2万t列车制动减压量对列车纵向动力学性能影响研究
列车空气动力学
1、空气动力学中所研究的运动流体范围用马赫数表示，一般分为5个区段：1）低速流Ma<0.3（V=102m/s—367km/h）2）亚音速流0.3<=Ma<0.8（V=272m/s—979km/h）3）跨音速流0.8<=Ma<1.4(V=476m/s—1714km/h) 4)超音速流1.4<=Ma<5(V=1700m/s—6120km/h) 5)高超音速流Ma>=5 2、主要研究内容：1）不同运行环境下高速绕过列车流动的空气作用于列车上的空气动力、力矩及其产生的机理；2）不同运行环境下高速列车引发的空气动力问题对周围环境影响的规律；3）降低列车空气动力效应的措施。 3、研究方法：理论分析、流场数值模拟计算和列车空气动力学试验 4、试验方法：实车试验、模拟试验（风洞试验、动模型模拟试验） 5、壁面湍流模型：对于有固体壁面的充分发展的湍流流动，沿壁面法线的不同距离上，可将流动划分为壁面区和核心区（完全湍流区）。对壁面区可分为3个子层：粘性底层、过渡层、对数律层。 粘性底层：紧贴固体壁面的极层，层流流动，粘性力起主要作用，湍流切应力可以忽略，平行于壁面的速度分量沿壁面法线方向线性分布。 过渡层：粘性力与湍流切应力的作用相当，流动状态比较复杂，很难用公式来描述。其厚度极小，工程计算中通常归入对数律层。 对数律层：粘性力的影响不明显，湍流切应力占主要地位，流动处于充分发展的湍流状态，流速分布接近对数律。 6、网格分类：结构网格、非结构网格、混合网格 7、车辆风洞试验分为测力试验和测压试验。 测力试验内容：测力试验主要有变风速试验和变侧滑角试验两大类，变风速试验是在模型侧滑角不变的情况下，在不同风速下分别测定各节车的气动力。变侧滑角试验是在风速一定的情况下，通过转盘旋转改变多年联挂列车模型的侧滑力，在不同的侧滑角下分别测定各节车气动力，主要用于研究横风对列车气动性能的影响。通常列车模型由三节或三节以上的车辆编成，采用多天平侧力，即每节车通过一内置式应变天平和支杆固定在试验地板上，天平感受到的气动力信号经通放器放大和A/D转换，由计算机数据采集处理系统适时显示和分析。测压试验内容：模型压力分布测量通常又叫侧压实验，其目的是测量车辆模型及部件等表面的压力分布，为车辆及其部件结构强度计算提供压力载荷；为研究车辆流动性能提供数据，是验证数值计算方法是否准确的一个重要手段。 8、动模型试验装置分类：浅水槽模型试验装置、沿钢丝滑行动模型试验装置、大型动模型试验装置 9、压力传感器有差压和绝压两种。低压室压力是大气压或真空。采用恒温密封瓶法。 10、列车表面空气压强垂直于列车表面，并以指向作用面方向为其正向。 11、列车空气阻力主要由三部分组成：一是头部及尾部压力差所引起的阻力，成为“压差阻力”；二是由于空气粘性而引起的作用于车体表面的剪切应力所造成的阻力，成为“摩擦阻力”；三是干扰车辆光滑表面的突出物所引起的阻力，成为“干扰阻力”。 系数分类：无因次空气阻力系数、无因次压差阻力系数、无因次表面摩擦阻力系数 12、会车压力波幅值的影响因素： 1）随着会车列车速度的大幅度提高，会车引起的压力波的强度将急剧增大。 2）会车压力波幅值随着头部长细比的增大而近似线性地显著减小。 3）会车压力波幅值随会车列车内侧墙间距增大而显著减小，但减小的幅度随会车内侧距离增大而逐渐减小 4）会车压力幅值随会车长度增大而近似呈线性地明显增大 5）经验计算公式表明，会车压力波近似地与（u1+u2/8）^2（u1为通过车速度，u2为观测
窄轨列车制动距离试验细则
《窄轨列车制动距离试验细则》（试行） 第一章总则 第一条：为贯彻执行《煤矿安全规程》，保证列车的安全运行，特制定《窄轨列车制动距离试验细则》，以下简称《细则》。 第二条：本《细则》，适用于5t及以上机车牵引的制动距离试验，其它的列车可参照执行。试验时间一般应安排在湿度最大的月份。 第三条：使用中的机车每年至少进行一次列车制动距离试验。 新购进或大修后的机车，在使用前也必须进行列车制动距离试验。 第四条：列车制动距离，应从司机开始操作机车制动装臵到列车完全停止的距离计算（包括制动空行程距离）。 第五条：列车制动距离必须符合下列要求：运送物料时，不得超过40米；运送人员时，不得超过20米。 如设计中采用大型机车、双机牵引列车设备，其制动距离不得超过设计审批中审定的数值。 第六条：列车制动距离试验，应以日常实际运行的最大牵引载荷，最大速度，在最大坡度的线路上进行（下坡）。 新型机车，应以列车组成计算后确定的最大牵引载荷及速度进行试验。 第七条：当制动距离不符合第五条要求时，应降低运行速度，减少牵引载荷或其他措施，在同一线路上重新进行试验，直至符合要求为止。 第八条：试验后，应对同型机车日常的最大牵引载荷及速度重新作出统一规定，以牵引载荷较少速度较低的那一台为准。 第九条：本《细则》如有与《煤矿安全规程》的规定不一致处，以《煤矿安全规程》为准。 第十条：本《细则》的修改、解释权属中国统配煤矿总公司。 第二章试验前的准备 第十一条：选取列车日常运行的最大坡度直线段作为列车制动距离的试验区段，并在区段内适当划分机车起动（加速）段、最大速度（等速）段和制动（减速）段。各段起点应以信号灯或其他明显标志标出。试验区段两端和各出入口，必须设有警戒人员，还必须设臵写有“列车试验，禁止通行”的警告牌或警告灯。 第十二条：认真检查、检修试验区段的轨道、牵引网络以及机车车、辆等，但不得在轨面上预先撒砂或做类似处理。 轨道、牵引网络的质量不得低于“合格品”的等级；机车、车辆等必须符合《煤矿矿井机电设备完好标准》以及有关技术文件的要求。要重点保证机车、车辆的制动装臵、撒砂装臵和连接装臵灵敏可靠。 第十三条:比照机车日常实际运送物料或人员的最大牵引载荷备足重载矿车或平巷人车。 第十四条:备有供指挥、联络、计时、计算、修理用工具、量具、仪器、仪表、备品、配件、复轨器械及其他安全防护装臵，并检查、校验，保证齐全、完整、灵敏、有效。 第十五条：机车司机应由工作责任心强、反应灵敏、操作熟练的同志担任，一般应为该车的日常司机。
