综合技术研究

  • 广州都市圈城际新线动车组设计与选型研究

    朱士友;杨学武;魏庆;吕凯凯;王永亮;

    在广州都市圈“城际+地铁”一体化运营模式背景下,基于城际新线的线路规划和运营需求提出了动车组的顶层技术要求,动车组不仅需满足城市内部大客流量的便捷出行和人性化服务,还需与既有城际线网互联互通,实现线网一体化运营。结合既有和规划城际线网,并考虑到技术引领和示范作用,论文提出了动车组速度等级、运能、车长、车门、旅客服务设施、智能化新技术、绿色环保顶层技术指标建议,为广州都市圈城际新线动车组的设计与选型提供技术依据。

    2024年02期 v.44;No.238 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1376K]
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  • 基于形态学滤波和CEEMDAN-WVD的车轮失圆诊断

    李大柱;梁树林;池茂儒;许文天;

    现有列车车轮失圆监测方法的准确性受车速及线路条件影响较大,为了更准确地监测车轮服役状态,文中提出基于形态学滤波和CEEMDAN-WVD的车轮失圆诊断方法:车辆轴箱垂向振动加速度经数学形态学滤波器滤波降噪后,运用完全噪声辅助聚合经验模态分解(CEEMDAN)将其分解为一系列的固有模态函数(IMF),然后选取能量熵增量相对较大的几阶IMF分量进行Wigner-Ville分布(WVD)计算,从而叠加得到轴箱振动加速度的多尺度时频图,最后根据多尺度时频图的分布特征来诊断车轮状态。通过仿真分析和工程实例研究结果表明,运用该方法可有效地识别复杂工况下的车轮服役状态。

    2024年02期 v.44;No.238 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2261K]
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  • HXD_2型电力机车重载适应性提升研究

    黄明惠;张志超;张江田;汪方文;

    研究并提出了HXD_2型电力机车在钩缓装置、机车悬挂装置及两者之间参数匹配性等方面的重载适应性提升方案,并通过数值仿真、压钩试验、双机牵引万吨列车试验验证了该方案的有效性和机车的重载适应性。研究表明:102型钩缓装置具有更好的重载适应性,该技术提升方案能够使机车运行安全性和压钩稳定性显著提高。

    2024年02期 v.44;No.238 15-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 3165K]
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  • 高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析

    刘艳杰;马昭钰;刘昆朋;吴丽然;宋可荐;

    交流传动技术广泛应用于高速铁路动车组牵引传动系统,牵引变流器直流环节电压存在2倍牵引网电压频率的脉动分量,会在牵引电机侧产生拍频电流,从而引起转矩脉动,不利于动车组机电系统稳定运行。文中首先分析了转矩脉动产生的原理,然后针对两种典型动车组牵引变流器主电路进行了结构建模,通过数字仿真分析了转矩脉动的主要影响因素。接着基于现场实测,验证了理论分析的正确性,并获得了转矩脉动产生机械应力的关系,表明转矩脉动易对牵引电机及转向架等相邻机械部件产生机械损耗。最后,从硬件电路和软件控制两方面对转矩脉动抑制技术进行了探讨。

    2024年02期 v.44;No.238 24-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 3991K]
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专题研究

  • 内电双源机车主电路拓扑结构及牵引性能研究

    赵宇;黄金;董志忠;吕庆增;贾冰;

    内电双源机车可有效解决电气化与非电气化线路的跨线衔接问题、优化铁路网结构、提升运输效率和节约运营成本。文中分别从牵引系统和辅助系统两个方面对不同主电路拓扑方案进行对比,基于主电路拓扑结构提出了内燃模式下的牵引特性,对牵引能力进行仿真计算分析,并以实际线路为例进行仿真验证,为我国内电双源机车的研制提供理论参考。

    2024年02期 v.44;No.238 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 高铁轮对高精度测量系统设计与实现

    陈鸿燕;杜建良;陈彪;张亮亮;张玉友;叶陶陶;

    针对国内轮对尺寸测量手段落后、精度不高、测量效率以及自动化水平低的问题,设计并实现了一种接触式轮对外形尺寸自动化测量系统。该系统利用接触式触发测头以及位移传感器实现了轮对外形尺寸自动化测量,并通过相对测量原理以及温度补偿算法实现了包括内侧距离、轮位、轴颈直径等长度尺寸及径向尺寸的高精度测量。通过在高铁轮对生产组装现场实际试验及试用验证,该系统的测量结果具有高精度和高一致性,满足高铁轮对各个尺寸的测量精度要求。

    2024年02期 v.44;No.238 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3379K]
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  • 高速动车组停放缸弹簧力值衰减原因分析及试验优化

