铁道机车车辆

RAILWAY LOCOMOTIVE &CAR

综合技术研究

  • 基于凸包非光滑表面的高速列车减阻技术

    朱海燕;胡华涛;尹必超;邬平波;曾京;

    为减少高速列车在运行中的空气阻力,提高列车运行效率、节约能耗,提出凸包非光滑表面减阻技术应用于高速列车领域。文中以CRH3型高速列车为研究对象,通过在车体的头部和尾部加设凸包来控制湍流特性,以达到减阻效果。首先利用PRO/Engineer建立非光滑表面CRH3型头车+中间车+尾车的简化模型,将模型导入ICEM CFD软件并根据计算精度的需要划分不同网格区域,得到较高质量的非结构网格,再应用FLUENT软件中的k-ε湍流模型对稳态运行速度为300 km/h时的列车进行模拟仿真,计算列车空气阻力,对比分析凸包的阵列距离、半径和高度对减阻性能的影响。并从头车、尾部的压力图和附近速度矢量图两方面来反映凸包非光滑表面对高速列车压差阻力的影响;从湍流动能和湍流强度角度解释凸包非光滑表面对高速列车黏性阻力变化的作用。仿真结果表明:列车的气动阻力随凸包阵列距离的增大而减小、随凸包半径的减小而减小、随凸包高度的减小而先减小后又增大;当凸包半径为40 mm,阵列距离为460 mm,凸包高度为10 mm时,列车具有最好的减阻效果;相对于光滑表面列车,在头车加设凸包而尾车不加设时,头车阻力可小至1 239 N,头车减阻率为10.67%,总阻力为3 591 N,总减阻率为3.80%。可见,通过在头车加设凸包可以改变边界层湍流特性达到减小列车气动阻力的效果。期望文中的研究为高速列车后期减阻方法研究提供一定的参考。

    2021年01期 v.41;No.219 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K]
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  • 复兴号CR200J型动车组运行安全监测联网应用技术研究

    杨凯;

    随着复兴号CR200J型动车组的上线运行,对其开展一体化安全监测的需求日益强烈。然而,现有的针对CR200J型的行车安全监控手段各自分散独立,在综合联网监测、关联故障分析和一体化运用管理等方面难以满足现场运用管理需求。为此,文中研究了复兴号CR200J型动车组运行安全监测联网应用技术,设计了多源检测信息的综合联网监测方案,实现了行车监测数据的关联分析及专家诊断,构建了安全监测一体化管理架构,实现了归一化的故障检测、传递、处理及复核全流程闭环管理,为有效保障CR200J型动车组的运行安全提供了有力的技术支持。

    2021年01期 v.41;No.219 9-14+86页 [查看摘要][在线阅读][下载 4589K]
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  • 国外基于MBSE的列车领域研究现状探析

    王保民;陈波;张世聪;

    介绍了基于模型的系统工程的定义和发展历程。分别对庞巴迪和阿尔斯通两家公司在MBSE方面的研究和应用情况进行了分析,具体分析其建模工具和建模实例,还分析了Connecta和Safe4Rail项目的实施过程以及主要的研究内容。分析结果表明,MBSE已经在国外的列车领域经历了学习、探索和应用推广的过程,并在新产品的研发过程中得到了应用,对我国列车领域开展MBSE的研究具有积极的借鉴意义。

    2021年01期 v.41;No.219 15-21+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 3435K]
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专题研究

  • 改进Canny算子的列车轮对踏面边缘检测算法

    刘成刚;刘二林;姜香菊;

    现有对高速列车轮对踏面损伤检测逐步以动态检测系统代替人工检测,针对动态检测系统中对踏面损伤图像处理时,存在大量边缘信息丢失、图像细节不完整等问题,提出一种基于改进Canny算子的边缘检测算法。该算法利用自适应双边滤波代替传统高斯滤波对图像进行平滑处理,能够很好的保持图像边缘和滤除噪声;采用水平、垂直、45°和135°4个方向梯度模板来确定梯度幅值;用Otsu算法(大津法)自适应地根据图像灰度值生成高阈值和低阈值,克服人为设定高低阈值的缺陷,增强了算法的自适应性。通过仿真实验结果表明:改进的算法能够有效的保留更多的踏面图像边缘信息,也具有较强的自适应性,为轮对踏面损伤动态检测的后处理提供了有效的技术支持。

