其它023重載列車技術(shù)課件

26426423475106117229120閥（120輛C63A）

241238241117200176277ABDW閥（120輛C63）

169164164153171100298不同制動(dòng)閥的制動(dòng)波速工況常用制動(dòng)常用制動(dòng)的緩解13閘瓦的摩擦特性閘瓦的摩擦系數(shù)隨速度變化閘瓦的摩擦特性閘瓦的摩擦系數(shù)隨速度變化14緩沖器的特性緩沖器的特性：落錘試驗(yàn)、靜壓試驗(yàn)列車工況動(dòng)態(tài)特性：取落錘試驗(yàn)的包絡(luò)線緩沖器的特性緩沖器的特性：落錘試驗(yàn)、靜壓試驗(yàn)15三.列車縱向沖動(dòng)的機(jī)理3．1基本過(guò)程列車變工況：起動(dòng)、制動(dòng)、緩解、調(diào)速示例：乘坐火車（縱向、垂向、橫向）激擾源→從前部逐漸擠壓→整列受壓→從后部逐漸反彈受拉→整列受拉→振動(dòng)衰減三.列車縱向沖動(dòng)的機(jī)理16穩(wěn)定工況穩(wěn)定工況：列車在不變的或緩慢變化的牽引力、動(dòng)力制動(dòng)力的作用下，做勻速或減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)工況。在穩(wěn)定工況中，列車的縱向沖動(dòng)較小。全列車的各節(jié)車的加速度基本相同。

穩(wěn)定工況穩(wěn)定工況：列車在不變的或緩慢變化的牽引力、動(dòng)力制動(dòng)力17過(guò)渡工況過(guò)渡工況：即在較短的時(shí)間內(nèi)，列車從一種操縱狀態(tài)過(guò)渡到另一種操縱狀態(tài)。這時(shí)列車中的縱向沖動(dòng)將會(huì)很大。過(guò)渡工況：列車起動(dòng)、急劇地增加或卸除牽引力、制動(dòng)、列車通過(guò)坡道起伏較大的線路斷面時(shí)的運(yùn)動(dòng)及調(diào)車作業(yè)中車輛的碰撞。

