制动系统对列车纵向冲动的影响.pdf
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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车纵向冲动的影响目录摘要:.3前言.5一、列车纵向冲动及其产生的原因.41.1什么是列车纵向冲动.61.2列车冲动产生的原因.4二、制动系统对列车纵向冲动的影响.62.1.列车纵向冲动的影响因素.72.2制动系统对于纵向冲动的影响.92.3司机对制动机操纵不当产生的影响.10三、改善列车纵向冲动的措施.11四、结论.11五、参考文献.12六、致谢.13第1页共15页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit for more information湖南铁路科技
2、职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车纵向冲动的影响摘要:本文通过对制动系统引起列车产生纵向冲动的基本原因进 行分析,找出减少列车产生纵向冲动的措施,以确保行车的安全。关键词:制动系统 纵向冲动 影响 减小、-刖言列车在运行期间的平稳性是衡量振动舒适度的一个重要指标,列车冲动不 仅降低了旅客乘坐列车的舒适性,影响列车正点到达和造成车厢之间的冲击,严重的有可能造成车厢脱钩,引发安全事故。因此检测列车的冲动、分析列车 冲动的原因并提出改进措施十分必要。为进一步提高提速后旅客列车的乘坐舒 适性,及货运列车的安全,针对列车提速后纵向冲动有所加剧的问题,本文专 题研究来分析纵向冲动的原因和解决方案。
3、第1页共15页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit for more information湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车纵向冲动的影响一、列车纵向冲动及其产生的原因1.1.列车纵向冲动列车的纵向冲动,是列车在调速过程中于较短的时间内因较大的加速度而 造成对列车的影响。从列车运行状态来看,表现为相邻车辆之间的冲击;从人 的感受来讲,是身体受到较大的惯性力作用而产生的剧烈晃动。列车纵向冲动 有很多危害:危及列车的运行安全;降低旅客乘坐列车的舒适性;影响列车正 点到达;造成车厢之间的冲
4、击等。严重的纵向冲动有可能造成车厢脱钩,引发 安全事故。因此检测列车的冲动、分析列车冲动的原因并提出改进措施十分必 要。快速列车发生冲动包括使用制动机、隋力运行、牵引、起动、站停等多种 不同的工况纵向冲动的部位和现象主要有以下几种:(1)当运行中快速列车发生冲动时,列车中部较严重,后部较轻,前部 最轻。(2)运行中使用制动机调速,有时制动和缓解时都发生冲动,有时单一 情况下发生冲动。(3)在正常牵引工况下,有时出现瞬间冲动(多发生在曲线弯道)。(4)在隋力运行工况下,有时发生瞬间冲动或间隔时间较短的连续冲动。(5)列车在高速运行中调速制动时,经常发生不同程度的冲动。(6)在不同条件的线路上,列
5、车纵向冲动的情况是不一样的。在条件较 差的线路上,列车调速频繁,纵向冲动相应的也较为频繁且剧烈。(7)车辆在条件较差的线路上的横向、垂向加速度的幅值和频率相对较 高第1页共15页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit for more information湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车纵向冲动的影响1.2列车冲动产生的原因(1)制动作用沿列车长度的不同时性。这是因为列车前部车辆制动缸压 力上升快,制动力形成得早,后部则晚而慢。(2)单位制动力沿列车长度的不均匀性。这是因车辆类型、装
