試論影響旅客列車運(yùn)行性能原因分析及改進(jìn)方案探討

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文題目： 影響旅客列車運(yùn)行性能原因分析及改進(jìn)方案學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2011年 7月 29日 中 文 摘 要隨著旅客列車速度的不斷提高，提速客車逐漸暴露出縱向沖動(dòng)加劇、舒適度下降、車鉤磨耗加快等間題。由于提速客車批量較少，車輛配件的檢修規(guī)程還沒有形成，只是按有關(guān)廠段修規(guī)程進(jìn)行列檢，發(fā)現(xiàn)超限者則予以更換。但隨著提速客車的迅速增加，提速客車的維修量、維修費(fèi)用亦迅速增加，客車生產(chǎn)廠、車輛運(yùn)用維修部門對此反映強(qiáng)烈。因此，如何解決提速客車縱向沖動(dòng)加劇、車鉤磨耗加快等間題已成為當(dāng)務(wù)之急。我通過對上述問題的研究, 根據(jù)國內(nèi)外列車縱向動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)論.找出影響

2、旅客列車縱向沖動(dòng)的原因，并通過25K型提速列車使用密貼式車鉤這一典型實(shí)例，對問題進(jìn)行了詳盡具體的闡述。通過對國外在減少列車縱向沖動(dòng)方面的經(jīng)驗(yàn)介紹，并結(jié)合我國已有的成功經(jīng)驗(yàn)提出，并以SW一160型轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施與CW一2型轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施為例，逐步提出我對于改善列車運(yùn)行過程中的各種振動(dòng)的改進(jìn)建議。關(guān)鍵詞：運(yùn)行性能；縱向沖動(dòng)；橫向晃動(dòng)；改進(jìn)措施目 錄正 文···················&#

3、183;····················13第一章 列車縱向沖動(dòng)的原因·····················131.1 影響旅客列車縱向沖動(dòng)的原因。··

4、83;···················131.2 25K型車縱向沖動(dòng)問題···························

5、3;141. 3影晌列車縱向沖動(dòng)的主要因素·······················151.4 影響運(yùn)行性能的其他問題····················

6、3;·····17第二章 國外在減少列車縱向沖動(dòng)方面的經(jīng)驗(yàn)介紹··192.1 確定列車合理的編組數(shù)···························192.2 采用性能.為先進(jìn)的制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)·····

7、3;················192.3 采用性能先進(jìn)的緩沖器···························192.4 編小車鈞連掛系統(tǒng)的縱向間隙·

8、;·····················202,5 提高列車的操縱控制設(shè)備水平······················20第三章 我國解決提速客車縱向沖動(dòng)問題的經(jīng)

9、驗(yàn)介紹·213.1 鉤緩裝置改進(jìn)后的計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果···················213.2 新型制動(dòng)機(jī)及電空制動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用···················213.3 提高運(yùn)行性能的其他措施建議&#

10、183;·····················233.4 SW一160型轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施·················233.5 CW一2型轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施···

11、3;··············26結(jié)束語···································

12、;·····31正 文隨著旅客列車速度的不斷提高，提速客車逐漸暴露出縱向沖動(dòng)加劇、舒適度下降、車鉤磨耗加快等間題。由于提速客車批量較少，車輛配件的檢修規(guī)程還沒有形成，只是按有關(guān)廠段修規(guī)程進(jìn)行列檢，發(fā)現(xiàn)超限者則予以更換。但隨著提速客車的迅速增加，提速客車的維修量、維修費(fèi)用亦迅速增加，客車生產(chǎn)廠、車輛運(yùn)用維修部門對此反映強(qiáng)烈。因此，如何解決提速客車縱向沖動(dòng)加劇、車鉤磨耗加快等間題已成為當(dāng)務(wù)之急。 我通過對上述問題的研究和改進(jìn)實(shí)踐，并結(jié)合國外研究的成功經(jīng)驗(yàn)提出了以下分析、建議。供有關(guān)部門參考。 第一章 列車縱向沖動(dòng)的原因 1.1 影響旅客列車縱向沖動(dòng)

13、的原因。根據(jù)國內(nèi)外列車縱向動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)論.影響旅客列車縱向沖動(dòng)的原因可以歸納為以下幾個(gè)方面: 1.1.1 列車牽引定數(shù)或編組輛數(shù)(以下簡稱為編組輛數(shù))。列車編組輛數(shù)的多少不僅影響列車的穩(wěn)態(tài)力，結(jié)合車輛特性、線路條件還會影響列車的動(dòng)態(tài)力。一般來說，編組輛數(shù)愈多，列車的縱向沖動(dòng)愈大。 1.1.2 客車制動(dòng)系統(tǒng)的性能。旅客列車調(diào)速、停車均需要有制動(dòng)系統(tǒng)來完成，由于制動(dòng)系統(tǒng)的不同制動(dòng)工況的制動(dòng)波速不同，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置動(dòng)作的不一致性，閘瓦牽擦因數(shù)的不穩(wěn)定性會造成列車中車輛產(chǎn)生相對的速度，在列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生縱向沖動(dòng)。 1.1.3 緩沖器的特性。對于提速客車，在編組14輛- 2。輛的條件下。緩沖器的特性對

