货运列车节能驱动技术研究

摘要

随着燃油车辆数量的不断增加、石油资源的日渐枯竭及生存环境不断恶化，节能环保的新型运输工具成为了社会的迫切需要。于是，国家倡导的装有能量回收系统的车辆便成了各车辆公司的焦点。为了减少车辆的耗油量和尾气的排放量，将车辆制动过程中消耗的动能通过回收装置加以回收利用是各研究部门研究的主要问题。
　　液压制动能量回收系统由于具有蓄能功率密度高、能量转换速度快等优点而越来越受到各国政府及研究部门的重视。而该能量回收制动技术是否能在列车制动上得以应用是本文研究的重点。
　　本文以货运列车C62为研究对象，参考液压混合动力汽车能量回收制动系统，结合列车制动系统、制动力的施加范围，尽量使系统构造紧凑、能量回收密度高、制动性能符合原制动系统、能量释放快这一方向，根据能量转换元件泵/马达的性能特点，对列车液压制动能量回收系统进行设计研究，建立液压制动能量回收系统，并且在列车启动时释放能量，实现对列车的驱动。根据列车制动要求，对液压制动能量回收系统关键元件进行选型与参数匹配，利用AMEsim软件搭建能量回收系统的物理模型。然后通过数学计算和物理模型对列车液压制动能量回收系统进行仿真分析，验证系统的合理性。
　　列车在制动与启动时通过变换泵/马达的使用工况来实现，列车在制动或减速时，泵/马达切换为泵工况；当列车需要启动或是加速时，通过电磁阀将泵/马达切换为马达工况。因此，安装有该系统的列车，制动时即可以回收列车动能，又可以减少常规制动对车轮踏面和摩擦片的磨损；列车在启动、加速时，也可以通过电磁阀改变系统油路将回收的能量释放驱动列车，实现对回收能量的再次利用，同时也减少电力机车启动时消耗的电能以及燃油机车启动时尾气的排放量。在列车制动时，对列车动能回收后的储存是该液压节能驱动系统的关键所在，由于液压蓄能器具有储存能量密度高，释放能量快的特点，该系统采用液压蓄能器作为能量储存装置。
　　本文的研究为货运列车制动能量回收技术提供理论依据，对货运列车早日使用液压制动能量回收系统具有重要意义。

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第1章 绪 论

1.1本课题研究背景及意义

1.2列车节能制动主要实现方法

1.3制动能量回收国内外研究现状

1.4本课题的来源及主要研究内容

1.5本章小结

第2章 列车制动理论分析

2.1研究对象

2.2列车受力理论分析

2.3列车牵引计算

2.4机车启动能耗分析计算

2.5常规制动磨损分析

2.6本章小结

第3章 列车节能驱动系统设计

3.1节能驱动系统方案设计

3.2节能驱动系统元件选型

3.3本章小结

第4章 系统仿真分析

4.1列车AMESim模型建立

4.2列车节能驱动系统仿真

4.3本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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