過(guò)渡工況過(guò)渡工況：即在較短的時(shí)間內(nèi)，列車從一種操縱狀態(tài)過(guò)渡到18列車的初始狀態(tài)列車變化工況時(shí)的初始狀態(tài)鉤緩裝置的結(jié)構(gòu)間隙列車的初始狀態(tài)列車變化工況時(shí)的初始狀態(tài)19鉤緩裝置的間隙一對(duì)鉤緩裝置存在40mm左右的間隙，考慮到磨損，間隙有可能增加到60mm，70輛編組的5000t列車，可達(dá)4.2m。考慮緩沖器初始階段阻抗力，間隙更大小間隙車鉤，甚至無(wú)間隙牽引桿提高緩沖器初始階段剛度，增大阻抗力鉤緩裝置的間隙一對(duì)鉤緩裝置存在40mm左右的間隙，203．2間隙效應(yīng)鉤緩裝置具有間隙→無(wú)阻抗行程→車輛間相對(duì)速度增大→沖撞作用→車輛聚集后再?zèng)_撞→列車縱向沖動(dòng)列車變工況時(shí)的車鉤狀態(tài)→間隙效應(yīng)→列車縱向沖動(dòng)的大小和形態(tài)有利：便于列車起動(dòng)(過(guò)去滑動(dòng)軸承，坡道起動(dòng))不利：列車縱向沖動(dòng)明顯增大3．2間隙效應(yīng)鉤緩裝置具有間隙→無(wú)阻抗行程→車輛間相對(duì)速度增213．3沖動(dòng)的特點(diǎn)沖擊：列車變工況時(shí)的車輛間相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有沖擊的特點(diǎn)，聚集：車輛不斷沖撞聚集，形成列車縱向沖動(dòng)振動(dòng)：列車縱向沖動(dòng)總體上具有振動(dòng)的特點(diǎn)，逐漸衰減3．3沖動(dòng)的特點(diǎn)沖擊：列車變工況時(shí)的車輛間相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有沖擊的22沖動(dòng)的特點(diǎn)沖動(dòng)的特點(diǎn)23縱向沖動(dòng)的變化過(guò)程縱向沖動(dòng)的變化過(guò)程24調(diào)車工況與列車工況比較調(diào)車工況與列車工況比較25調(diào)車工況與列車工況比較沖動(dòng)的主要特點(diǎn)調(diào)車工況列車工況同時(shí)沖撞車輛數(shù)少多車組輛數(shù)的影響基本無(wú)影響影響很大相鄰車輛的速差高（調(diào)車速度）低(工況、間隙)沖撞延續(xù)時(shí)間短長(zhǎng)緩沖器工作曲線圓滑、完整不連續(xù)鋸齒形車鉤間隙的影響基本無(wú)影響影響很大調(diào)車工況與列車工況比較沖動(dòng)的主要特點(diǎn)調(diào)車工況列車工況同時(shí)沖撞26四.主要技術(shù)問(wèn)題4.1列車縱向沖動(dòng)4.2既有裝備開(kāi)行重載列車4.3新型裝備的發(fā)展方向4.4研究操縱技術(shù)4.5研究安全技術(shù)四.主要技術(shù)問(wèn)題4.1列車縱向沖動(dòng)274.1列車縱向沖動(dòng)列車縱向沖動(dòng)隨長(zhǎng)度增加明顯增加，導(dǎo)致安全性降低、故障增多涉及一系列問(wèn)題動(dòng)力學(xué)（斷鉤、脫軌、鉤緩破損、）制動(dòng)安全性（可靠性、充風(fēng)不足、緩解）操縱合理性（不同操縱方法的影響）運(yùn)輸組織（編組、運(yùn)營(yíng)）4.1列車縱向沖動(dòng)列車縱向沖動(dòng)隨長(zhǎng)度增加明顯增加，導(dǎo)致安全性284.2既有裝備開(kāi)行重載列車系統(tǒng)的方法：全面、理論、試驗(yàn)、實(shí)踐列車的編組：輛數(shù)、機(jī)車的動(dòng)力制動(dòng)、車輛的軸重、鉤緩裝置、制動(dòng)閥）列車的開(kāi)行：運(yùn)行條件（限速、停車緩解、技規(guī)要求）、主輔機(jī)車的聯(lián)系（對(duì)講機(jī)、同步裝置）特殊要求：特殊操縱技術(shù)、突破技規(guī)要求、編組要求（機(jī)車、空重車、關(guān)門車）4.2既有裝備開(kāi)行重載列車系統(tǒng)的方法：全面、理論、試驗(yàn)、實(shí)踐294.3新型裝備的發(fā)展方向技術(shù)政策的長(zhǎng)期指導(dǎo)性重載列車相對(duì)于普通貨物列車一般技術(shù)與特殊技術(shù)技術(shù)的連續(xù)性與突破技術(shù)安全性技術(shù)經(jīng)濟(jì)性4.3新型裝備的發(fā)展方向技術(shù)政策的長(zhǎng)期指導(dǎo)性304.3新型裝備的發(fā)展方向制動(dòng)機(jī)：輛數(shù)、波速，斜率，閘瓦摩擦系數(shù)GK，103，120,ECP,車鉤：強(qiáng)度、間隙2#，13＃，16＃，17＃緩沖器：特性、容量、形式2#，3#，MX，MT，膠泥；主輔機(jī)同步裝置：功能、可靠性機(jī)車動(dòng)力制動(dòng)：制動(dòng)達(dá)到或超過(guò)牽引功率4.3新型裝備的發(fā)展方向制動(dòng)機(jī)：輛數(shù)、波速，斜率，閘瓦摩擦系314.4研究操縱技術(shù)正常安全運(yùn)行依靠先進(jìn)的技術(shù)裝備和合理的操縱技術(shù)技術(shù)裝備的發(fā)展要和操縱技術(shù)相適應(yīng)不同的條件需要相應(yīng)的操縱技術(shù)合理的操縱技術(shù)：經(jīng)驗(yàn)、了解裝備特性、動(dòng)力學(xué)特性、運(yùn)行要求4.4研究操縱技術(shù)正常安全運(yùn)行依靠先進(jìn)的技術(shù)裝備和合理的操縱324.5研究安全技術(shù)列車安全性隨長(zhǎng)度增加明顯降低一系列問(wèn)題突出（脫軌、安全性降低）制動(dòng)問(wèn)題:緩解不良、意外制動(dòng)、充風(fēng)不足、動(dòng)力制動(dòng):限制問(wèn)題主輔機(jī)車的通訊4.5研究安全技術(shù)列車安全性隨長(zhǎng)度增加明顯降低33五.