可靠性机车动力制动：制动达到或超过牵引功率4.3新型装备的发展方向制动机：辆数、波速，斜率，闸瓦摩擦系314.4研究操纵技术正常安全运行依靠先进的技术装备和合理的操纵技术技术装备的发展要和操纵技术相适应不同的条件需要相应的操纵技术合理的操纵技术：经验、了解装备特性、动力学特性、运行要求4.4研究操纵技术正常安全运行依靠先进的技术装备和合理的操纵324.5研究安全技术列车安全性随长度增加明显降低一系列问题突出（脱轨、安全性降低）制动问题:缓解不良、意外制动、充风不足、动力制动:限制问题主辅机车的通讯4.5研究安全技术列车安全性随长度增加明显降低33五.操纵技术操纵难度更大（相对于客运、普通…）影响因素更多(多机、多车、多坡道…）可控性更差（牵引或制动、首尾差别…）必须了解列车基本特性操纵的预见性五.操纵技术操纵难度更大（相对于客运、普通…）345．1起动列车状态，缓解起动时机，手柄快慢平道——平稳起动，平稳加速上坡——缓解起动时机，注意后溜下坡——缓解起动时机，必要时电制5．1起动列车状态，缓解起动时机，手柄快慢355．2制动列车状态:拉伸与压缩，机车先单独制动制动初速：减速慢，必要时提前制动减压量：一般小减压量制动，列车管漏泄，制动作用增强5．2制动列车状态:拉伸与压缩，机车先单独制动365．3缓解列车状态，缓解初速低，减压量，列车冲动明显大于制动5．3缓解列车状态，375．4充风不足多次循环制动后可能导致列车尾部充风不足，尤其在长大下坡道紧急制动后缓解，列车下溜（即使电阻制动）严重充风不足5．4充风不足多次循环制动后可能导致列车尾部充风不足，尤其在385．5动力制动调速制动的原则：动力制动为主、空气制动为辅减轻冲动、保证充风、减少循环次数动力制动与脱轨安全性使用限制、对车钩的要求5．5动力制动调速制动的原则：动力制动为主、空气制动为辅39六.重载列车技术发展强化：机车车辆及线路→提高承载能力改善：利用现代技术→减轻列车纵向冲动匹配：强化与改善的协调发展：阶跃式六.重载列车技术发展强化：机车车辆及线路→提高承载能力406．1国外第二代单元列车1984年加拿大太平洋铁路提出：发展第二代单元列车技术措施：无间隙牵引杆多路机车遥控系统车辆径向转向架……6．1国外第二代单元列车1984年加拿大太平洋铁路提41列车组成车组（用无间隙牵引杆连接10节车辆形成车组）列车单元（用车钩缓冲器连接车组形成列车单元）单元列车（多个列车单元连接，列车管不连，由该单元的机车接受头部机车遥控）列车组成车组（用无间隙牵引杆连接10节车辆形成车组）42效益减轻列车纵向冲动约90％解决长大列车空气制动问题(意外、不可靠、缓解时间长、制动装置复杂化)减少90％车钩缓冲器车体自重大大减轻(自重/载重为1/5)效益减轻列车纵向冲动约90％43问题车辆运用中故障维修不方便多路机车遥控系统的可靠性(列车管不连?)问题车辆运用中故障维修不方便446.2大秦线两万吨级重载列车大秦线设计万吨重载列车技术措施无间隙牵引杆――逐步实施多路机车遥控系统――――利用LOCOTRO：1＋2＋1，4×1，2＋2机车车辆新技术的逐步应用6.2大秦线两万吨级重载列车大秦线设计万吨重载列车45Locotrol与两万吨级重载列车GSM-R技术与Locotrol技术的结合,800MHz数据电台与Locotrol技术的结合单套Locotrol系统与SS4机车的结合,以及2台和谐型大功率机车加可控列尾方式年运量由2002年的1亿t提高到2007年的3亿t,是原设计能力的3倍。Locotrol与两万吨级重载列车GSM-R技术与Loc46大秦线的问题大密度条件下的适应性车辆运用中故障维修不方便LOCOTRO系统的可靠性?与我国运用条件的匹配（减压速度作为判断依据）动力制动的限制……大秦线的问题大密度条件下的适应性47大秦线两万吨级重载列车主要编组方式单编(机车均在头部，车辆210辆）推挽

