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列尾装置对重载列车纵向力的影响

魏伟 胡杨

魏伟, 胡杨. 列尾装置对重载列车纵向力的影响[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(5): 43-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.006
引用本文: 魏伟, 胡杨. 列尾装置对重载列车纵向力的影响[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(5): 43-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.006
WEI Wei, HU Yang. Influence of train tail exhaust device on longitudinal force of train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(5): 43-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.006
Citation: WEI Wei, HU Yang. Influence of train tail exhaust device on longitudinal force of train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(5): 43-49. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.006

列尾装置对重载列车纵向力的影响

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.05.006
基金项目: 

牵引动力国家重点实验室自主研究课题 2009TPL_T02

辽宁省自然科学基金项目 20102016

辽宁省高等学校科研计划项目 2008S036

详细信息
    作者简介:

    魏伟(1963 -),男,河北献县人,大连交通大学教授,工学博士,从事空气制动与列车动力学研究

  • 中图分类号: U270.35

Influence of train tail exhaust device on longitudinal force of train

More Information
    Author Bio:

    WEI Wei(1963-), male, professor, PhD, +86-411-84109291, weiwei43@163.com

  • 摘要: 根据气体流动理论与多刚体动力学原理, 建立了带有列尾装置的列车空气制动系统与列车纵向动力学联合仿真模型, 计算了制动系统中空气流动瞬态数值解, 获得制动系统特性, 同步计算了列车纵向冲动。2万吨组合列车计算结果表明:全制动时安装列尾装置使最大车钩力降低54%, 列车纵向冲动明显降低;列尾装置减压量越大, 车钩力降低越明显, 目前列尾装置减压量固定为50kPa, 应根据线路经常使用的减压量确定更合理的值;列尾装置排气速度对车钩力影响较小;列尾装置滞后时间对车钩力影响微小;使用机车替代列尾装置, 在大减压量制动时, 车钩力将明显得到改善, 减压量越小, 机车与列尾装置作用效果越接近, 当机车减压50kPa制动时, 列尾装置与机车作用相同。

     

  • 图  1  制动系统

    Figure  1.  Brake system

    图  2  单个车辆受力

    Figure  2.  Forces acting on vehicle

    图  3  最大车钩力沿车长分布

    Figure  3.  Maximal coupler forces' longitudial distributions along train

    图  4  无列尾装置时制动缸升压曲线

    Figure  4.  Cylinder pressure curves without tail exhaust device

    图  5  有列尾装置时制动缸升压曲线

    Figure  5.  Cylinder pressure curves with tail exhaust device

    图  6  列尾装置排气能力对列车管减压影响

    Figure  6.  Influence of tail exhaust device ability on brake pipe pressure reduction

    图  7  列尾装置排气能力对车钩力影响

    Figure  7.  Influence of tail exhaust device ability on coupler forces

    图  8  列尾装置滞后时间对车钩力影响

    Figure  8.  Delay time influence of tail exhaust device on coupler forces

    图  9  减压为170 kPa时车钩力分布

    Figure  9.  Coupler force distributions at 170 kPa

    图  10  减压为50 kPa时车钩力分布

    Figure  10.  Coupler force distributions at 50 kPa

    表  1  单编万吨列车制动性能对比

    Table  1.   Brake performance comparison of 10 000 t train in test and simulation

    制动参数 常用减压50 kPa 常用减压100 kPa 全制动
    试验 仿真 试验 仿真 试验 仿真
    实际减压量/kPa 49.0 50.0 99.0 102.0 183.0 167.4
    1车BC出闸时间/s 1.45 1.77 1.51 1.82 1.41 1.75
    尾车BC出闸时间/s 8.31 9.06 8.32 8.90 7.96 8.95
    减压时间/s 29.0 36.5 52.0 58.0 80.0 80.4
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    表  2  单编万吨列车运行结果对比

    Table  2.   Running result comparison of 10 000 t train in test and simulation

    制动参数 常用制动(170 kPa)
    试验 仿真
    制动初速/ (km·h-1) 75.9 75.9
    制动距离/m 1 118.0 1 138.8
    制动时间/s 78.81 78.85
    最大车钩力/kN -561 -560
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    表  3  两万吨列车制动结果对比

    Table  3.   Brake performance comparison of 20 000 t train in test and simulation

    制动参数 常用制动(170 kPa) 紧急制动
    试验 仿真 试验 仿真
    1车BC出闸时间/s 1.63 1.76 0.36 0.44
    从控1响应时间/s 2.35 2.35 2.22 2.22
    157车BC出闸时间/s 6.22 6.50 5.39 5.47
    210车BC出闸时间/s 2.59 2.65 2.28 2.24
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    表  4  两万吨列车运行结果对比

    Table  4.   Running result comparison of 20 000 t train in test and simulation

    制动参数 常用制动(170 kPa) 紧急制动
    试验 仿真 试验 仿真
    制动初速/ (km·h-1) 79.6 79.6 78.1 78.1
    制动距离/m 1 083.0 1 151.0 672.0 700.7
    制动时间/s 72.4 78.8 51.7 53.1
    最大车钩力/kN -1 631.0 -1 626.7 -1 930.0 -1 949.6
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  • 收稿日期:  2012-07-21

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