    2021年01期 v.41;No.219 22-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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  • 磁浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的力角特性分析

    王永刚;张丽;杨君;崔玉萌;

    介绍了中速磁悬浮列车牵引需求分析,选定直线电机类型及设计方案。通过建立面电流模型,给出中速磁悬浮列车空心Halbach永磁直线同步电机的具体参数设计。再通过分析不同极距、不同尺寸边长、端部效应对电机推力的影响,初步验证电机尺寸参数的合理性。最后通过牵引仿真计算和模型车牵引试验结果论证该电机满足列车牵引需求,为今后中速磁悬浮列车直线电机的设计及制造提供可参考性资料具有重大意义。

    2021年01期 v.41;No.219 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 2314K]
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  • 基于AFSA的动车组制动计算研究

    李中奇;邢月霜;

    根据动车组制动系统中减速度特性以及相关牵引制动计算和运动学理论,文中提出了一种平直道环境下基于不等距点分割与人工鱼群算法结合的制动计算方法,同时对动车组的制动近似算法产生的计算误差进行分析。首先,根据列车制动原理中相关计算参数来构建动车组制动距离和制动时间的数学模型。然后,利用人工鱼群算法的优化原理并结合不等距分割思想对所建立的动车组制动距离和时间模型进行有效制动计算。最后,通过文中方法所得计算结果与CRH6A型动车组制动系统的性能型式试验实测数据进行对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。

    2021年01期 v.41;No.219 33-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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  • 机车视频与LKJ数据联动分析软件设计研究

    单俊强;

    随着轨道交通行业对安全方面的要求越来越高,以及大数据,数据挖掘应用越来越广泛,地面人员了解并掌握分析机车基本运行情况越来越有必要。介绍了机车6A视频与LKJ运行数据联动播放器软件,该软件是用于离线状态下分析机车行车视频及运行数据信息的专业视频解析软件,该软件展示并分析了机车行驶状态,机车行驶监控数据,机车项点等信息,提供了可靠的数据证据保障,具有一定的安全指导意义。

    2021年01期 v.41;No.219 41-44+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1723K]
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  • 一种货运列车节能优化方法研究

    柴杨;刘成;王青元;白宝雪;张桂南;

    研究了一种货运列车节能优化方法。首先以列车运行时间为约束,建立列车节能运行优化模型。设计了一种基于极大值原理的动态规划算法,在满足运行时间约束下,实现列车最优节能运行操纵策略优化。本算法仅仅对速度进行离散化处理,相比其他方法需对位置和速度进行双重离散,避免因网格划分引起的速度轨迹波动,同时提高了计算效率。此外,该算法将考虑电分相对操纵的限制,便于工程应用。最后,利用HXD_1型电力机车牵引的货运列车与朔黄铁路西柏坡至肃宁段验证了文中所述的优化方法的有效性。

    2021年01期 v.41;No.219 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1989K]
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  • 铁路货车转向架静态模拟试验研究

    刘立平;王云华;韩金刚;闫云霞;

    通过分析通用铁路货车转向架的载荷承载结构,以及弹性旁承技术状态对转向架承载的影响,提出了货车转向架静态模拟性能试验的方案,并给出了运用该方案对转向架静态承载性能进行优化的操作方法。考虑到转向架承载情况会随货车运用过程不断变化,转向架静态模拟试验对于货车检修具有重要意义。

    2021年01期 v.41;No.219 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K]
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  • 采用永磁直驱技术的客运电力机车轮对设计分析

    姚银;李前;张志和;马呈祥;