列车纵向动力学分析
第一部分 开行重载列车，就机车车辆本身来讲，重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性 能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。下面就以制动系统来分析。 1.重载列车制动系统的关键技术 制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用，随着铁道技术的不断进步，已出现了多种制动方式，但对货物列车而言，空气制动仍是最基本的制动作用方式。众所周知，货物列车空气制动作用的制约因素甚多，列车长度就是主要影响因素之一。我国重载列车的发展始于20世纪80年代，至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上，编组辆数从62辆增加到210辆之多，列车最大长度已达2·6 km以上，导致空气制动作用条件严重恶化。 1.1制动空走时间和制动距离 影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外，还有影响空走距离的空走时间，后者主要与列车长度或编组辆数有关。笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时，对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下，由于重载列车编组辆数的增加，必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响，因此该限速表不适用于重载列车。对 于重载列车，其制动力应比普通列车高，以保持和普通列车同等的制动距离。1.2充气作用和长大下坡道的运行安全 列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间，因此，在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。 1.3减轻列车纵向动力作用 货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因，也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。该纵向动力作用以空气制动时为甚，并基本上与列车的总制动力或辆数成正比。在同样装置、线路和操纵工况等作用条件下，重载列车的纵向力通常比普通列车成倍增加，因此，如何减轻重载列车的纵向动力作用是需要研究的重要课
列车动力学复习资料
1. 列车振动的六个自由度指哪六个振动？其中哪些振动属于纵向振动？哪些 属于横向振动？哪些属于垂向振动？ 2. 铁道车辆动力学性能包括哪三个方面？ 3. 车辆车辆安全性主要涉及到哪两个方面？ 4. 评价车辆安全性的主要指标有哪三个？ 5. 脱轨的方式有哪些？ 6. 脱轨系数的定义与推导。脱轨系数的高低对安全性的影响？ 7. 评价车辆的平稳性指标主要有哪些？ 8. sperling 指标考虑了哪些因素对舒适度的影响。 9. 依据下图分析人体垂向、水平方向的敏感频率范围。 -2 垂直方向均方根加速度/m .s 8.06.35.04.0 2.0 1.0 频率/Hz -2 水平方向均方根加速度/m .s 8.06.35.04.02.0 1.0频率/Hz
10.依据上图分析超高的设置？什么是欠超高？什么是平衡速度？什么是过超 高？ 11.什么是滚动圆直径？ 12.国内轮缘间隙的计算？ 13.在运营中使用的车轮踏面类型有哪两类？ 14.等效锥度的推导？ 15.轮对重力刚度是定义在哪个运动前提下的？对轮对这种运动的影响如何？ 是正刚度还是负刚度？ 16.轮对重力角刚度是定义在哪个运动前提下的？对轮对这种运动的影响如 何？是正刚度还是负刚度？ 17.轮对质量对轮轨动力间的影响是有利的还是不利的？ 18.轮对低动力设计方法包括哪几个方面？ 19.轮轨接触状态通常有哪两种形式？ 20.对车辆动力学影响较大的轮轨接触几何参数有哪些？ 21.通过下图，分析锥形踏面和磨耗型踏面对蛇形运动和曲线通过能力的影响。
22.轨道的三大薄弱环节是社么？ 23.赫兹接触理论把接触的两个物体视为弹性体，其接触斑形状假定为什么？影 响接触斑大小的因素有哪些？ 24.理解轮轨蠕滑现象。 25.轮轨滑动包括刚性滑动和弹性滑动。 26.蠕滑的大小用什么表示？ 27.蠕滑理论主要解决哪三者间的关系？ 28.carter理论是两维滚动接触理论，给出了纵向蠕滑系数。 29.J-V理论是三维滚动接触理论，给出纵向和横向蠕滑系数。 30.kalker理论给出了蠕滑力和蠕滑率间的系数，包括纵向、横向和自旋。 31.车辆的悬挂装置包括哪两系？二者之间是并联还是串联？车辆弹簧悬挂的 主要静挠度集中在哪一些？ 32.轴箱悬挂主要由哪三部分组成？ 33.轴箱悬挂中弹簧通常采用钢弹簧，通常由内外圈组成，这主要是考虑了什么 因素？ 34.了解轴箱定位的主要形式及性能。 35.CRH1、2采用哪种定位方式？CRH5采用哪种定位方式？ 36.轴箱定位刚度的基本设计原则是什么？ 37.衡量曲线通过能力的指标由哪些？良好的曲线通过能力表现是什么？