操縱技術(shù)操縱難度更大（相對(duì)于客運(yùn)、普通…）影響因素更多(多機(jī)、多車、多坡道…）可控性更差（牽引或制動(dòng)、首尾差別…）必須了解列車基本特性操縱的預(yù)見(jiàn)性五.操縱技術(shù)操縱難度更大（相對(duì)于客運(yùn)、普通…）345．1起動(dòng)列車狀態(tài)，緩解起動(dòng)時(shí)機(jī)，手柄快慢平道——平穩(wěn)起動(dòng)，平穩(wěn)加速上坡——緩解起動(dòng)時(shí)機(jī)，注意后溜下坡——緩解起動(dòng)時(shí)機(jī)，必要時(shí)電制5．1起動(dòng)列車狀態(tài)，緩解起動(dòng)時(shí)機(jī)，手柄快慢355．2制動(dòng)列車狀態(tài):拉伸與壓縮，機(jī)車先單獨(dú)制動(dòng)制動(dòng)初速：減速慢，必要時(shí)提前制動(dòng)減壓量：一般小減壓量制動(dòng)，列車管漏泄，制動(dòng)作用增強(qiáng)5．2制動(dòng)列車狀態(tài):拉伸與壓縮，機(jī)車先單獨(dú)制動(dòng)365．3緩解列車狀態(tài)，緩解初速低，減壓量，列車沖動(dòng)明顯大于制動(dòng)5．3緩解列車狀態(tài)，375．4充風(fēng)不足多次循環(huán)制動(dòng)后可能導(dǎo)致列車尾部充風(fēng)不足，尤其在長(zhǎng)大下坡道緊急制動(dòng)后緩解，列車下溜（即使電阻制動(dòng)）嚴(yán)重充風(fēng)不足5．4充風(fēng)不足多次循環(huán)制動(dòng)后可能導(dǎo)致列車尾部充風(fēng)不足，尤其在385．5動(dòng)力制動(dòng)調(diào)速制動(dòng)的原則：動(dòng)力制動(dòng)為主、空氣制動(dòng)為輔減輕沖動(dòng)、保證充風(fēng)、減少循環(huán)次數(shù)動(dòng)力制動(dòng)與脫軌安全性使用限制、對(duì)車鉤的要求5．5動(dòng)力制動(dòng)調(diào)速制動(dòng)的原則：動(dòng)力制動(dòng)為主、空氣制動(dòng)為輔39六.重載列車技術(shù)發(fā)展強(qiáng)化：機(jī)車車輛及線路→提高承載能力改善：利用現(xiàn)代技術(shù)→減輕列車縱向沖動(dòng)匹配：強(qiáng)化與改善的協(xié)調(diào)發(fā)展：階躍式六.重載列車技術(shù)發(fā)展強(qiáng)化：機(jī)車車輛及線路→提高承載能力406．1國(guó)外第二代單元列車1984年加拿大太平洋鐵路提出：發(fā)展第二代單元列車技術(shù)措施：無(wú)間隙牽引桿多路機(jī)車遙控系統(tǒng)車輛徑向轉(zhuǎn)向架……6．1國(guó)外第二代單元列車1984年加拿大太平洋鐵路提41列車組成車組（用無(wú)間隙牽引桿連接10節(jié)車輛形成車組）列車單元（用車鉤緩沖器連接車組形成列車單元）單元列車（多個(gè)列車單元連接，列車管不連，由該單元的機(jī)車接受頭部機(jī)車遙控）列車組成車組（用無(wú)間隙牽引桿連接10節(jié)車輛形成車組）42效益減輕列車縱向沖動(dòng)約90％解決長(zhǎng)大列車空氣制動(dòng)問(wèn)題(意外、不可靠、緩解時(shí)間長(zhǎng)、制動(dòng)裝置復(fù)雜化)減少90％車鉤緩沖器車體自重大大減輕(自重/載重為1/5)效益減輕列車縱向沖動(dòng)約90％43問(wèn)題車輛運(yùn)用中故障維修不方便多路機(jī)車遙控系統(tǒng)的可靠性(列車管不連?)問(wèn)題車輛運(yùn)用中故障維修不方便446.2大秦線兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車大秦線設(shè)計(jì)萬(wàn)噸重載列車技術(shù)措施無(wú)間隙牽引桿――逐步實(shí)施多路機(jī)車遙控系統(tǒng)――――利用LOCOTRO：1＋2＋1，4×1，2＋2機(jī)車車輛新技術(shù)的逐步應(yīng)用6.2大秦線兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車大秦線設(shè)計(jì)萬(wàn)噸重載列車45Locotrol與兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車GSM-R技術(shù)與Locotrol技術(shù)的結(jié)合,800MHz數(shù)據(jù)電臺(tái)與Locotrol技術(shù)的結(jié)合單套Locotrol系統(tǒng)與SS4機(jī)車的結(jié)合,以及2臺(tái)和諧型大功率機(jī)車加可控列尾方式年運(yùn)量由2002年的1億t提高到2007年的3億t,是原設(shè)計(jì)能力的3倍。Locotrol與兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車GSM-R技術(shù)與Loc46大秦線的問(wèn)題大密度條件下的適應(yīng)性車輛運(yùn)用中故障維修不方便LOCOTRO系統(tǒng)的可靠性?與我國(guó)運(yùn)用條件的匹配（減壓速度作為判斷依據(jù)）動(dòng)力制動(dòng)的限制……大秦線的問(wèn)題大密度條件下的適應(yīng)性47大秦線兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車主要編組方式單編(機(jī)車均在頭部，車輛210輛）推挽