    介绍了国内外永磁直驱技术的发展现状,以中车大同电力机车有限公司研发的采用永磁直驱技术大功率客运电力机车轮对为分析对象,着重从轮对的结构特点、车轮和车轴结构设计、材料选择及强度校核分析进行了阐述,提出了轮对设计理念和思路,总结了车轮和车轴的计算参数、计算方法、各受力工况的荷载情况及强度校核结果,说明了需重点关注部位及注意事项,为今后永磁直驱机车轮对设计起到一定的借鉴和指导作用。

    2021年01期 v.41;No.219 55-58+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K]
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  • 自滚轮特大装备运输用凹底平车车体增载技术分析

    武进雄;许秀峰;万涛;王艳霞;

    针对自滚轮特大装备运输用凹底平车的需求,从原材料选择、技术结构及限界利用等方面进行了分析,根据分析结果,制定了载重80 t凹底平车技术方案,并对其进行了相关计算验证及技术经济性分析。

    2021年01期 v.41;No.219 59-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1274K]
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  • 永磁直驱货运电力机车构架强度分析及结构优化

    董胜敏;

    按照标准EN 13749-2011:《铁路设施—轮组和转向架—转向架结构要求的规定方法》,通过有限元分析方法对永磁直驱货运电力机车转向架构架进行了强度校核及模态分析,并且优化了构架牵引梁结构;分析结果表明,该机车转向架构架强度指标满足标准要求,构架模态振型合格,动态性能较好。

    2021年01期 v.41;No.219 62-66+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2458K]
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  • “复兴号”动车组撒沙系统设计

    朱立强;张义文;许红梅;王东星;张冬冬;

    撒沙系统作为一种有效的轨道增黏措施,在雨雪等黏着恶劣的工况下,可有效改善轮轨之间的黏着,被广泛应用于轨道车辆。介绍了"复兴号"动车组撒沙系统的配置、组成及结构、撒沙装置的结构、控制原理、型式试验等方面的内容。

    2021年01期 v.41;No.219 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1906K]
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  • SS_(4B)电力机车转向架可视化标准作业系统研究

    吕崇伟;

    SS_(4B)型电力机车转向架结构复杂,检修工序繁琐,对作业人员的检修技能培训要求高,针对目前培训方式存在的问题,提出建立转向架可视化标准作业系统,综合利用多媒体技术、数字化建模技术以及虚拟现实技术,构建集三维动画和人机交互功能于一体,信息集中化、培训作业标准化、培训时空自由化、周期短且考核针对性强的可视化培训系统,实现对SS_(4B)型电力机车转向架系统的内部结构、检修流程及其动态拆装过程的逼真模拟,提升实操培训效率和沉浸式体验,提高检修人员技能水平。

    2021年01期 v.41;No.219 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 5624K]
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  • 交流传动电力机车主电路保护技术分析

    何平;

    对交流传动电力机车主电路结构进行了简要介绍,并结合电力机车典型主电路原理图,根据水冷IGBT变流器的控制特点,系统全面地阐述了各谱系交流传动电力机车主电路的网侧电路、变压器次边、四象限整流电路、中间直流回路及逆变输出回路的接地、过流/短路以及过压故障的检测方案和保护控制逻辑,并重点分析了定位接地故障的意义和方法,对理解和掌握交流传动电力机车主电路保护技术方案具有重要意义。

    2021年01期 v.41;No.219 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1428K]
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铁路供电技术

  • 横风对受电弓各杆件气动特性的影响研究

    赵萌;刘美英;贾彦;刘晓禹;王益鹤;

    建立受电弓-接触网-列车模型,通过雷诺时均方法研究了横风对受电弓各杆件气动特性的影响。通过改变横风风速、风向角,分析了受电弓的流线、表面压力和涡量等分布,探讨了受电弓各部件阻力系数、升力系数和侧向力系数,对比了各部件与受电弓总作用力系数的关系。研究表明:对于受电弓的滑板、上臂杆及下臂杆部分,其阻力、侧向力系数均随风向角和横风风速的增大呈现出逐渐增大的趋势;滑板阻力系数最大,下臂杆阻力最小;上、下臂杆升力系数为负值,与受电弓相比作用力方向相反。在各杆件中滑板所受气动力占总气动力份额最大。受电弓上部构件受横风和风向角产生的影响显著,其结果对受电弓各杆件气动特性的研究及应用具有重要意义和价值。