列车制动距离规定标准版本
文件编号：RHD-QB-K7510 （管理制度范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 列车制动距离规定标准 版本
列车制动距离规定标准版本 操作指导：该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 列车制动距离，是指列车在实施制动前，以最大规定速度在限制下坡道上运行，由开始使用紧急制动时起至列车完全停止时的最长距离。 为了保证列车运行的安全，防止行车事故的发生，必须确保列车能在规定的制动距离内停车。列车中的机车（包括蒸汽机车的煤水车）和车辆的自动制动机，均应加入全列车的制动系统。 中国铁路的列车制动距离统一规定为800m。要求所有使用自动制动机的列车，在区段内任何纵断面线路上以最大容许速度运行时，当实施紧急制动后，都具有在800m制动距离内停车的制动能力。
1．中国铁路对闸瓦压力的规定 列车制动能力是由闸瓦压力来保证的。列车需要的闸瓦压力与列车的重量、运行速度及运行区段内限制下坡道的坡度直接相关。列车重量越大，速度越高，坡度越陡长，则所需要的闸瓦压力也就越大。为保证列车能在800m制动距离内停车，规定了列车按重量计算的单位闸瓦压力（为了计算方便，以每百吨的列车重量为计算单位）。这个单位闸瓦压力，应符合该区段内运行速度及限制下坡度的要求。根据这一原则通过理论计算和实际试验，制定出使用自动制动机的旅客列车闸瓦压力表和使用自动制动机的货物列车和混合列车闸瓦压力表。机动车辆重量及机车车辆每轴闸瓦压力分别见机车车辆重量表和机车车辆换算闸瓦压力表。 由于旅客列车与货物列车和混合列车的自动制动
新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统
文章编号:100021506(2003)0420006205 新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统 毛 军,薛 琳,谭忠盛 (北方交通大学土木建筑工程学院,北京100044) 摘 要:目前高速列车隧道空气动力学模型实验系统主要用于分析隧道内压力波的变化规律, 难以对空气动力学效应进行完整的分析.针对这一局限性,从科特流(Couette )理论出发,提出 了一种新型实验系统即旋转式高速列车—隧道模型实验系统,介绍了该系统的可行性、结构、 实验原理及其特点.分析表明:该新型实验系统结构简单、功能完善、成本低、实验重复性好,适 用于进行高速列车通过隧道时产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等 一系列空气动力学实验,并能测量隧道内和列车隧道环形空间的气流速度场,对研究高速列车 隧道空气动力学问题有重要意义. 关键词:高速列车;压力波;空气阻力;模型实验;科特流 中图分类号:U238;O357.1 文献标识码:A A N ew Type of Model Experimental System of Aerodynamics E ffects C aused by High 2Speed T rains Passing Through Tunnel M A O J un ,X U E L i n ,TA N Zhong 2sheng (School of Civil Engineering and Architecture ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :The applied model experimental system is mainly used to analyze the changing rule of the pressure wave in tunnel ,which is one of the aerodynamics effects when high-speed trains passing through the tunnel.It is difficult for the system to analyze the other aerodynamics ef 2 fect s.For this reason ,the paper bases on the Couette flow theory to develop a new type of experi 2 mental system ,Which is named the circular model experimental system of aerodynamics effects caused by high-speed trains passing through tunnel ,and introduces its feasibilities ,structure ,ex 2 periment principle and