14、緩解列車縱向沖動(dòng)的作用也是非常重要的。緩沖器性能設(shè)計(jì)適當(dāng)，可以大幅度地降低列車的縱向沖動(dòng)水平。 1.1.4 飛車鉤連掛系統(tǒng)的縱向間隙的大小。車鉤連掛系統(tǒng)的縱向間隙的大小是造成列車縱向沖動(dòng)的條件因素，車鉤縱向間隙的存在為車輛間產(chǎn)生縱向沖動(dòng)提供了環(huán)境條件，車鉤間隙越大，縱向沖動(dòng)越大。 1.1.5 線路的特性，線路的水平曲線是影響列車調(diào)速的主要原因之一，在豎曲線上列車在過變坡時(shí)同樣會造成列車中車輛的相對速差，引起縱向沖動(dòng)。 1.1.6 列車的操作。司機(jī)操作不當(dāng)也會造成列車的縱向沖動(dòng)。 在影響列車縱向沖動(dòng)的六大因素中，兩項(xiàng)是無法更改的。列車的編組數(shù)量是增加列車載客量的需要.為減少縱向沖動(dòng)而減少載客量是

15、非常不經(jīng)濟(jì)的.為部分提速客車對線路進(jìn)行大面積的改造同樣是不經(jīng)濟(jì)的。而第6項(xiàng)列車操作水平的提高受到司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)、身體健康情況及情緒的影響，是難以穩(wěn)定的因素。 剩余的個(gè)因素中，以客車制動(dòng)系統(tǒng)性能的改善最為困難，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)難度最大，就我國制動(dòng)系統(tǒng)而言，在采用了電空制動(dòng)后，技術(shù)上已很難再取得更大的突破。個(gè)因素的改善在我國相對于其他幾個(gè)因素而言，從技術(shù)儲備、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)效益上來講是最為可行的。實(shí)踐證明， 以上幾個(gè)因素的改善可以大幅度地降低提速客車的縱向沖動(dòng).使我國的提速客車的縱向沖動(dòng)水平不大于提速前的水平。 特別是自25K型提速列車自運(yùn)行以來，普遍反映良好，但仍存在一些問題，其中，旅客對車輛動(dòng)力學(xué)性能方

16、面的意見較多，特別是列車縱向沖動(dòng)問題。為此，鐵道部運(yùn)輸局等有關(guān)部門專門立項(xiàng)進(jìn)行研究，找出了影響旅客列車運(yùn)行性能的原因，并研究了部分解決方案。其中，密接式車鉤替代15號車鉤的方案已應(yīng)用于第5次提速用25T型客車上。通過幾個(gè)月的運(yùn)用考驗(yàn)證明，25T型提速列車的縱向沖動(dòng)要比25K型提速列車小得多。 1.2 25K型車縱向沖動(dòng)問題 1.2.1 25K型車縱向沖動(dòng)現(xiàn)狀 鐵路經(jīng)過幾次提速，提速客車的一些關(guān)鍵部件都有了很大的發(fā)展，但車鉤緩沖裝置直到2001年都變化不大。25K型列車仍然采用15號車鉤加G1型緩沖器的鉤緩裝置。15號車鉤連掛間隙較大，由于列車中各個(gè)斷面的間隙累積效應(yīng)，使25K型列車在運(yùn)行過程中

17、發(fā)生縱向沖動(dòng);G1型緩沖器的性能不能完全適應(yīng)提速要求，在正常運(yùn)行過程中基本不吸收能量，導(dǎo)致車鉤之間發(fā)生剛性碰撞，造成列車縱向沖動(dòng)加劇。在這種情況下，縱向沖動(dòng)問題成為影響提速旅客列車運(yùn)行平穩(wěn)性的一個(gè)重要因素。 1.2.2 對不同車輛裝備、不同運(yùn)行條件下的25K型列車運(yùn)行品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測記錄，發(fā)現(xiàn)25K型列車縱向沖動(dòng)的發(fā)生概率相對其他25型車要小，但列車在加速、制動(dòng)停車、運(yùn)行調(diào)速或過道岔、過長大坡道時(shí)仍有發(fā)生沖動(dòng)的可能，有時(shí)甚至在幾分鐘的時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)生幾次或十幾次較大的沖動(dòng)。例如，25K型列車在山地運(yùn)行下長大坡道時(shí)，發(fā)生縱向沖動(dòng)的縱向加速度峰值很高，19以上的沖動(dòng)時(shí)有發(fā)生，測試到的最大沖動(dòng)加速

18、度為1. 55 g,瞬時(shí)加速度變化率高達(dá)200 g/s - 500 g/s，沖擊能量主要集中在10Hz以下的低頻段。 1. 3影晌列車縱向沖動(dòng)的主要因素 1.3.1車鉤縱向連掛間隙 縱向連掛間隙是影響列車縱向運(yùn)行品質(zhì)的一個(gè)重要因素。減小列車車鉤縱向連掛間隙，不但可以降低列車在不同速度級下平穩(wěn)運(yùn)行、啟動(dòng)、制動(dòng)和運(yùn)行調(diào)速等不同工況下的縱向振動(dòng)水平，而且可以減小縱向沖動(dòng)發(fā)生的概率，甚至消除沖動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)裝有密接式車鉤、15號小間隙車鉤和普通15號車鉤的列車在京滬線北京一天津間平穩(wěn)運(yùn)行一定時(shí)間段內(nèi)縱向加速度的分布情況?？梢钥闯觯谕瑯拥木€路條件下，裝備密接式車鉤的列車縱向加速度最小，最大加速度的期望值