    2021年01期 v.41;No.219 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2387K]
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  • 一种基于TCMS系统的受电弓升降自动控制策略

    林宝锋;夏益韬;

    针对现代有轨电车实际运行工况(包括:柔性网段、站台刚性网段、公共道口及无电区间)交替出现,司机频繁操作升全弓、升半弓及降弓功能,极易发生误操作和刮弓事件。提出了一种基于TCMS系统控制的有轨电车自动升降弓控制策略,结合地面信号系统现有信标数据,实现了列车在不同工况下自动、精准的升、降弓的控制。

    2021年01期 v.41;No.219 87-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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运用与检修

  • 铁路货车制动梁对车轮磨耗影响的调查分析

    杜伟;

    铁路货车提速后车轮磨耗加剧,把握磨耗规律,采取有效减磨措施是亟待解决的课题。通过对铁路货车中拉杆式制动梁在缓解状态的理论受力分析及制动状态横移的调研统计,发现制动时固定杠杆与游动杠杆侧制动梁反向横移,1、4、6、7位轮瓦磨耗位置贴近轮缘;通过车轮磨耗调研发现,车轮踏面先于轮缘磨耗,且支点侧的2、4、6、8位车轮磨耗量偏大;固定杠杆侧轮对因制动梁横移引起轮瓦磨耗区域不对称,加剧支点侧车轮磨耗,形成轮径差后影响游动杠杆侧轮对横移,导致支点侧车轮磨耗偏重。从结构上消除制动梁未平衡横向力,并在运用中监控轮径差可减缓车轮磨耗的发展。

    2021年01期 v.41;No.219 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1621K]
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  • HX系列机车交流牵引电机典型故障分析与解决方案

    牛志钧;卫文改;王鑫;

    随着现代大功率HX系列机车牵引电机运行里程数的增加,牵引电机在线运行后暴露故障问题也逐渐增多,文中对牵引电机检修过程中出现的典型故障进行了汇总归类分析,有助于牵引电机检修人员快速识别故障并找到解决方案。

    2021年01期 v.41;No.219 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1646K]
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  • 中国铁路隔热保温运输装备发展与探索

    景传峰;金晓平;罗桂琼;高建华;舒麟;

    简述了保温运输技术优势和我国铁路隔热保温的现状及存在的问题,介绍了国内、外铁路隔热保温车发展情况,分析提出了隔热保温车需要研究的关键技术,重点介绍了新型铁路隔热保温车关键技术研究成果应用和装备技术水平,展望了推广应用市场前景。

    2021年01期 v.41;No.219 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 5122K]
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  • HXD_(2C)型机车紧急制动隔离开关设计的局限性探讨

    娄学领;

    HXD_(2C)型机车设计了紧急制动隔离开关,当电路出现故障造成紧急制动无法缓解列车时,可以暂时进行隔离,以实现特殊情况下对运行区间的快速开通。通过对一起机破故障分析,介绍了机车紧急制动产生的原因,认为紧急制动隔离开关设计有局限性,提出改进措施及建议。

    2021年01期 v.41;No.219 104-106+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1782K]
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  • 交流鼠笼式牵引电动机两种典型故障分析与改进措施

    王鑫;李庐;邹晓璇;王丹萍;

    定子槽口接地和转子导条断裂是交流鼠笼式牵引电动机最常见的两种典型故障,文中对这两种故障进行了原因分析,并提出预防性措施:定子槽口灌封和导条打无纬带,应用了新的灌封材料和新的工艺结构,取得了良好效果。

    2021年01期 v.41;No.219 107-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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地铁与轻轨

  • 有轨电车用电控三位置转换开关控制方案

    臧晓艳;曹春伟;潘硕;岳成林;李硕;