specially characters.It is found that the new circular experimental system has a simple structure ,powerful functions ,lower cost and good repetitive performance ,and can be used for a series of aerodynamics experiments on such as the changing rule of the pressure wave in tunnel ,micro-pressure wave ,piston wind of trains ,resistance on trains and air noise.It can also measure the airflow velocity field in cylinder tunnel formed by the trains and tunnel.So ,it will be of great value to the researches of the aerodynamics problems caused by high-speed trains passing through tunnel. K ey w ords :high-speed train ;pressure wave ;air resistance ;model experiment ;Couette flow 1 问题的提出 高速列车在通过隧道时将产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等一系列明显收稿日期:2003206217作者简介:毛军(1966— ),男,湖北公安人,助理研究员,硕士.em ail :junmao @https://www.360docs.net/doc/d95011470.html, 第27卷第4期2003年8月 北 方 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF NORTHERN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.27No.4Aug.2003
列车制动距离及计算
列车制动 一、什么是制动 二、制动力是如何产生的？ 三、影响制动力的因素有那些？ 四、列车制动问题解算 列车制动问题解算”主要是：在各种不同的线路条件下，列车制动能力（列车换算制动率）、列车运行速度和列车制动距离这三个因素之间的相互关系，而且都是按施行紧急制动的情况考虑的（列车制动力或列车换算制动率均按百分之百计算）。 列车制动问题解算通常有三种类型： (1)已知制动能力（列车换算制动率）和列车运行速度， 计算制动距离。 (2)已知列车制动能力（换算制动率）和必须保证的制动距离，解算平道或下坡道允许的紧急制动限速。 (3)已知列车的紧急制动限速和必须保证的制动距离，解算平道或下坡道至少必须的列车制动能力（换算制动率）。 其中，制动距离计算是关键。 第一节制动距离及其计算
在司机施行制动时，列车中各车辆的闸瓦并非立即、同时压上车轮的，闸瓦压上车轮之后，闸瓦压力也不是瞬间达到最大值的，制动缸压强有一个上升过程， 参看图5-1。图中t。和tN分别为从司机施行制动至第一辆车和最末一辆车的制动缸压强开始上升的时间（在t。的时间内，列车实际上还是惰行，所以称t。为纯空走时间，即真正的制动空走时间t。为制动缸充气时间（压力从零上升到预定值的时间）。所以，全列车的闸瓦压力和制动力也有一个增长的过程，如图5-2中实线所示。 为便于计算，通常假定全列车的闸瓦都是在某一瞬间同时压上车轮，而且闸瓦压力就是在这一瞬间从零突增至预定值， 如图5-2中虚线所示。图5-2空走距离的原始概念 Sb=Sk＋S, (5-1) 这样，列车制动过程就明显地被分成两段： 前一段是从施行制动到这一瞬间的空走过程，它经历的时间称为空走时间（显然，这是个假定的空走时间），以t0表示，列车在空走时间t0内靠惯性惰行的距离称为空走距离，以S。表示； 后一段是从突增的瞬间至列车停止的有效制动过程，也叫实制动过程，其经历的时间称为有效制动时间或实制动时间，以‘表示，列车在t。时间内、在全部制动力和运行阻力的作用下急剧减速所运行的距离，称为有效制动距离或实制动距离，以S表示
HyperMesh软件在列车空气动力学仿真中的应用
HyperMesh软件在列车空气动力学仿真中的应用Application in Aerodynamics of Train of HyperMesh 摘要: 本文结合HyperMesh软件和Fluent仿真工具，探讨一种快速空气动力学仿真建模和仿真方法。以某高速车为例，建立列车的三维空气动力学计算模型，获得列车周围流场分布和表面压力分布特性，为车辆设计的改进提供参考。 关键词:流场 空气动力 HyperMesh Abstract Combining with the software of HyperMesh and Fluent, the paper discussed a quick simulation method of aerodynamics. Take some high-speed EMU for example, the 3D model of train is built, the flow field and the pressure around train is acquired. The conclusion offered reference for design. Key words:flow field, aerodynamics, HyperMesh 1概述 随着我国铁道车辆和线路装备水平的发展，列车的运营速度越来越高。