(頭部機(jī)車+車輛210輛+尾部機(jī)車）組合(機(jī)車+車輛105輛+機(jī)車+車輛105輛）大秦線兩萬(wàn)噸級(jí)重載列車主要編組方式486.3列車電空制動(dòng)系統(tǒng)（ECP）物列車電空制動(dòng)系統(tǒng)（ECP）是一種電子控制的直通式空氣制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)直接用計(jì)算機(jī)控制列車中每輛貨車制動(dòng)缸的制動(dòng)和緩解，使重載列車的所有車輛制動(dòng)、緩解動(dòng)作保持一致。6.3列車電空制動(dòng)系統(tǒng)（ECP）物列車電空制動(dòng)系統(tǒng)（ECP）49ECP的有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)消除意外緊急制動(dòng)(傳統(tǒng)列車每運(yùn)行10次大約就要使用1次)閘瓦走行里程提高27%車鉤斷裂減少7%燃油消耗減少5%ECP的有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)消除意外緊急制動(dòng)(傳統(tǒng)列車每運(yùn)行10次50列車制動(dòng)波的傳遞列車制動(dòng)波的傳遞51單編列車動(dòng)力制動(dòng)單編列車動(dòng)力制動(dòng)52最大車鉤力隨時(shí)間的變化最大車鉤力隨時(shí)間的變化53拉鉤狀態(tài)與壓拉鉤狀態(tài)的比較拉鉤狀態(tài)與壓拉鉤狀態(tài)的比較54推挽列車動(dòng)力制動(dòng)推挽列車動(dòng)力制動(dòng)55組合列車動(dòng)力制動(dòng)組合列車動(dòng)力制動(dòng)56單編列車緊急制動(dòng)（壓鉤）單編列車緊急制動(dòng)（壓鉤）57單編列車緊急制動(dòng)（拉鉤）單編列車緊急制動(dòng)（拉鉤）58推挽列車緊急制動(dòng)（拉鉤）推挽列車緊急制動(dòng)（拉鉤）59組合列車緊急制動(dòng)（拉鉤）組合列車緊急制動(dòng)（拉鉤）60不同工況的最大車鉤力工況動(dòng)力制動(dòng)常用制動(dòng)制動(dòng)緩解緊急制動(dòng)狀態(tài)壓鉤拉鉤壓鉤拉鉤壓鉤拉鉤壓鉤拉鉤單編列車561263