    常程城;李业明;焦标强;刘博;王正杰;

    高速动车组检修时发现制动缸的停放制动力输出不足,对停放制动夹钳单元检修时发现,停放弹簧力值的衰减是停放制动缸输出力不足的主要原因。研究发现,停放弹簧力值衰减的主要原因是弹簧应力松弛,而导致弹簧应力松弛的主要因素是弹簧长期处于高应力区工作。为优化弹簧应力松弛表现,提出通过更换材料和工艺的方法降低弹簧高应力区表现。最后,通过应力松弛对比试验对优化方案进行验证,得到改善停放弹簧力值衰减的方法,有效地降低了停放制动夹钳单元的维护成本。

    2024年02期 v.44;No.238 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2384K]
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  • 原位生长SiC晶须对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能影响

    齐冀;

    采用聚合物浸渍热解(PIP)技术向C/C-SiC复合材料纤维束内引入了SiC晶须(SiCW),然后结合化学气相渗透(CVI)和液硅渗透(LSI)法制备了C/SiCW-C-SiC复合材料,系统研究了原位生长SiCW的物相组成及典型微结构特征,在不同制动初速度下测试了C/SiCW-C-SiC复合材料的摩擦磨损性能,结果表明:引入SiCW后,对平均摩擦系数和瞬时摩擦系数影响较小,摩擦性能未发生明显变化,中高速制动时,C/SiCW-C-SiC的磨损率相比于C/C-SiC可降低20%~60%。

    2024年02期 v.44;No.238 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2106K]
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  • 动车组冷却风道疲劳强度及影响因素研究

    于春洋;程亚军;刘涛;孙博飞;薛宁鑫;

    为了研究动车组牵引电机冷却风道的疲劳强度及其影响因素,采用仿真分析方法建立冷却风道测点处应力与外载荷之间的载荷传递关系,通过线路测试获得冷却风道内冷却风载荷谱及焊缝测点应力谱,对冷却风道的疲劳性能进行研究。数据分析结果表明:冷却风道测点总损伤的最大值为0.925,满足EN 1999-1-3-2007标准要求。其中冷却风机低速、高速转换运行时产生的冷却风载荷导致的结构累积损伤占总损伤的88.7%~99.8%,每千次启停的累积损伤为0.022 7~0.031 0。冷却风道内部的冷却风载荷影响系数为0.75~0.90,冷却风载荷是影响风道强度的主要因素,设计过程中需重点关注。

    2024年02期 v.44;No.238 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 2865K]
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  • 计及电热参数更新的高速列车牵引整流器IGBT模块寿命评估

    李文鹏;张林林;王为介;葛兴来;

    绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为列车变流器的关键部件,其寿命受老化过程中参数变化的影响,为此提出了一种计及电热参数更新的IGBT模块寿命预测方法。首先,利用实车采集到的外部电压、电流数据结合变流器调制策略推导IGBT的驱动信号,进而获得单个IGBT的电压电流;其次,基于数据手册建立Foster热网络模型获取IGBT的结温;之后考虑到实际中IGBT的老化过程,提出一种IGBT结温计算过程中热阻和导通压降的更新策略;最后通过寿命模型对IGBT进行损伤度估算,并通过蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟评估器件寿命计算过程中的不确定性,取得可靠性变化曲线。

    2024年02期 v.44;No.238 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2499K]
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  • 基于国产化芯片的轨道不平顺监测平台方案设计

    丁瑞志;张瑞芳;郑红瑞;

    针对现有轨道不平顺检测方法效率低、维护成本高的问题,设计搭建基于运营车辆振动加速度的轨道不平顺实时监测平台。首先,详细分析了实现轨道不平顺监测算法的硬件功能需求,结合算法逻辑设计平台总体架构;然后,基于平台硬件自主可控的考虑,结合工程应用经验,分析并选择符合平台功能需求的国产化芯片;最后,提出轨道不平顺监测平台完整且自主可控的设计方案。本方案一方面通过运营列车振动加速度对轨道不平顺进行监测,既节约成本,又无需单独占用运营时段;另一方面平台方案依托国产化芯片设计,保证了平台硬件技术层面的自主可控。

    2024年02期 v.44;No.238 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K]
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  • 面向更高速度综合检测列车时空校准系统研制

    王凡;方玥;刘俊博;戴鹏;王昊;陈慧军;段祥玉;