200公里动车组和300公里动车组相继开通运营，高速动车组给交通运输带来了巨大的便利的同时，也给车辆设计带来很大的挑战。其中，高速运行时的空气动力学特性就是高速车需要克服的难点之一，它直接关系到列车的运行安全性和舒适性，同时对于减少空气阻力和节能有很大的贡献。 空气动力学的研究通常通过试验的方法获得各种数据，比如比例模型的风洞试验或整车的线路试验。但比例模型的风洞试验成本比较高，有时为了获得最优的方案需要做很多试验模型，更增加了设计成本的支出。整车的线路试验是在车辆设计完成之后进行的工作，一般带有一种验证性的成分。因此，基于有限元的虚拟仿真空气动力学试验在车辆的实际前期发挥了很大的作用。本文结合多种仿真工具，探讨一种快速空气动力学仿真建模的方法。以某高速车为例，建立列车的三维空气动力学模型，获得列车速度对流场分布和表面压力分布。
制动距离
制动距离计算 一、概述 在铁路设计和运营管理中，列车制动问题相当重要，因为它不但关系到行车安全，而且关系到运输能力。近年来，随着列车运行速度和牵引质量的不断提高，为保证列车的安全运行和准确、及时地停车，对列车制动问题也提出了更高的要求。所以，分析研究列车制动问题，以求合理地提高铁路运输能力和通过能力，保障铁路行车安全，对铁路运输工作有着极其重要的意义。 列车制动问题通常包括以下几个要素： 1．列车制动距离S z；? 2．列车换算制动率; 3．制动地段的加算坡度千分数i j; 4．制动初速v0； 5．制动末速v m；制动停车时v m =0。 列车制动距离是指自制动开始（移动闸把或监控装置“放风”）到停车（或缓解）列车所走的距离。 制动距离是综合反映制动装置性能和实际制动效果的重要指标。为了保证行车安全，世界各国都根据自己的实际情况(如列车运行速度、牵引质量、制动技术水平和信号、闭塞制式等)，规定本国紧急制动时所允许的最大制动距离。我国《技规》原来规定，列车紧急制动距离为800m，又叫计算制动距离，是布置行车设备和制定有关安全行车规章的依据。在确定利用动能闯坡的最高速度时，计算制动距离可延长到1100m。
二、列车制动距离计算 1 列车制动力 制动时由闸瓦压力而产生的列车制动力B 按下列方法之一计算 1.1 实算闸瓦压力计算法以列车中各闸瓦的实算闸瓦压力K 与各该闸瓦的实算摩擦系数?k 乘积的总和计算 B=∑（ K ?k ） （ 4-1） 1.2 换算闸瓦压力计算法为了不涉及摩擦系数与闸瓦压力的变化关系以简化计算用列车中每种闸瓦的换算闸瓦压力之和SKh 与该种闸瓦的换算摩擦系数?h 乘积的总和进行计算 B=∑ （?h ?∑ Kh ） （4-2） 2 摩擦系数 2.1 实算摩擦系数 各型闸瓦和闸片的实算摩擦系数?k 按下列各式计算 中磷闸瓦 k 01003.6+100=0.64 0.0007(110510014100 K K ν?νν++-++） （4-3） 2.2 换算摩擦系数 中磷闸瓦高磷闸瓦和低摩合成闸瓦的换算摩擦系数?h 按每块闸瓦的实算闸瓦压力K 等于25kN 计算 中磷闸瓦 h 03.6+100=0.3560.0007(11014100ν?νν+-+） （4-4） 3 K ——实算闸瓦压力 机车车辆每块闸瓦的实算闸瓦压力K 按下列计算 2z z z z z 6k d n 4=n 10P K π ηγ （4-5） 式中π 圆周率取3.14 dz 制动缸直径mm Pz 制动缸空气压力kPa hz 基础制动装置计算传动效率，机车及客车闸瓦制动均取0.85； gz 制动倍率
列车制动距离规定标准范本
管理制度编号：LX-FS-A34025 列车制动距离规定标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
列车制动距离规定标准范本 使用说明：本管理制度资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 列车制动距离，是指列车在实施制动前，以最大规定速度在限制下坡道上运行，由开始使用紧急制动时起至列车完全停止时的最长距离。 为了保证列车运行的安全，防止行车事故的发生，必须确保列车能在规定的制动距离内停车。列车中的机车（包括蒸汽机车的煤水车）和车辆的自动制动机，均应加入全列车的制动系统。 中国铁路的列车制动距离统一规定为800m。要求所有使用自动制动机的列车，在区段内任何纵断面线路上以最大容许速度运行时，当实施紧急制动后，都具有在800m制动距离内停车的制动能力。
重载列车纵向动力学仿真研究