556

1043

1492

805

1816

4340

-1399

-1211

-682-949

-866

-595

-1204

-3668

推挽列車906658610401

615

538

899

752

-650

-704

-435

-683

-521

-168

-712

-721

組合列車332

478

340

6131026573

683727

-626

-769

-575-656-564

-263

-590

-862

不同工況的最大車鉤力工況動(dòng)力制動(dòng)常用制動(dòng)制動(dòng)緩解緊急制動(dòng)狀態(tài)61縱向力的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)縱向力(kN)車體(靜壓)車鉤(破壞)緩沖器阻抗力(額定~最大)通用貨車200025001700重載貨車250030002250～3560AAR454030002270～3630俄羅斯250030002000～2500鐵科建議指標(biāo)：最大車鉤力<1000kN（正常工況）或最大車鉤力<

2250

kN（緊急制動(dòng)）縱向力的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)縱向力(kN)車體車鉤緩沖器阻抗力通用貨車262歡迎指正！[其它]023重載列車技術(shù)課件63重載列車技術(shù)[其它]023重載列車技術(shù)課件64重載列車技術(shù)涉及的方面重載列車相對(duì)于普通貨物列車一般技術(shù)與特殊技術(shù)技術(shù)的連續(xù)性與突破技術(shù)安全性技術(shù)經(jīng)濟(jì)性重載列車技術(shù)涉及的方面65一.重載列車概況1．1定義：列車重量5000T，軸重25T，年運(yùn)量2000萬(wàn)噸新變化：列車重量8000T，軸重27T，年運(yùn)量4000萬(wàn)噸一.重載列車概況661．2類型：重載單元列車－1958年美國(guó)，單一車輛、固定編組、循環(huán)運(yùn)輸組合列車－1969年蘇聯(lián)，兩列普列、局部區(qū)段、超重超長(zhǎng)列車－1979年蘇聯(lián)，單機(jī)或多機(jī)、列車重量大、正常運(yùn)輸、1．2類型：重載單元列車－1958年美國(guó)，單一車輛、固定編組671.3我國(guó)的情況：1985～1990組合：固定車底（運(yùn)煤）不固定車底6500→8000（7400）1990～1992:重載單元列車：大秦線等單機(jī)6000、雙機(jī)100001992～目前整列式5000：繁忙干線目前:大秦線200001.3我國(guó)的情況：1985～1990組合：固定車底（運(yùn)煤）681.4系統(tǒng)工程運(yùn)輸組織方式安全車、線、網(wǎng)→高效→配套措施相關(guān)方面……適應(yīng)性1.4系統(tǒng)工程運(yùn)輸組織方式安全69二.重載列車動(dòng)力學(xué)2.1相關(guān)學(xué)科

牽引計(jì)算學(xué)、車輛動(dòng)力學(xué)、列車縱向、橫向、垂向動(dòng)力學(xué)、列車線路耦合動(dòng)力學(xué)…

目的→方法二.重載列車動(dòng)力學(xué)2.1相關(guān)學(xué)科

702.2列車縱向動(dòng)力學(xué)每節(jié)車∑Fi=ma求解方程組2.2列車縱向動(dòng)力學(xué)每節(jié)車∑Fi=ma71各作用力的基本特性Fi—牽引力、制動(dòng)力、鉤緩裝置作用力、阻力

及其它作用力GK，103，120,ECP,

Fb→△Fb,制動(dòng)力：制動(dòng)缸壓力，波速，斜率，閘瓦摩擦系數(shù)Fc→鉤緩裝置作用力：特性、間隙

2#，3#，MX，MT，膠泥；2#，13＃，16＃，17＃各作用力的基本特性Fi—牽引力、制動(dòng)力、鉤緩裝置作用力、阻力72制動(dòng)力的基本特性制動(dòng)力的基本特性73制動(dòng)波的傳遞列車管減壓，各車輛制動(dòng)缸壓力順序傳遞制動(dòng)波的傳遞列車管減壓，各車輛制動(dòng)缸壓力順序傳遞74相鄰車輛的制動(dòng)力差△pb取決于制動(dòng)波速和升壓斜率相鄰車輛的制動(dòng)力差△pb取決于制動(dòng)波速和升壓斜率75不同制動(dòng)閥的制動(dòng)波速工況

常用制動(dòng)

常用制動(dòng)的緩解

緊急列車管減壓量（MPa）0.070.10.170.07

0.10.17GK閥（64輛C62A）