    现代有轨电车在国内外迅猛发展,由于其低地板设计,三位置转换开关箱只能安装在车顶。目前常用的是手动操作转换开关箱,存在操作维护不便,有安全隐患等缺点。文中设计了一种电控三位置转换开关装置及控制电路,首次将其应用于低地板现代有轨电车,在司机室通过旋钮开关或按钮便可实现远程电动转换功能,极大地提升了操作便利及安全性。

    2021年01期 v.41;No.219 111-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1434K]
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  • 地铁列车逻辑控制电路安全服役技术应用研究

    崔霆锐;李熙;华路捷;刘畅;

    为克服传统地铁列车继电器控制电路高故障率和无记录功能等诸多缺陷,提出了基于新型二乘二取二技术的无触点逻辑控制方案。完成了系统架构设计包括热备冗余、网络通信、故障诊断、日志分析等功能。针对既有地铁列车进行了控制电路技术方案设计和施工改造,首先在分析原有控制回路原理的基础上,完成无触点逻辑控制单元替代继电器点位设计;然后综合安全性和可用性提出了故障分级方案和大旁路方案;最后在运营线路完成了列车功能验证。试验结果表明改造后列车具备逻辑完整性,功能测试符合车辆技术要求,并可实现单板故障的自动无缝切换。具备自诊断健康管理功能,在满足高可靠性高安全性的同时,实现逻辑控制的网络信息化。

    2021年01期 v.41;No.219 114-118+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2332K]
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  • 地铁车辆踏面制动单元漏气分析及对策

    陈旭;

    通过对地铁车辆停放一段时间后再启用时,总风压力在空压机工作时持续偏低现象进行分析,从制动系统角度分析总风持续偏低的原因,再结合踏面制动单元结构和工作原理给出相应的建议措施,避免后续此类现象的发生。

    2021年01期 v.41;No.219 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 2084K]
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  • 城市轨道车辆车体被动式吸振器减振设计研究

    宗志祥;

    针对城市轨道车辆车体振动的问题,建立了含被动式吸振器的车轨垂向振动模型,指出了传统二自由度被动式吸振器应用在轨道车辆上的局限性,提出了适用于城市轨道车辆车体被动式吸振器减振设计方法,利用Sperling平稳性指标验证了被动式吸振器在不同速度和载客量工况下的减振效果,探讨了被动式吸振器的安装可行性。研究结果表明:传统被动式吸振器的减振最佳点偏离了车体固有频率点,存在一定的偏差;优化设计后的被动式吸振器的最佳减振点和车体固有频率点相互吻合,具有最优减振效果。不同速度和载客量工况下,优化设计的被动式吸振器都能获得较好的减振效果,应用在轨道车辆车体上具有可行性。为利用被动式吸振器来降低车体振动的研究和应用提供了参考依据。

    2021年01期 v.41;No.219 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 2019K]
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  • 《铁道机车车辆》征稿启事

    <正>《铁道机车车辆》是中国国家铁路集团有限公司主管,由中国铁道科学研究院集团有限公司与中国铁道学会牵引动力委员会联合主办的铁道机车车辆专业和供电专业的综合性科技期刊。创刊于1981年。其办刊宗旨是认真贯彻"科教兴国"的方针,努力准确、及时、全面地反映和交流铁路和城市轨道交通的机车车辆、供电系统方面的试验研究和设计成果,运用检修经验,有关的新产品、新技术、新工艺、新材料以及国内外技术动态、技术政策等,从而为铁路运输生产及城市轨道交通的技术进步和发展作出贡献。

    2021年01期 v.41;No.219 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K]
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  • 科技论文摘要编写注意事项

    <正>1.中文摘要中文摘要可大致分为报道性摘要.指示性摘要及报道指示性摘要。本刊刊登的科技论文一般采用报道性摘要。此类摘要的内容一般包括科技论文的目的、方法、结果及结论。在有限的字数内向读者提供尽可能多的信息,充分反映该论文的创新之处。篇幅以200字左右为宜。编写中文摘要的注意事项:(1)摘要中应排除本学科领城已成为常识的内容;切忌把应在引言中出现的内容写人摘要;也不要对论文内容作诠释和评论。

    2021年01期 v.41;No.219 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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