19、在0. 05 g左右;裝備小間隙車鉤的列車縱向加速度次之，最大加速度的期望值為0. 068 g;裝備普通15號車鉤的列車在3列車中縱向運(yùn)行品質(zhì)最差，最大加速度的期望值為0. 081 g?？梢钥闯觯b備密接式車鉤的列車縱向加速度基本上是對稱分布，也就是說沒有明顯的沖動(dòng)發(fā)生;裝備小間隙車鉤的列車因?yàn)橛幸恍┹^小的沖動(dòng)，縱向加速度呈明顯的偏態(tài)分布;而裝備普通15號車鉤的列車沖動(dòng)最為嚴(yán)重。 例如： 柳州鐵路分局北京一南寧一同登K51&次提速客車共用不到80套車鉤。一年下來，磨耗到限的鉤舌達(dá)42個(gè)，其他路局也有類似的問題。鐵路檢修工廠也有同樣的反應(yīng)，沈陽鐵路局沈陽客車廠1999年檢修車鉤報(bào)廢率高達(dá)

20、10. 53，比1994年一1998年各年分別高出8.96%,8.46%,8.41%,7. 5%,6.25%。分析原因有以下幾個(gè)方面：1.3.2 G 1號級沖器性能較差 我國的提速車普遍采用了G1號緩沖器，該緩沖器初壓力、阻抗力太高，吸收率太小，除造成列車的頻繁沖動(dòng)外還使車鉤平均力提高，因此，造成車鉤磨耗加劇。在四方機(jī)車車輛廠為南昌鐵路局研制的兩動(dòng)四拖內(nèi)徽動(dòng)車組上，裝用了15號小間隙車鉤和G1號緩沖器，同樣造成了車鉤的異常磨耗，在更換車鉤時(shí)發(fā)現(xiàn).2列動(dòng)車組所用的20套緩沖器中，沒有一套緩沖器起緩沖作用。 1.3.3 從列車遙度提離通成車鉤間的相對運(yùn)動(dòng)加快車鉤磨耗這一現(xiàn)象可以看出，在車輛的運(yùn)行速

21、度由70 krnlh提高到1$0 krn/h的過程中，車輛的點(diǎn)頭振動(dòng)加速度，主頻率，車體的端部垂向加速度(即浮沉運(yùn)動(dòng)加速度)、垂向加速度主頻率、垂向位移都有明顯的增加，甚至增加幾倍。提速客車的車鉤安裝形式又造成車鉤隨車體同步運(yùn)動(dòng)。表中的參數(shù)是針對一個(gè)車的，對于編組成列的車輛，經(jīng)過我們隨車檢查發(fā)現(xiàn)，相鄰兩車的振動(dòng)多數(shù)情況是相位相反，也就是說，相鄰的車輛的車鉤運(yùn)動(dòng)基本是反方向，這樣，列車速度提高后，車鉤的接觸面的摩擦運(yùn)動(dòng)有了較大幅度的增加提速后，車輛的牽引力雖有一定程度的增加，但摩擦副的接觸壓力增加、運(yùn)動(dòng)速度加快，摩擦頻率增加必然造成車鉤的磨耗加劇。1.3.4 客車制動(dòng)系 旅客列車調(diào)速、停車均需要

22、由制動(dòng)系統(tǒng)來完成，由于制動(dòng)系統(tǒng)的不同、制動(dòng)工況的制動(dòng)波速不同、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置動(dòng)作的不一致性、閘瓦摩擦因數(shù)的不穩(wěn)定性等會造成列車中車輛間產(chǎn)生相對的速度，從而在列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生縱向沖動(dòng)。 1.3.5 車端阻尼 按新造客車進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)計(jì)算，通過比較單輛車的動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、具有不同車端阻尼的編組列車的動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果，可得出如下結(jié)論:車端縱向阻尼對降低車輛縱向沖動(dòng)非常有效，增大車端縱向阻尼，車輛縱向沖動(dòng)將會減少。 1.3.6 緩沖器性能 現(xiàn)在提速車普遍采用的G1型緩沖器由于初壓力大、阻抗力高、吸收率小，在正常運(yùn)行過程中，由于車鉤的作用力達(dá)不到緩沖器的初壓力，緩沖器不動(dòng)作，基本不吸收能量。當(dāng)列車運(yùn)行過程中

23、縱向力發(fā)生變化時(shí)，車鉤之間就會發(fā)生剛性碰撞，造成列車縱向沖動(dòng)加劇，還使列車平均車鉤力提高，引起車鉤異常磨耗。尤其在目前不斷采用新型車鉤，車鉤的連掛間隙和車鉤作用力減小的情況下，G1型緩沖器的性能沒有得到同步改善，問題更加突出。 1.4 影響運(yùn)行性能的其他問題 1.4.1 轉(zhuǎn)向架 從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，車輛走行部分暴露出的問題比較嚴(yán)重，主要有:(1)車輪的擦傷、剝離;(2)抗側(cè)滾扭桿橡膠節(jié)點(diǎn)老化或破損;(3)各部件磨耗比較嚴(yán)重。 1.4.2制動(dòng)系統(tǒng) 列車提速后，制動(dòng)變得尤為重要，現(xiàn)車輛制動(dòng)系統(tǒng)存在的問題主要有:(1)制動(dòng)同步性能差，成為列車縱向沖動(dòng)大的主要原因;(2)客車雙管供風(fēng)與機(jī)車的配置協(xié)調(diào)問題沒有