    针对现有高速综合检测列车时空校准系统存在的时间同步延时不稳定、里程校准精度不足等问题,提出一种高精度时空校准系统。在时间校准方面,系统采用GNSS、高频率恒温晶振进行系统内部时钟的驯服和保持,并基于PTP精确时间协议发布时间校准信息;在里程校准方面,系统利用光电编码器、惯性组合里程定位、RFID射频里程标签、点式应答器里程信息和LKJ列车运行里程信息实现里程数据的累加和校准,并通过以太网向各专业检测系统发布里程校准信息。试验结果表明,该系统可实现纳秒级时间精确同步和厘米级里程校准,校准频率最高可达1 250 Hz,能够满足更高速度综合检测列车的运用需求。

    2024年02期 v.44;No.238 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1854K]
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铁路供电技术

  • 基于改进YOLOV3算法的受电弓安全状态检测技术研究

    辛恩承;

    受电弓是连接列车和接触网的重要部件,其运行中的工作状态直接影响列车的运营安全,近年来结合车载视频监控系统从图像上进行受电弓安全状态的检测成为主流方法。针对使用传统图像识别方法对受电弓安全状态进行检测存在的精度低和实时性差的现状,通过自建受电弓安全运行条件数据集,结合深度学习理论对其进行安全运行状态在线检测。采用GAN神经网络提升了数据集的性能,弥补了数据种类失衡的现象;通过对YOLOV3算法进行改造,插入即插即用的注意力模块,优化小目标的检测效果;通过与自研硬件的结合实现多路受电弓监控实时视频流的分析,为车载受电弓视频实时智能分析提供新的思路和有力支撑。

    2024年02期 v.44;No.238 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1979K]
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  • 基于力场原理的有轨电车地面供电模块的故障分析与对策

    李新;高洪光;张立臣;武杰文;麦瑞坤;李雪莉;朱丹;

    针对基于力场原理的有轨电车地面供电模块频繁出现的正极触指烧损的故障,通过对触指工作状态的测试,掌握了其工作瞬间的电气特性。结合触指负载能力的分析,指出容性电流引发的电弧和受电靴电流不均衡是导致触指烧损的直接原因。通过针对性的措施,实现了故障的消除。

    2024年02期 v.44;No.238 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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运用与检修

  • 机车车辆产品寿命类别与评判方法

    王华胜;朱庆龙;李昊;宋英杰;佀方园;王靖;

    针对机车车辆产品寿命分散性、故障影响多样性和运用需求差异性等特点,从速度与里程、时间与环境、工作频次与负荷等方面分析了机车车辆产品寿命影响因素;结合经验法、计算法、试验法、统计法等分析了机车车辆产品寿命常用确定方法及其适用范围;基于可靠性技术和寿命周期费用方法,按照安全寿命、有效寿命、经济寿命、技术寿命、物理寿命等对机车车辆产品使用寿命进行分类定义和评判;示例给出动车组部分产品使用寿命分析结果。

    2024年02期 v.44;No.238 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • CR400BF平台动车组故障预警预测研究

    廖小东;宋文彬;谢名源;高原;

    根据动车组运维现场实际需求,基于动车组状态参数监控标准、车载报故障逻辑,以及现场重点故障特征等信息,建立故障预警预测模型,制定预警预测故障代码及故障处置建议措施。依托动车组故障预测与健康管理系统开展模型试用,验证了模型的可行性和适用性。通过开展CR400BF平台动车组故障预警预测研究,为动车组的远程监控提供了有力的技术支撑,有效降低了动车组的运行安全风险,保障了动车组的运行秩序。

    2024年02期 v.44;No.238 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1251K]
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  • 基于实测轮轨廓形匹配的服役动车组等效锥度修正方法研究

    田光荣;于卫东;王兴华;李方烜;干锋;

    轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实测轮轨廓形匹配等效锥度的要求,文中研究提出了一种服役状态下动车组等效锥度运用标准的修正方法。通过构建有效的服役轮廓数据库,并与标准轮轨廓形匹配的等效锥度进行对比计算,可得到不同轮廓所对应的修正值累积概率分布曲线,在此基础上结合现场需求,通过分步实施对现有检测手段得到的等效锥度结果予以修正,结合相关运用标准决策车轮旋修。此方法为车轮视情旋修运用标准的落地提供了可靠的方法和数据支撑。

    2024年02期 v.44;No.238 119-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K]
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  • 动力集中动车组运用检修设施机辆融合的总平面布置方式探讨

    李豫;张正舟;欧阳鹏;夏海龙;肖威;

    动力集中动车组以其编组形式、运维方式的特殊性,对管理模式、作业方式、设施配置等提出了新的要求。文中通过对动力集中动车组运维需求及作业流程进行分析,结合动力集中动车组、机车、车辆作业特点,对机辆融合的运用整备设施总平面的布置原则、优化措施及设置方案进行了研究,探讨了机辆融合对运用检修设备配置的影响。