(头部机车+车辆210辆+尾部机车）组合(机车+车辆105辆+机车+车辆105辆）大秦线两万吨级重载列车主要编组方式486.3列车电空制动系统（ECP）物列车电空制动系统（ECP）是一种电子控制的直通式空气制动系统。该系统直接用计算机控制列车中每辆货车制动缸的制动和缓解，使重载列车的所有车辆制动、缓解动作保持一致。6.3列车电空制动系统（ECP）物列车电空制动系统（ECP）49ECP的有关试验数据消除意外紧急制动(传统列车每运行10次大约就要使用1次)闸瓦走行里程提高27%车钩断裂减少7%燃油消耗减少5%ECP的有关试验数据消除意外紧急制动(传统列车每运行10次50列车制动波的传递列车制动波的传递51单编列车动力制动单编列车动力制动52最大车钩力随时间的变化最大车钩力随时间的变化53拉钩状态与压拉钩状态的比较拉钩状态与压拉钩状态的比较54推挽列车动力制动推挽列车动力制动55组合列车动力制动组合列车动力制动56单编列车紧急制动（压钩）单编列车紧急制动（压钩）57单编列车紧急制动（拉钩）单编列车紧急制动（拉钩）58推挽列车紧急制动（拉钩）推挽列车紧急制动（拉钩）59组合列车紧急制动（拉钩）组合列车紧急制动（拉钩）60不同工况的最大车钩力工况动力制动常用制动制动缓解紧急制动状态压钩拉钩压钩拉钩压钩拉钩压钩拉钩单编列车561263

556

1043

1492

805

1816

4340

-1399

-1211

-682-949

-866

-595

-1204

-3668

推挽列车906658610401

615

538

899

752

-650

-704

-435

-683

-521

-168

-712

-721

组合列车332

478

340

6131026573

683727

-626

-769

-575-656-564

-263

-590

-862

不同工况的最大车钩力工况动力制动常用制动制动缓解紧急制动状态61纵向力的设计标准纵向力(kN)车体(静压)车钩(破坏)缓冲器阻抗力(额定~最大)通用货车200025001700重载货车250030002250～3560AAR454030002270～3630俄罗斯250030002000～2500铁科建议指标：最大车钩力<1000kN（正常工况）或最大车钩力<

2250

kN（紧急制动）纵向力的设计标准纵向力(kN)车体车钩缓冲器阻抗力通用货车262欢迎指正！[其它]023重载列车技术课件63重载列车技术[其它]023重载列车技术课件64重载列车技术涉及的方面重载列车相对于普通货物列车一般技术与特殊技术技术的连续性与突破技术安全性技术经济性重载列车技术涉及的方面65一.重载列车概况1．1定义：列车重量5000T，轴重25T，年运量2000万吨新变化：列车重量8000T，轴重27T，年运量4000万吨一.重载列车概况661．2类型：重载单元列车－1958年美国，单一车辆、固定编组、循环运输组合列车－1969年苏联，两列普列、局部区段、超重超长列车－1979年苏联，单机或多机、列车重量大、正常运输、1．2类型：重载单元列车－1958年美国，单一车辆、固定编组671.3我国的情况：1985～1990组合：固定车底（运煤）不固定车底6500→8000（7400）1990～1992:重载单元列车：大秦线等单机6000、双机100001992～目前整列式5000：繁忙干线目前:大秦线200001.3我国的情况：1985～1990组合：固定车底（运煤）681.4系统工程运输组织方式安全车、线、网→高效→配套措施相关方面……适应性1.4系统工程运输组织方式安全69二.重载列车动力学2.1相关学科

牵引计算学、车辆动力学、列车纵向、横向、垂向动力学、列车线路耦合动力学…

目的→方法二.重载列车动力学2.1相关学科

702.2列车纵向动力学每节车∑Fi=ma求解方程组2.2列车纵向动力学每节车∑Fi=ma71各作用力的基本特性Fi—牵引力、制动力、钩缓装置作用力、阻力

及其它作用力GK，103，120,ECP,

Fb→△Fb,制动力：制动缸压力，波速，斜率，闸瓦摩擦系数Fc→钩缓装置作用力：特性、间隙

2#，3#，MX，MT，胶泥；2#，13＃，16＃，17＃各作用力的基本特性Fi—牵引力、制动力、钩缓装置作用力、阻力72制动力的基本特性制动力的基本特性73制动波的传递列车管减压，各车辆制动缸压力顺序传递制动波的传递列车管减压，各车辆制动缸压力顺序传递74相邻车辆的制动力差△pb取决于制动波速和升压斜率相邻车辆的制动力差△pb取决于制动波速和升压斜率75不同制动阀的制动波速工况

常用制动

常用制动的缓解

紧急列车管减压量（MPa）0.070.10.170.07

0.10.17GK阀（64辆C62A）