24、解決;(3)制動(dòng)缸快裝管漏氣。 1.4.3 車上電氣裝置 (1)電子整流器電壓不穩(wěn)定，適應(yīng)的電壓范圍較窄;(2)電瓶性能不穩(wěn)定。1.4.4 車鉤緩沖系統(tǒng) (1)旅客列車提速后，列車車鉤鉤頭下垂、鉤尾框上偏的問題較為嚴(yán)重，車鉤尾部上跳，沖擊車體底部防跳板，甚至引起鉤尾框斷裂;(2)車鉤的磨耗速度加快，磨耗程度嚴(yán)重。 1.4.5 其他 (1)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)道設(shè)計(jì)不太合理，臥鋪車上鋪旅客感覺冷，下鋪旅客感覺熱，出風(fēng)口噪聲大;(2)活窗不密封，車內(nèi)端部噪聲尤其大;(3)中空玻璃漏氣、漏水問題較難解決。第二章 國外在減少列車縱向沖動(dòng)方面的經(jīng)驗(yàn)介紹 2.1 確定列車合理的編組數(shù) 列車的編組數(shù)量需要與采用的客車

25、設(shè)備的水平相匹配，在保證列車運(yùn)行速度、安全、舒適性的條件下，盡可能地?cái)U(kuò)大列車編組數(shù)量。犧牲舒適性擴(kuò)大編組數(shù)量只能作為擴(kuò)能的臨時(shí)措施。 2.2 采用性能.為先進(jìn)的制動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 客車技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國家在客車上均裝備較為先進(jìn)的電空制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、在高速列車上又發(fā)展了計(jì)算機(jī)控制的電空制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。美國在運(yùn)輸小汽車的雙層平車專列上同祥裝用了電空制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。 2.3 采用性能先進(jìn)的級沖器 鐵路運(yùn)輸較為發(fā)達(dá)的國家均很重視客貨車緩沖器的開發(fā)和運(yùn)用。貨運(yùn)方面，以美國、前蘇聯(lián)為代表，分別研制了不同形式、容量從35 kJ-12o kJ的多個(gè)AP種、型號的緩沖器，用于不同形式的貨運(yùn)列車上。從20年代初，他們又研制成功并迅速投

26、入運(yùn)用了具有容量大、質(zhì)量輕、檢修周期長的彈性膠泥緩沖器，為世界緩沖器技術(shù)的再發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，客車方面，以美國、日本及歐洲國家為代表。他們對緩沖器的研究投入了很大的人力、物力，取得了國際上領(lǐng)先的位置，他們除對傳統(tǒng)的環(huán)簧、橡膠、液壓、液壓空氣緩沖器進(jìn)行持久的性能改進(jìn)外，還對緩沖器的結(jié)構(gòu)形式、初壓力、阻抗力、行程、容量幾個(gè)主要參數(shù)之間及緩沖器與列車之間的參數(shù)匹配關(guān)系進(jìn)行了調(diào)整，以達(dá)到列車的最佳縱向舒適度。為進(jìn)一步提高列車的緩沖器性能。保證列車的連掛速度等技術(shù)要求，so年代初，以波蘭、法國為代表，又成功開發(fā)了具有大容量、低阻抗、質(zhì)量輕、檢修周期長的彈性膠泥緩沖器，這種緩沖器由于具有其他傳統(tǒng)緩沖器不

27、可比擬的高技術(shù)性能，迅速得到了推廣，在世界上十幾個(gè)國家得到應(yīng)用，現(xiàn)在仍保持著強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，UIC標(biāo)準(zhǔn)已做出規(guī)定，參加國際聯(lián)運(yùn)的歐洲國家的客車需要裝用彈性膠泥緩沖器。法國TGV高速列車為將機(jī)車與拖車的連掛速度由2. 6 km/h提高到已將傳統(tǒng)的緩沖器更換為彈性膠泥緩沖器。 2.4 編小車鈞連掛系統(tǒng)的縱向間隙 車鉤連掛系統(tǒng)的縱向間隙對列車的沖動(dòng)起著相當(dāng)大的作用。美國的有關(guān)技術(shù)資料稱其為間隙作用（cslack action）。美國的研究結(jié)果為:采用無間隙的連掛裝置與采用普通車鉤的萬噸列車相比，在相同條件下，因間隙作用造成的縱向沖擊力可減少8000(4 : 1)，加速度可減少9500(19，1)。前

28、蘇聯(lián)對重載列車的研究結(jié)果為:在車鉤連掛裝置縱向間隙為40 mm -8D mm時(shí)，列車車輛間全部縱向自由間隙為最大時(shí)的制動(dòng)縱向沖擊力是全部自由間隙為零時(shí)制動(dòng)縱向沖擊力的2倍3倍。綜合以上2個(gè)國家的研究成果，我們可以得出結(jié)論:縮小車鉤連掛系統(tǒng)的縱向間隙是降低列車縱向沖動(dòng)的最為有效的措施之一。 為提高客車的縱向舒適度，美國于1947年將H型密接式車鉤確定為客車的標(biāo)準(zhǔn)車鉤。歐洲尤其在德國于19世紀(jì)初即采用了密接式車鉤。歐洲國家采用的鏈子鉤加兩側(cè)緩沖餅的辦法也成功地解決了列車的間隙作用。法國的TGV高速列車采用密接式車鉤系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)模式是無列車間隙作用的成功范例。 2,5 提高列車的操縱控制設(shè)備水平 為

