大轴重重载铁路纵断面参数对列车纵向冲动影响研究

摘要

随着我国重载铁路轴重提高和编组加大，纵断面设置与纵向动力性能之间关系愈加密切。实际工程中纵断面设计参数制约着线路工程经济特性，合理的纵断面设置至关重要。本文基于大轴重重载列车纵向动力学模型，研究了不同线路条件、不同牵引工况下纵断面参数与纵向动力性能之间关系，研究成果如下:
　　(1)开展了单机及双机牵引条件下纵断面参数对列车纵向冲动的影响研究，研究得到:紧急制动时，下凹断面为其最不利断面，常用制动转缓解时，上凸断面为其最不利断面;坡道坡度大小、竖曲线半径的大小、分坡平段的长度对列车的纵向冲动基本没有影响;坡度差与纵向车钩力呈线性变化，单机牵引条件下坡度差30‰时，紧急制动及常用制动转缓解的最大车钩力分别为1848.62kN及1736.54kN，双机牵引条件下，主从控制动延迟时间为2s、坡度差30‰时，紧急制动及常用制动转缓解的最大车钩力分别为1813.50kN及1715.70kN，未超过列车纵向动力学安全评价指标要求，实际工程中对大轴重重载铁路坡度差可按两倍限制坡度选取。
　　(2)主从控机车的制动延迟对列车纵向冲动影响较大，紧急制动时，延迟2s比延迟1s时的纵向车钩力大26.3％;空重车混编时的纵向冲动比满载情况下的纵向冲动更剧烈，前重后轻及前轻后重的纵向冲动分别比满载情况下的纵向车钩力大12％及52.7％;
　　(3)开展了长大下坡道循环制动安全性研究，研究得到:重载列车以80km/h的初速在坡道上制动至40km/h，又缓解至初速，大闸制动减压100kPa的情况下，整个过程耗时400s左右，走行距离为3500m;当坡道长度较长，列车在长大坡道上由于循环制动次数过多，会引起列车制动力下降，制动热负荷增大，导致下一轮循环制动的缓解初速增高，有效制动距离缩短;减小列车每次的制动初速或缓解初速，增加一段缓坡，可有效减少列车在每个坡道上的循环制动次数。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

2 重载列车纵向动力学模型及验证

2．1 列车纵向动力学运动方程

2．2 纵向动力学仿真系统建立

2．2．1 机车牵引与制动特性

2．2．2 制动系统原理及特性

2．2．3 车钩-缓冲器模型

2．2．4 列车运行阻力

2．4 纵向动力学安全评价指标

2．5 模型验证

2．5．1 模型简介

2．5．2 工况验证

2．6 本章小结

3 单机牵引条件下纵断面参数对列车纵向冲动的影响

3．1 计算工况选取

3．2 平直道重载列车纵向冲动

3．2．1 紧急制动工况

3．2．2 常用制动转缓解工况

3．3 长大坡道重载列车纵向冲动

3．3．1 紧急制动工况

3．3．2 常用制动转缓解工况

3．4 过变坡点时初始位置对列车纵向冲动的影响

3．4．1 紧急制动工况

3．4．2 常用制动转缓解工况

3．5 线路坡度差构成对纵向冲动的影响

3．5．1 紧急制动工况

3．5．2 常用制动转缓解工况

3．6 坡度代数差对纵向冲动的影响

3．6．1 紧急制动工况

3．6．2 常用制动转缓解工况

3．7 竖曲线对纵向冲动的影响

3．8 空重车混编对纵向冲动的影响

3．9 本章小结

4 双机牵引条件下纵断面参数对列车纵向冲动的影响

4．1 计算工况选取

4．2 平直道重载列车纵向冲动

4．2．1 紧急制动工况

4．2．2 常用制动转缓解工况

4．3 坡度代数差对纵向冲动的影响

4．3．1 紧急制动工况

4．3．2 常用制动转缓解工况

4．4 从控机车制动延迟时间对列车纵向冲动的影响

4．4．1 紧急制动工况

4．4．2 常用制动转缓解工况

4．5 分坡平段对纵向冲动的影响

4．5．1 紧急制动工况

4．5．2 常用制动转缓解工况

4．6 本章小结

5 大秦线长大下坡道制动安全性探讨

5．1 大秦线线路概况

5．2 长大下坡道制动安全性

5．3 重载列车循环制动过程解算

5．3．1 基本原理

5．3．2 制动距离

5．3．3 案例分析计算

5．4 常用制动循环制动纵向动力学模拟

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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