目录 第1章绪论 (1) 1.1选题背景及意义 (1) 1.2重载列车动力学研究现状 (1) 1.2.1 国外研究现状 (1) 1.2.2 国内研究现状 (3) 1.2.3 存在的问题 (4) 1.3本文研究的主要内容 (5) 第2章列车纵向动力学理论 (6) 2.1列车纵向动力学模型 (6) 2.2列车阻力计算模型 (7) 2.2.1 基本阻力 (7) 2.2.2 附加阻力 (8) 2.2.3 起动阻力 (9) 2.3机车牵引制动模型 (9) 2.3.1 牵引特性 (9) 2.3.2 制动特性 (10) 2.4货车制动模型 (11) 2.5车钩缓冲器模型 (13) 2.5.1 缓冲器模型 (13) 2.5.2 缓冲器参数及其处理方法 (14) 2.6列车纵向冲动 (16) 2.6.1 引起纵向冲动的原因 (16) 2.6.2 影响纵向冲动的关键因素 (16) 2.7本章小结 (19) 第3章基于Simpack的长大列车编组的纵向动力学仿真计算 (20) 3.1多体系统动力学软件的发展及应用 (20) 3.2轨道车辆的拓扑结构 (20) 3.3长大列车动力学建模 (21) 3.3.1 HXD1单车机车模型 (21) 3.3.2 2万吨列车模型 (22) 3.4铰接与力元的建模 (23)
3.4.1 创建制动力曲线 (23) 3.4.2 创建制动力时间激励 (24) 3.4.3 创建制动力力元 (25) 3.5动力学模型解算及结果分析 (25) 3.6本章小结 (26) 第4章长大列车纵向动力学实时性计算研究 (27) 4.1动力学解算方法 (27) 4.1.1 龙格库塔法 (27) 4.1.2 Newmark-β法 (31) 4.1.3 两种方法的优缺点及使用范围 (33) 4.2误差分析 (34) 4.2.1 龙格库塔法误差分析 (34) 4.2.2 Newmark-β法误差分析 (36) 4.3实时性仿真计算分析 (38) 4.4基于VC的纵向动力学软件开发 (39) 4.4.1 系统结构设计 (39) 4.4.2 界面设计 (40) 4.4.3 运行操作数据处理 (44) 4.5本章小结 (44) 第5章长大列车不同编组下的纵向动力学计算案例 (45) 5.1起动牵引工况 (45) 5.2紧急制动工况 (46) 5.2.1 1+2+1 编组 (47) 5.2.2 2+0+2 编组 (48) 5.2.3 1+1+1 编组 (49) 5.3三种编组条件下的车钩力对比 (51) 5.3.1 同步制动对比 (51) 5.3.2 滞后制动对比 (51) 5.4本章小结 (52) 总结与展望 (54) 总结 (54) 展望 (55) 参考文献 (56)
列车制动距离规定实用版
YF-ED-J7089 可按资料类型定义编号 列车制动距离规定实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
列车制动距离规定实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 列车制动距离，是指列车在实施制动前， 以最大规定速度在限制下坡道上运行，由开始 使用紧急制动时起至列车完全停止时的最长距 离。 为了保证列车运行的安全，防止行车事故 的发生，必须确保列车能在规定的制动距离内 停车。列车中的机车（包括蒸汽机车的煤水 车）和车辆的自动制动机，均应加入全列车的 制动系统。 中国铁路的列车制动距离统一规定为 800m。要求所有使用自动制动机的列车，在区
段内任何纵断面线路上以最大容许速度运行时，当实施紧急制动后，都具有在800m制动距离内停车的制动能力。 1．中国铁路对闸瓦压力的规定 列车制动能力是由闸瓦压力来保证的。列车需要的闸瓦压力与列车的重量、运行速度及运行区段内限制下坡道的坡度直接相关。列车重量越大，速度越高，坡度越陡长，则所需要的闸瓦压力也就越大。为保证列车能在800m制动距离内停车，规定了列车按重量计算的单位闸瓦压力（为了计算方便，以每百吨的列车重量为计算单位）。这个单位闸瓦压力，应符合该区段内运行速度及限制下坡度的要求。根据这一原则通过理论计算和实际试验，制定出使用自动制动机的旅客列车闸瓦压力表和使用自
关于高速列车制动距离的研究
第19卷第1期(总第43期) 中国铁道科学1998年3月 关于高速列车制动距离的研究 马大炜 林台平 (铁道部科学研究院) 摘 要:根据高速列车的运行特点和制动性能要求,概述高速列车的制动课题,从而说明高 速试验列车制动系统技术条件编制的主要依据和设计原则,特别对纯摩擦制动和复合制动两种不 同工况的紧急制动距离进行分析比较,并提出高速列车制动能量分配的设计建议,以供高速试验 列车的应用。 关键词:高速列车 制动系统 紧急制动距离 制动能量 1 前 言 高速列车必须装备高效率和高安全性的制动装置,为高速列车提供正常运行中的调速和停车手段,在需要的情况或意外故障下,要保证列车具有尽可能短的紧急制动距离,而当最高时速达到250km以上,以至300km时,这个要求是非常高的。在制动系统的组成、制动操纵和控制系统、基础制动装置等方面的技术要求和设计原则,均完全不同于目前的普通旅客列车。本文主要说明编制高速试验列车制动系统技术条件的若干关键技术问题。 2 高速列车制动系统的主要课题 211 复合制动方式的高速列车制动系统 最高时速达300km的高速列车,所需要的制动能量是十分巨大的,无论是正常调速停车,司机施行紧急制动和系统意外故障的自动强迫紧急,制动系统都要承受极大的制动能量。为了保证高速列车的运行安全,高速列车制动过程中应具有相当高的制动减速度,因此制动装置发挥的制动功率很高。而目前几乎所有的制动装置均不可能单独承担。这就要求高速列车无一例外地具有先进的强大制动能力的复合制动系统。在这个系统中仍然以摩擦制动为基体,组合动力制动(电阻制动,再生制动等)和非粘着制动方式(电磁轨道制动,轨道型电磁涡流制动装置等)。当然各国在复合制动的组合上是有差异的。在动力集中方式的高速列车上,以摩擦制动为主,动力制动配合,在列车中制动力分配难以均匀。动力分散方式则能够充分发挥动力制动作用与摩擦制动均匀分配的优点。因此各种制动方式制动能量的合理分配是系统设计的重要课题。 收稿日期:1997206223 马大炜 副研究员 铁道部科学研究院机车车辆研究所 100081北京