29、減少列車的縱向沖動(dòng)，發(fā)達(dá)國家采用了計(jì)算機(jī)控制的列車操作系統(tǒng)。他們的具體做法是:首先對線路進(jìn)行分析，找出列車需進(jìn)行調(diào)速和沖動(dòng)較為嚴(yán)重的地點(diǎn)，然后輸入列車控制計(jì)算機(jī)程序或司機(jī)操作規(guī)程。研究出最大限度地降低列車沖動(dòng)的措施，結(jié)合列車控制系統(tǒng)使列車在整個(gè)運(yùn)行區(qū)段縱向沖動(dòng)維持在最低水平。 第三章 我國解決提速客車縱向沖動(dòng)問題的經(jīng)驗(yàn)介紹 我國在改善車輛特性方面重點(diǎn)作了兩大方面的工作，一是對鉤緩系統(tǒng)裝置進(jìn)行了可能的改進(jìn)和改型，二是對車輛制動(dòng)系統(tǒng)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。 3. 1 鉤緩裝置改進(jìn)后的計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果 3.1.1 客車15號小間隙車鉤研制成功并裝車運(yùn)用考驗(yàn)3年多來，運(yùn)用狀態(tài)良好。無不良反映根據(jù)西南交通大學(xué)等單

30、位的理論計(jì)算結(jié)果，對于列車。采用15號小間隙車鉤在牽引工況、常用制動(dòng)工況、緊急制動(dòng)工況、常用制動(dòng)緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于15號車鉤可減少31.3，車輛最大加速度幅值減少。 3.1.2 客車用小間隙自動(dòng)車鉤及大容量緩沖器研制成功并裝車運(yùn)用考驗(yàn)。根據(jù)西南交大等單位的理論計(jì)算結(jié)果，采用巧號小間隙車鉤和新型彈性膠泥緩沖器的20輛編組的提速列車，在牽引工況、常用制動(dòng)工況、緊急制動(dòng)工況、常用制動(dòng)緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于15號車鉤和Gl號緩沖器可減少37. %，車輛最大加速度幅值減少4%。目前，裝用小間隙車鉤的提速車(K21,F22)已運(yùn)行4個(gè)多月，從整列車的縱向沖動(dòng)水平來看，優(yōu)于同樣編組數(shù)

31、量的非提速列車。經(jīng)過檢查，車鉤運(yùn)用狀態(tài)正常。 3.1.3 200 km/h電動(dòng)車組、180 km/h內(nèi)燃動(dòng)車組用密接式車鉤緩沖裝置研制成功井投入運(yùn)用。從列車運(yùn)行的縱向加速度來看，列車基本沒沖動(dòng)，縱向加速度要小于橫向加速度。 3.2 新型制動(dòng)機(jī)及電空制動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用 F8型空氣制動(dòng)機(jī)及提速車上電空制動(dòng)技術(shù)在部分提速車上成功應(yīng)用。從試驗(yàn)結(jié)果來看，采用Fa型空氣制動(dòng)機(jī)及電空制動(dòng)技術(shù)的列車，縱向沖動(dòng)得到了較好的改善。 3.2.1 采用性能良好的制動(dòng)系統(tǒng) 制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有較高的制動(dòng)及緩解波速、較好的制動(dòng)缸升壓及緩解特性、良好的緊急制動(dòng)性能，這將有效地減小列車在調(diào)速或緊急制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的縱向沖動(dòng)。 3.2.2 采

32、用小間隙車鉤或密接式車鉤加彈性膠尼緩沖器 縮小車鉤連掛系統(tǒng)的縱向間隙是降低列車縱向沖動(dòng)的最為有效的措施之一。客車用小間隙自動(dòng)車鉤及大容量緩沖器已在我國研制成功并裝車運(yùn)用考驗(yàn)。根據(jù)西南交通大學(xué)等單位的理論計(jì)算結(jié)果，采用15號小間隙車鉤和新型彈性膠泥緩沖器的20輛編組提速列車在牽引工況、常用制動(dòng)工況、緊急制動(dòng)工況及常用制動(dòng)緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于15號車鉤加G1型緩沖器可減少37. 6%，車輛最大加速度幅度值減少45. 2-79。從裝有小間隙車鉤的提速列車運(yùn)用情況來看，整列車的縱向沖動(dòng)水平優(yōu)于同樣編組數(shù)量的非提速列車，車鉤運(yùn)用狀態(tài)正常。 密接式車鉤加彈性膠泥緩沖器已在第5次提速用25T型客

33、車上批量運(yùn)用。對南車四方機(jī)車車輛股份有限公司生產(chǎn)的25T型客車所做的運(yùn)行試驗(yàn)表明:運(yùn)行過程中最大縱向加速度為。. 15 g，發(fā)生在40 km/h初速度緊急制動(dòng)過程中的制動(dòng)開始瞬間;列車在常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)開始時(shí)都出現(xiàn)了縱向沖動(dòng)，但由于密接式車鉤的使用，縱向沖動(dòng)對列車縱向加速度的影響被大大減小;不同速度級穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和啟動(dòng)加速工況縱向加速度都在0. 02 g以下，運(yùn)行過程中不同速度級調(diào)速過程也沒有出現(xiàn)縱向沖動(dòng)，人體基本沒有調(diào)速的感覺。 運(yùn)用結(jié)果表明:密接式車鉤加彈性膠泥緩沖器用于25K型提速客車能明顯改善縱向動(dòng)力學(xué)性能。 3.2.3 采用有一定阻尼的風(fēng)檔 雖然風(fēng)擋設(shè)備對列車縱向運(yùn)行性能的影響不明顯，