    2024年02期 v.44;No.238 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K]
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  • HXD_2型机车车轮踏面斜裂纹产生机制及旋修对策研究

    石珮廷;杨延峰;杨兴宽;吴军;孙亚星;孙宇铎;李立;赵飒;

    机车车轮服役工况恶劣,失效问题突出,针对HXD_2型机车车轮频发的踏面斜裂纹问题,文中分析调研车轮运维现状,利用金相检查探究斜裂纹萌生及扩展机制,通过现场测试跟踪,归纳斜裂纹分布规律及特征,基于机车车轮故障预测与健康管理系统(以下简称“机车PHM+车轮系统”)提出经济性旋修方案,并进行试验效果验证。研究结果表明,踏面斜裂纹是制约车轮服役寿命的主要原因,该裂纹属于滚动接触疲劳伤损,开口方向指向轮缘,在1、4轴位处最易产生,并且随着轮径的减少,裂纹扩展深度也总体增加;经济性旋修方案能合理推荐轮缘厚度,降低轮径旋修损失,每片车轮单次旋修节省2.3 mm,取得了一定的效果。

    2024年02期 v.44;No.238 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 3776K]
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城市轨道交通

  • 地铁列车牵引系统状态评估方法研究

    李小波;张程;吴浩;

    充分挖掘现场故障统计数据,提出一种地铁列车牵引系统状态评估方法。首先基于牵引系统故障树建立层次分析模型,构建各层级评判矩阵并确定权重,然后计算牵引系统各模块基本事件的灰色聚类系数,完成对系统模块层的状态评估,最后利用各模块聚类系数构建牵引系统模糊综合评判矩阵,采用模糊综合评判法对牵引系统整体的健康状态进行评估。结果表明,牵引逆变模块和牵引控制单元板卡是该车型地铁列车牵引系统的薄弱环节,应作为检修与维护中的重点对象。该评估方法综合利用故障树—层次分析法确定权重,降低了人为因素的影响,其评估结果可为地铁列车牵引系统主动维护和检修提供有效依据。

    2024年02期 v.44;No.238 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K]
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  • 有轨电车电子机械制动系统设计及试验研究

    苗峰;骆凯;高琳焜;杨磊;崔雷;

    针对低地板有轨电车完成了电子机械制动系统设计,方案满足车辆制动功能和性能需求,并实现了与既有车辆各系统的兼容;针对典型车辆实现了对原车液压制动系统的换装,完成了整车动态线路制动试验和关键功能研究性试验;试验证明,各工况下电子机械制动系统和车辆各系统配合正常,满足车辆制动性能要求,系统响应快速、控制精度高,具有良好的一致性,系统故障再分配、紧急供电下的安全制动功能满足设计要求,提高了系统冗余度和安全性。

    2024年02期 v.44;No.238 145-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2530K]
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  • 城市轨道交通车辆变流设备对计轴设备干扰问题探讨

    魏录成;裘成;胡华涛;

    针对某城市轨道交通B2型车辆计轴红光带干扰问题,采用Maxwell仿真试验以及现场试验结合的方式,以牵引逆变器及辅助逆变器两个大型变流设备为切入点,探究了不同出线布置方式、工作模块数量、负载、DC/DC开关频率对轨道计轴设备的干扰。研究表明大电流线布置方式、高频辅助逆变器DC/DC开关频率变化会对计轴设备产生影响。并基于干扰原因提出应对策略,为既有线路红光带干扰问题提出改善建议,并对未来轨道车辆变流设备设计提供思路。

    2024年02期 v.44;No.238 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 3057K]
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  • 某型地铁转向架异常振动试验研究

    朱程;徐步震;贾小平;胡定祥;金鑫;邬平波;

    针对某型转向架在服役过程中出现异常振动,基于Miner累积损伤理论和等损伤原则,利用轮轨振动传递的时频特性开展试验研究。试验结果表明,该转向架构架的等效应力幅值中100 Hz以内的低频区段能量占比最大,其中部分位置在70 Hz附近的能量占比达18.78%~33.85%;结合轴承故障频率的理论计算、试验主频对比及拆解判定,振动主频70 Hz由轴承外环滚道上的缺陷故障产生;考虑到轴箱垂向振动存在与构架弹性模态相近的63 Hz主频,一定程度上加剧了转向架的振幅,而线路扣件的振动主频集中在350、430 Hz,对轮对轴箱系统的影响较大,对构架影响较小。该研究方法和结论对解决转向架局部振动等类似问题具有借鉴作用,为车辆的结构设计和运维管理提供一定的参考价值。

    2024年02期 v.44;No.238 161-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 4466K]
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