列车纵向动力学分析
第一部分开行重载列车，就机车车辆本身来讲，重载列车技术涵盖牵引性 能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。下面就以制动系统来分析。 1.重载列车制动系统的关键技术 制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用，随着铁道技术的不断进步，已出现了多种制动方式，但对货物列车而言，空气制动仍是最基本的制动作用方式。众所周知，货物列车空气制动作用的制约因素甚多，列车长度就是主要影响因素之一。我国重载列车的发展始于20世纪80年代，至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上，编组辆数从62辆增加到210辆之多，列车最大长度已达2·6 km以上，导致空气制动作用条件严重恶化。 1.1制动空走时间和制动距离影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外，还有影响空走距离的空走时间，后者主要与列车长度或编组辆数有关。笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时，对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下，由于重载列车编组辆数的增加，必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响，因此该限速表不适用于重载列车。对于重载列车，其制动力应比普通列车高，以保持和普通列车同等的制动距离。 1.2充气作用和长大下坡道的运行安全 列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间，因此，在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。 1.3减轻列车纵向动力作用货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力 作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因，也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。该纵向动力作用以空气制动时为甚，并基本上与列车的总制动力或辆数成重载列车的纵向力通常比普线路和操纵工况等作 用条件下，在同样装置、正比。． 通列车成倍增加，因此，如何减轻重载列车的纵向动力作用是需要研究的重要课题。 以上是提高列车重载的主要障碍。制动空走时间和制动距离、充气作用和长大下坡道的运行安全在制动系统方案的设计中详细分析解决。下面主要对减轻列车纵向动力作用单独做一详细介绍。 2.重载列车制动的纵向动力作用 纵向动力作用的产生2.1对于空气制动机，在施行制动或缓解时所产生的空气波(列车管减压波或增压波)有一个沿列车管由前向后扩散或传播的过程；列车越 长其前后部开始制动或缓 解的时间差就越大。这种“沿列车长度的制动或缓解作用的不同时性”是列车制
高速列车空气动力学动模型试验
高速列车空气动力学动模型试验 T约翰逊 摘要 AEA技术轨道动模型试验台是一个用来研究与评价高速列车在明线和隧道通过发射方式使列车模型沿150m长的测试轨道运行的装置，最高速度为305km/h。两平行轨道允许两列列车模型同时相向发射，以此来模拟列车交会效应。该装置适用于明线上的空气压力、隧道压力波，以及轨道间和平台上滑流空气速度的测量。 本文简要介绍了建造该试验台的原因，以及为了确保模型测试结果能够代表实车情况所需的技术要求，描述了该试验装置的工作原理，并且提供一些以前用该装置已经完成的研究案例插图。概述了该试验平台被引入研究铁路新的空气动力学要求的实用性。最后，介绍了该试验台未来在加快高速列车空气动力学领域发展的能力。 关键词：空气动力学，建模，测试，高速列车，压力，空气速度，隧道 引言 在20世纪80年代初，英国铁路研究组织认为需要一个移动的模型试验装置来研究铁路隧道空气动力学。原因是实车测试花费很大（现在依然是），需要复杂的规划，并且测试周期很长，属于劳动力密集型。此外，环境条件是不可控的，比如在恶劣的天气条件下，往往会使一天的测试失效，或者至少会对分析结果增加不确定性。最后，对于已经造好的列车和建好的基础设施的测试是有限的，限制了研究“可能性”设计潜力。尽管英国铁路组织在列车空气动力学方面所做的研究成果正在快速增加，但是完全排除实车测试的必要性只依靠理论研究和数值计算依然不能够充分研究空气动力学问题。 建立铁路空气动力学模型试验的技术要求：模型试验的雷诺数和马赫数必须足够的接近实车标准，以确保模型试验结果能代表实车情况。雷诺数确保了比例效应不重要，当列车进入隧道时，马赫数确保了压力波，表现在同一阶段作为其全尺寸当量。根据英国铁路研究人员丰富的风洞试验经验，众所周知，如果模型比例大于1/30时，雷诺数的影响将是很小的。列车马赫数，（即列车速度除以在空气中的声速），如果模型使用实车速度，那么其马赫数和实车也是相符合的（忽略外界对声速的影响）。最后，该试验装置列车模型比例为1/25（如果需要，可以更大），行驶速度为200km/h。最初的试验台是1988年建立的一个单一的发射轨道。 动模型（MMR）的发展始于1991年，最初欧洲和英国都是通过提高列车速度来推动其发展。MMR一个主要的扩展能力1992年完成的可以研究列车通过2个不同的分离轨道的二次发射轨道。达利和约翰逊在1999年对MMR未来的发展进行了详细的报道。