34、但可以改善部分橫向性能，因此，選擇有一定阻尼的風(fēng)擋對改善列車的運(yùn)行性能有一定的作用。 3. 3 提高運(yùn)行性能的其他措施建議 3.3.1 減少車輪擦傷、磨損。采用技術(shù)參數(shù)合理的高性能電子防滑器;研制性能好、擦傷剝離少的新型車輪。 3.3.2 提高空調(diào)系統(tǒng)性能。對風(fēng)道進(jìn)行改進(jìn)，確定具有優(yōu)良性能的風(fēng)道結(jié)構(gòu)。 3.3.3 降低噪聲及列車對環(huán)境的影響。采用水封裝置;采用集便裝置;選擇好的端部結(jié)構(gòu)。 從25T型客車的售后服務(wù)中可以看出，使用集便裝置后，客車底部、端部等原來污染比較嚴(yán)重的部位沒有污染現(xiàn)象發(fā)生，大大提高了乘車及車輛維修的環(huán)境質(zhì)量。端部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，電動(dòng)及手動(dòng)塞拉門的使用，使客室尤其是端部客室的噪

35、聲明顯降低。 其中以25T型車廣泛應(yīng)用的sw-160型以及cw-2型轉(zhuǎn)向架對于列車振動(dòng)所做的改進(jìn)措施最為成功，下面我們就以sw-160型以及cw-2型轉(zhuǎn)向架的改進(jìn)為例，進(jìn)行深入討論。3.4 SW一160型轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施SW-160型轉(zhuǎn)向架是無搖動(dòng)臺結(jié)構(gòu)的新型轉(zhuǎn)向架，在25K型車輛上得到了全面推廣應(yīng)用。但是，在線路等級較低及線路不平順較大的情形下，有的裝用SW-160型轉(zhuǎn)向架的25K型車輛，與裝用209T型轉(zhuǎn)向架的25G型車輛進(jìn)行比較，車輛的橫向晃動(dòng)頻率和加速度相對較大，橫向平穩(wěn)性不很理想，乘坐舒適度較低。為此，我們認(rèn)為很有必要對此現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查分析，找出原因，提出對策，以提高車輛運(yùn)行的橫

36、向平穩(wěn)性，提高車輛的乘坐舒適度。3.4.1 SW-160型轉(zhuǎn)向架構(gòu)造及分析 SW-160型客車轉(zhuǎn)向架是從206KP型轉(zhuǎn)向架發(fā)展而來的，它的中央懸掛裝置采用全旁承支重、空氣彈簧裝置、抗側(cè)滾裝置、橫向緩沖器、橫向油壓減振器及縱向牽引拉桿等零部件。它在一系懸掛上，采用了單轉(zhuǎn)臂式彈性定位，軸箱彈簧支承面在軸箱頂部。二系為無搖動(dòng)臺懸掛結(jié)構(gòu)，采用了SYS550D型空氣彈簧，空氣彈簧內(nèi)設(shè)有可變阻尼節(jié)流閥。對于SW-160型轉(zhuǎn)向架在個(gè)別區(qū)段橫向晃動(dòng)較大的現(xiàn)象，認(rèn)為主要是由車輛檢修時(shí)更換配件后技術(shù)性能沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)向架構(gòu)造特點(diǎn)和線路技術(shù)等級較低所決定的。3.4.2 SW-160型客車轉(zhuǎn)向架主要構(gòu)造特點(diǎn)及存

37、在的主要問題如下： (1)無搖動(dòng)臺結(jié)構(gòu)橫向剛度較大、橫向振動(dòng)性能較差。 SW-160型轉(zhuǎn)向架為無搖動(dòng)臺結(jié)構(gòu)，采用空氣彈簧和旁承承重，并在其下部加裝了圓形疊層橡膠彈簧。理論上，把空氣彈簧設(shè)計(jì)成有較小的橫向剛度，以替代搖動(dòng)臺裝置，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架中央懸掛裝置在橫向有較柔軟的剛度性能，以保證車輛有良好的橫向平穩(wěn)性。但是，實(shí)際上，現(xiàn)有空氣彈簧沒有達(dá)到柔軟的橫向剛度性能的設(shè)計(jì)要求。 (2)在搖枕與構(gòu)架側(cè)梁之間安裝有抗側(cè)滾扭桿裝置，對線路響應(yīng)大. CW-2、209HS等型客車轉(zhuǎn)向架是將抗側(cè)滾扭桿裝置安裝在搖枕與彈簧托板(梁)之間，盡管它們的結(jié)構(gòu)有不同，但均安裝在搖動(dòng)臺裝置之中，可隨搖動(dòng)臺擺動(dòng)，所以兩種抗側(cè)滾扭桿