6、载状态不 同而造成的。由于上述两种原因,列车中的各车辆在制动过程中的每一瞬间都具有 不同的单位制动力。如果没有车钩连接,各车辆都将按各自的减速度运行。因为受车钩的约束,组成列车的机车和各车辆必须以统一的减速度运行,因此,在各车辆间的车钩处,产生了相应的纵向动力作用。(3)各车辆间的非刚性连接(缓冲器可压缩、车钩间有自由间隙),加剧了纵向动力作用。上述纵向动力作用(又称制动冲击),随着列车长度的增加和制动力 的增大而加剧。它甚至会导致车钩缓冲装置折损和车体损坏等重大事故。二、制动系统对列车纵向冲动的影响2.1.列车纵向冲动的影响因素当旅客列车在线路上运行时,由于运行阻力(包括空气阻力、机械摩擦
7、阻力和轮轨间的滚动阻力)、线路阻力(坡道及弯道阻力)、机车牵引力、动力 制动力、机车车辆制动力的作用,其纵向作用力始终处于一个动态变化的过程。一般情况下,纵向力的变化是比较平缓的,但当列车受到某些因素的诱导时,该变化可能会变得比较激烈,即引起纵向冲动。旅客列车的纵向运动基本上可 分为牵引、惰行和制动三种不同的作用工况,前者仅在起动加速时才有较大的 加速度,该加速度值随速度的增加而减少,因此在司机正常操纵作用时,特别 是在120 1 6 0 km/h间的提速不会对纵向冲动产生太大的影响。惰行 属于静态的运行工况,其速度无明显变化。故对纵向冲动影响最大的是制动操 纵作用,我国普通旅客列车的基本制动
8、方式是空气制动作用;动车组方式的高第1页共15页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit for more information湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车纵向冲动的影响速列车的基本制动方式则为以动力制动为主的复合制动作用,在采用微机控制 时可尽量降低列车的纵向冲动。因此考虑列车发生最大纵向冲动的运行工况为 空气制动作用,当列车采用空气制动机作用时,列车的纵向冲动产生的原因是 多样性和复杂的,它不但与机车工况、速度变化、管压变化有关,而且与线路 的纵断面、车辆本身的状况等有关,同时
9、所有这些因素又相互耦合口.,,如下 图2 1所示。图2-1中所示的各种因素,按其变化情况可分为在运行过程中保持不变的因 素和在运行过程中随时间变化的因素两大类1.在运行过程中保持不变的因素(1)列车编组情况及有关的初始条件,如机车车辆的重量等。(2)列车的编组辆数和长度。(3)车钩缓冲器类型和车钩间隙。(4)机车车辆制动机的类型。2.在运行过程中随时间变化的因素第1页共15页This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit for more information湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)制动系统对列车
10、纵向冲动的影响(1)空气制动系统各部分的压力分布情况,包括列车管、副风缸和制动缸 的压力以及漏泄量,并且和列车管的减压或增压速度、司机的操纵方式等有关;(2)闸瓦或闸片摩擦因数,它是摩擦副形式、运行速度、闸瓦压力、温度 等的函数;(3)温度,是运行速度、闸瓦压力、轮径以及车轮踏面初温的函数;(4)基础制动装置的效率,主要取决于基础制动装置的类型和制动缸压力;(5)机车的制动力,与操纵方式、速度有关;(6)列车的运行阻力,包括空气阻力、轴承摩擦阻力和轮轨阻力;(7)线路纵断面的坡道和曲线情况等。纵向冲动随列车编组辆数呈非线性增加,旅客列车由于编组辆数有限,所以 和长大货物列车的制动性能要求有所不
11、同,对缓解波速要求不高,除司机操纵 不当引起的纵向冲动之外,主要是紧急制动时的冲动问题。关于技术装备条件,如空气制动作用是产生列车纵向力的诱因,但空气制动系统的制动波速(客车 采用1 0 4阀或F 8阀)已接近限值2 0 0 m/s,并且和纵向力成非线性关 系而已无进一步提高的必要,故主要是基础制动装置的影响。此外,车钩缓冲 装置的作用是吸收车辆之间相对纵向运动的能量,从而减轻列车纵向冲动,其 主要性能表现为车钩强度和缓冲器的行程一阻尼特性、能量吸收率等,还有在 列车运行和制动过程其状态对纵向冲动的影响,因此钩缓装置和纵向冲动作用 的关系也是列车纵向动力学研究的基本问题之一,这正是近年来我国提
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