高速磁悬浮列车动力学研究
高速磁悬浮列车动力学研究 摘要：随着物流行业的崛起，同时面临交通发展的瓶颈。经济发展离不开交通基建与交通工具的进步，目前高铁建设的竞赛已经趋于稳定阶段，我国的高铁总里程数超过2.5万公里，现在世界各国竞相开展对磁悬浮列车的研究，准备下一场交通技术的迭代更新，因此对于磁悬浮列车的进行研究很有必要，其中磁悬列车动力学研究尤为关键，它对施工、运行的平稳性有密切关系，本文以我国某市磁悬浮列车为研究对象，通过建立列车动力学模型来研究磁悬浮列车运行稳定性的关键因素。 1.1磁悬浮列车技术发展现状 交通史的发展就是人类历史文明交流的急先锋，从丝绸之路兴起和大航海时代，从工业革命的蒸汽火车到飞机的发展，目前形成飞机、火车、轮船和汽车运输的三位一体的陆海空的运输行业，尤其是近些年高铁的发展，中国的高铁总里程数达到2.5万公里，居世界之首。但是轨道交通未来的发展趋势更趋向于超高速发展模式，即磁悬浮列车。从1970年起外国已经开始了对磁悬浮列车的研发试运行，并取得较好的成果。两千年后我国也开始研制自己的磁悬浮列车，并成功的投入实际运营中。目前世界上最快的磁悬浮列车是日本研制的它的时速超过580Km/h。 1.1.1国外现状 磁悬浮列车是在普通高速列车的基础上提出的新型轨道交通，对于磁悬浮列车最早提出是德国人赫尔曼肯佩尔，他认为磁悬浮的技术主要是两个动力系统，首先是让磁悬浮列车飘起来电磁力，另一个动力是牵引列车运行系统。 1.1.2国内现状 我国是从上世纪八十年代开始进行对磁悬浮列车进行研究的，九十年代初我国的一些科研单位和高校进行合作研究。之后磁悬浮列车技术被列入国家重要科研项目。到九五年是我国正真的突破磁悬浮列车的关键技术，掌握制造中低速列车的能力。 2.1磁悬浮列车的介绍 我国某市的高度磁悬浮列车全称三十公里，车辆的构成见下图2-1，本磁悬浮列车一部分技术是从德国引进，一部分是我国自行研发的。 2.1.1基本运行原理 列车的上浮系统是利用电励磁产生电磁场，电磁场利用和磁悬浮列车的轨道的磁铁之间的引力使得磁悬浮列车上浮一定的高度，这样一来列车就没有了与常规列车与轨道间的摩擦力，这是实现超高度的前提，另一方面是利用电磁场产生牵引力牵引磁悬浮列车前进，这是磁悬浮另一个重要动力系统，是实现磁悬浮列车高速行驶的主要动力。 2.1.2车辆系统 磁悬浮列车中最重要的组成部分就是车辆，是否能实现磁悬浮列车悬浮和高速行驶车辆是重中之重。本文研究的示范磁悬浮列车是参考德国的技术。磁悬浮列车的车厢是三段式组成，主要是由铝构成的，外形进行了风动实验后得到的最佳的空气动力学的外形，磁悬浮列车在行驶中最主要的阻力就是空气阻力，因此减小空气阻力是提升磁悬浮列车高速运行和保证列车安全运行的重要因素。 2.1.3路线系统 本文研究的研究的磁悬浮列车的轨道的曲线主要有六段，占总长的百分之六
高速列车底部结构的空气动力学模型研究
高速列车底部结构的空气动力学模型研究 邱英政 徐宇工 王艳丽 （北京交通大学机械与电子控制学院，北京，100044） 摘 要：本文提出了简化的高速列车底部结构模型，并利用国际上通用的流体力学计算软件FLUENT作为研究工具，对不同工况下的列车外部流场、列车所受气动力等进行了数值模拟计算分析，最后将计算结果与风洞实验结果及无底部结构空气动力学模型的数值模拟计算结果进行比较分析。结果证明，本文所提出模型不但可行，而且还具有简单、有效、适用范围广等优点。 关键词：高速列车空气动力学模型底部结构数值模拟计算 1．前言 随着高速铁路的出现，列车行驶速度的不断提高，列车的空气动力学问题也变得日益突出。空气动力学研究对于降低列车的气动阻力、提高它的气动性能、节省动力能源、降低运输成本都具有极其重要的作用[2]。随着计算机技术和计算方法的发展，数值模拟计算以试验研究所不具备的各种优势，逐渐得到了广泛地应用，数值模拟技术成为了现代工程学形成和发展的重要动力之一。目前，在国内外很多科研单位都已经开展了高速列车气动性能数值模拟研究，但在对列车底部复杂结构的简化处理过程中，目1前的做法基本上都是采取的直接去掉底部结构，降低列车底部缝隙高度来获得与实验研究所测等效阻力、升浮力的方法，这种方法在列车受到强侧风作用时，其升浮力的计算值与试验值差异很大[1]。因此有必要研究出一种更为有效的高速列车底部结构的空气动力学模型，以获得更准确的数值模拟计算结果。 2．高速列车模型选取及底部结构简化 2.1．模型的选取 本文采用中南大学设计的270km/h高速列车双拱流线型车体外形为计算对象，该车车头形状参见图1，车身断面参见图2所示，其外形设计满足《高速列车空气动力外形设计、计算及试验暂行技术条 件》[3]。 高速列车的外形复杂且长细比大，受计算机处理能力限制，对列车模型进行如下简化：列车长度缩短为两动一拖；去掉列车外部突出物；去掉底部结构，添加底部结构空气动力学模型。 作者简介：邱英政（1983-），男，湖南常德人，硕士生