38、裝置只要能適應(yīng)搖枕與托梁(托板)之間相對的較小橫移量即可，故該裝置的工作條件較好。 SW-160型轉(zhuǎn)向架將抗側(cè)滾扭桿裝置安裝在搖枕與構(gòu)架側(cè)梁之間，因?yàn)闆]有搖動(dòng)臺裝置，所以要求該裝置在橫向應(yīng)能適應(yīng)車體(搖枕)相對構(gòu)架的較大橫向位移量，故該裝置的工作條件較差。另一方面，也增大了二系懸掛的橫向剛度，不利于車輛具有良好的橫向平穩(wěn)性。3.4.3. 成功改進(jìn)措施 (1)減少空氣彈簧的垂向和橫向剛度 空氣彈簧是轉(zhuǎn)向架最為關(guān)鍵的零部件之一，直接影響和決定轉(zhuǎn)向架的動(dòng)力學(xué)性能和安全性能。SW-160型轉(zhuǎn)向架采用的SYS640D型空氣彈簧構(gòu)造如圖1所示。該空氣彈簧為自由模式，自重時(shí)空氣彈簧工作壓力為450kPa，工

39、作高度為200nllll±5mm。1橡膠囊；2上蓋組成；3下座組成；4橡膠堆；5節(jié)流閥；6O型密封圈；7O型密封圈。圖1 SYS640型空氣彈簧組成簡圖 理論和實(shí)踐證明，要保證車輛具有良好的運(yùn)行品質(zhì)，必須首先考慮彈簧懸掛裝置能使車輛簧上質(zhì)量的自振頻率足夠低，也就是說，改善車輛運(yùn)行平穩(wěn)性的最重要措施是盡可能增加彈簧懸掛裝置的靜撓度。理論上，空氣彈簧具有非線性，可以將它的載荷一撓度特性曲線設(shè)計(jì)成為理想的形狀。最理想的形狀是S形，即在曲線的中間區(qū)段具有比較低的剛度，而 在拉伸和壓縮行程的邊緣區(qū)段則剛度逐漸增加。這樣，可以保證車輛在正常行車范圍時(shí)運(yùn)行性能很柔軟，而在通過曲線和道岔等場合空氣彈

40、簧被大幅度拉伸和壓縮時(shí)，它逐漸堅(jiān)硬，從而能限制車體的振幅不致太大。對于有效直徑和曲率相同的空氣彈簧，高度愈高，橫向剛度愈小，其橫向負(fù)載特性的線性度愈好；空氣彈簧的有效直徑愈大，其橫向剛度愈大。為此，建議適當(dāng)提高空氣彈簧的高度，科學(xué)增加空氣彈簧的有效直徑，降低空氣彈簧內(nèi)的空氣壓力，使在自重下。為400kPa以下，以保證空氣彈簧有良好的運(yùn)行性能。(2)在有條件的情況下，增加旁承間距SW-160型轉(zhuǎn)向架的空氣彈簧間距為2300mm，而旁承間距為1850mm。在有條件的情況下，應(yīng)盡量增加旁承間距，以減少車體側(cè)滾振幅。 (3)在定期檢修時(shí)，要保證抗側(cè)滾扭桿裝置技術(shù)性能 由于抗側(cè)滾扭桿裝置安裝在搖枕與構(gòu)架

41、側(cè)梁之間，如果抗側(cè)滾扭桿裝置技術(shù)性能不能滿足設(shè)計(jì)要求，那么線路缺陷往往會直接傳遞到車體，使車體產(chǎn)生較高頻率的振動(dòng)。 (4)在定期檢修時(shí)，加強(qiáng)對空氣彈簧的性能檢測目前，在對快速客車車輛進(jìn)行A，、A2、A3修程時(shí)，只對空氣彈簧的氣密性進(jìn)行檢測，沒有對空氣彈簧的橫向、垂向剛度進(jìn)行檢測，不利于保證空氣彈簧的裝車性能。 (5)提高差壓閥的性能 由于SW-160型客車轉(zhuǎn)向架采用全旁承支重的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如果差壓閥性能不良，那么，車體容易發(fā)生較大側(cè)滾振動(dòng)，為此，盡量保證差壓閥動(dòng)作壓差在120kPa±lOkPa；流量在lOdm3s以下，從500kPa降到400kPa的時(shí)間不大于14s。3.5 CW一2型

42、轉(zhuǎn)向架橫向晃動(dòng)改進(jìn)措施2005年5月，天津、石家莊車輛段先后發(fā)生了CW系列轉(zhuǎn)向架因振動(dòng)失穩(wěn)造成甩車的事故。為此，天津、石家莊車輛段會同長春客車廠對故障轉(zhuǎn)向架進(jìn)行了反復(fù)分析，認(rèn)為：天津段的甩車主要由于橫向振動(dòng)所致，因而對影響橫向振動(dòng)的關(guān)鍵配件進(jìn)行了更換；石家莊段的甩車主要由于垂向振動(dòng)引起，因而對影響垂向振動(dòng)的關(guān)鍵配件進(jìn)行了更換，最終消除了故障。3.5.1 故障情況(1)石家莊段故障車為KD25K 998297號發(fā)電車，編組于石家莊一廣州的89/90次列車上。長客廠于2004年3月進(jìn)行了A4級檢修，6月上線運(yùn)行；2005年2月石家莊段進(jìn)行了A2級檢修，3月發(fā)現(xiàn)3位軸箱簧折斷，進(jìn)行了更換，4月末，1

43、位轉(zhuǎn)向架由于振動(dòng)大而甩車，更換了軸箱節(jié)點(diǎn)與橫向控制桿，5月1日試運(yùn)于石家莊一北京西，由于振動(dòng)大在保定甩車。5月4日更換1位轉(zhuǎn)向架，5月7日再次試運(yùn)無問題，隨后編組于石家莊一廣州的89/90次列車上。至5月21日運(yùn)行了4個(gè)往返，21日乘務(wù)員提出該車2位轉(zhuǎn)向架垂向振動(dòng)大，甩車待查。經(jīng)檢查，1位轉(zhuǎn)向架的1位、2位二系垂向油壓減振器漏油嚴(yán)重，2位軸箱有甩油現(xiàn)象，3位軸箱彈簧圈間有磨痕，3位構(gòu)架控制桿橡膠套有裂損。經(jīng)測量，1位、2位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與搖枕垂向間隙不符合A4修要求(29±3)mm)，減振器安裝垂直距離過小，僅比減振器最小行程369 mm長不足10 mm。(2)2005年5月1日，天津段

44、的T253次列車的 YW25K 671829號硬臥車轉(zhuǎn)向架振動(dòng)大，運(yùn)行至長沙站時(shí)發(fā)現(xiàn)3位橫向控制桿橡膠套竄出，5位軸箱簧折斷，5位軸箱油壓減振器下部折斷，6位軸箱油壓減振器螺母松動(dòng)。長沙車輛段立即組織處理，更換了5位軸箱彈簧、3位橫向控制桿組成及5位、6位軸箱油壓減振器。運(yùn)行中，5位軸溫始終比其他軸高10。列車到達(dá)廣州后，再次對該車進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)3位橫向控制桿橡膠套開裂并熔化、5位軸箱油壓減振器發(fā)熱漏油，5位、6位軸箱節(jié)點(diǎn)橡膠套熔化，甩車處理。該車為1999年12月新造，2005年1月6日在廣州發(fā)現(xiàn)2位轉(zhuǎn)向架5位軸箱構(gòu)架定位轉(zhuǎn)臂定位座發(fā)生斷裂，為此更換了2位構(gòu)架和5位、6位軸箱油壓減振器。返回

45、天津后，5位、6位軸箱油壓減振器繼續(xù)漏油，隨后停運(yùn)。2005年3月初返長客廠更換1位轉(zhuǎn)向架，3月末返天津段，4月30日乃是返廠后第1次運(yùn)行。2 處理結(jié)果及原因分析(1)對石家莊段甩車故障(裝CW1B型轉(zhuǎn)向架)的分析中，起先認(rèn)為是由于橫向振動(dòng)引起，放更換了1位轉(zhuǎn)向架橫向控制桿和定位轉(zhuǎn)臂橡膠節(jié)點(diǎn)，但振動(dòng)異常并沒有消失，后又更換了1位轉(zhuǎn)向架，再次出現(xiàn)垂向振動(dòng)異常、2位二系垂向油壓減振器漏油情況，說明問題發(fā)生在垂向。經(jīng)測量，減振器座安裝距離分別為395 mm、376 mm、385 mm、378 mm，認(rèn)為故障是由于轉(zhuǎn)向架有一側(cè)減振器座安裝距離小(376 mm、378mm)，減振器壓縮行程不足所致。這是

46、因?yàn)椋瑴p振器最小行程為369 mm，當(dāng)搖枕振幅達(dá)到或超過20 mm時(shí)，減振器會被壓縮到極限位置，使構(gòu)架與搖枕之間變成剛性接觸，同時(shí)損壞減振器節(jié)流閥等零件，造成漏油。為此，更換了有故障的4個(gè)二系垂向油壓減振器，在垂向油壓減振器與座之間加25 mm30 mm的墊，使減振器的拉伸與壓縮行程均衡。經(jīng)調(diào)整后，5月29日，再次試運(yùn)于石家莊一北京西的T511/512次列車上，剛性大振幅已消失，運(yùn)行良好，但高頻小振幅依然存在，并在130 km/h左右時(shí)出現(xiàn)共振現(xiàn)象。值得提出的是，該車在保定甩車時(shí)，發(fā)現(xiàn)1位橫向控制桿裝反。 (2)對天津段甩車故障(裝CW一2型轉(zhuǎn)向架)的判斷和處理則較為困難，但大家一致認(rèn)為是橫向

47、振動(dòng)引起的，并將注意力集中于定位轉(zhuǎn)臂的彈性定位套。初步認(rèn)為：該車2位轉(zhuǎn)向架5位軸箱定位轉(zhuǎn)臂座曾發(fā)生過斷裂，而正是這一部位發(fā)生軸箱彈簧折斷、一系油壓減振器下部桿折斷、橫向控制桿橡膠套竄出?？梢哉f，在軸箱定位轉(zhuǎn)臂座斷裂后，該軸箱定位轉(zhuǎn)臂橡膠套已經(jīng)失效。更換構(gòu)架后，該輪對并未更換，即已損壞的定位轉(zhuǎn)臂橡膠套未更換。所以，在長沙更換該位彈簧、油壓減振器、橫向控制桿后，到廣州仍出現(xiàn)了該位橫向控制桿橡膠套熔化、油壓減振器高溫并漏油、軸箱橡膠節(jié)點(diǎn)繼續(xù)熔化到內(nèi)外圈合并的程度。該軸箱橡膠節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是除了承受橫向和縱向載荷外，還承受較大的垂向載荷，即與彈簧共同承載垂向載荷，其分配比例為1：2，軸箱橡膠節(jié)點(diǎn)承受的垂直載荷為2 t3 t。經(jīng)檢查，軸箱節(jié)點(diǎn)橡膠套的損壞也主要是從垂向開始，然后逐步開裂、脫膠、擠出，從而影響車輛的橫向性能。舊型軸箱橡膠節(jié)點(diǎn)縱向、橫向、垂向剛度