综合技术研究

  • 轮轨实测廓形小波平滑方法及其对蛇行运动影响

    姜成英;罗仁;

    文中提出了一种异常值剔除结合分段小波降噪的实测轮轨廓形平滑方法;建立了某高速动车组拖车非线性动力学模型,通过降速法计算车辆蛇行运动临界速度;对比分析了采用小波降噪和样条拟合方法平滑轮轨廓形对轮轨接触几何关系和车辆蛇行运动的影响。结果表明:样条拟合参数选取不当会导致对原始廓形的欠拟合或过拟合;小波降噪能较好地去除廓形中的噪声和畸变点;合理的轮轨廓形平滑处理可提高动力学仿真效率和计算精度,蛇行运动分岔更符合实际运营情况。

    2023年03期 v.43;No.233 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2284K]
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  • 横风作用下列车动力车运行安全性与动态特性试验研究

    张志超;屈东;李谷;储高峰;祖宏林;何德华;

    强风作用会对列车运行安全性与稳定性产生重要影响作用,文中通过深入分析某动力集中动车组在大风环境下的动力学试验数据,明确了横风作用下列车动力车的主要运动形态,研究了横风风压、线路线况、列车速度等对列车运行安全性与动态特性的影响规律。结果表明:横风作用主要引起列车动力车车体侧滚和横摆运动,同时伴有一定摇头运动,使其脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等安全性指标和车体横向振动加速度、横向平稳性指标数值明显增大;不同线路工况时横风对轮轨动力响应的影响存在差异,迎风曲线上车体向外轨的贴靠使轮轨横向力增大,背风曲线上横风阻止车体向内轨侧贴靠,使轮轨横向力有所减小;横风作用下脱轨系数、轮轴横向力、车体横向振动加速度会随着列车速度提高而增大,而轮重减载率和车体侧滚角基本不受车速影响。

    2023年03期 v.43;No.233 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 4621K]
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  • 城轨车辆防滑控制系统的轴速测量方法研究

    王新海;

    为提高防滑控制系统的轴速测量精度,设计了基于MC9S12系列微控制器和基于FPGA的2种等精度轴速测量系统。对2种等精度测速装置进行了试验验证,分析并通过试验验证了等精度法的分辨率和测量延时对测量精度的影响。结合等精度法测速在城轨车辆防滑控制系统中的实际测试数据,分析了真实车辆条件下轮轴速度的测量精度和轮轴的实际转动状态对轴速信号的影响。

    2023年03期 v.43;No.233 17-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2339K]
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  • 城市轨道交通钢轨电位过高问题的研究

    李国玉;兰慧峰;陈苏南;李田;刘炜;许四喜;

    城市轨道交通中,钢轨作为主要回流导体,钢轨电位过高对设备以及人员造成严重影响。针对某地铁线路的钢轨电位过高的问题,文中在长区间钢轨对结构钢筋过渡电阻测量方法的基础上,对该线路进行钢轨对地过渡电阻评估。测试结果表明地下段过渡电阻仅为1.816Ω?km,远小于标准规定要求。为分析该绝缘缺陷对钢轨电位问题的影响,文中基于线路实际情况,结合交直流混合迭代方法,进行了牵引供电计算仿真,分析钢轨过渡电阻分布对钢轨电位问题的影响,该线路过高的钢轨电位问题与地下区段过低的过渡电阻有直接关系。

    2023年03期 v.43;No.233 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2147K]
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专题研究

  • 铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理半实物仿真系统设计

    任宝珠;徐从谦;姜宋阳;李金池;周鹏;

    针对铁路车辆牵引主回路接地故障诊断与处理功能测试需求,设计了一套半实物仿真系统。通过分析动力集中动车组牵引主回路正常情况及发生接地故障时的电压电流关系,建立牵引主回路模型和故障注入模型,并利用该动车组牵引控制单元对设计的仿真系统进行了实时测试与验证。测试结果证明了该半实物仿真系统及模型的有效性,既可以用于正常工况下牵引回路控制性能仿真,也可以用作故障诊断与处理功能的仿真测试,具有较高的应用价值。

    2023年03期 v.43;No.233 32-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2478K]
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  • 基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器设计

    王冬冬;韩晓辉;韩晟;董凯夫;

    铁路机车在直线线路和曲线线路上运行时轮缘与钢轨磨耗不同,针对目前机车轮缘润滑装置运用现状,详细分析了轮缘润滑电控器弯道接口电路,并且综合考虑机车实际运用各种工况,研制了基于倾角传感器轮缘润滑弯道识别器,能够实现轮缘润滑装置在轮轨不同磨耗区间不同喷脂策略,实际装车试验结果验证了弯道识别器的可靠性和有效性。

    2023年03期 v.43;No.233 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K]
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  • 机车电器柜专用无水清洗装置的研制及应用

    孙云刚;杨仕清;宋顺密;马成;

    采用干冰清洗技术研制的机车电器柜专用无水清洗装置体积小巧、操作简便,通过调节干冰消耗量、压缩空气输出压力及选用不同型号的喷嘴,实现死角的清洗,清洗后电器柜仍具有较高的绝缘性和安全性,有效解决了电器表面含油灰尘的清洗难题,作业效率高,能够满足现场实际使用需要。

    2023年03期 v.43;No.233 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 高铁转向架钢焊接接头组织和耐腐蚀行为研究

    尹鸿祥;吴毅;李翔;张关震;刘丹;冯亦得;赵飒;

    针对日系SMA490BW、欧系S355J2W+N和国产G390NH这3种转向架材料的焊接接头进行了显微组织分析,并采用周浸试验和应力腐蚀试验方法研究了耐候钢的耐腐蚀性能。结果表明:3种材料的母材均为铁素体和珠光体组织,其中珠光体在SMA490BW和S355J2W+N中主要呈现带状分布,在G390NH中主要呈弥散状态分布。3种材料的焊缝区组织差异不大,均呈现多种组织形态。SMA490BW、S355J2W+N和G390NH经周期浸润150h腐蚀试验后,国产G390NH在母材和焊缝区域的腐蚀速率最低,热影响区的腐蚀速率最高。SMA490BW、S355J2W+N和G390NH这3种耐候钢在NaHSO3环境中,腐蚀初期遵循“SO_4~(2-)循环再生机制”,腐蚀速率较大;随着试验周期进行,耐候钢中含有的Cr、Ni、Cu元素会促进基体表面致密氧化膜的形成,阻挡SO_4~(2-)与基体金属的接触,从而有效地抑制腐蚀的进一步发展。四点弯曲和U型弯曲试验后,SMA490BW、S355J2W+N和G390NH焊接接头表面均未出现裂纹,耐应力腐蚀性能较好。

    2023年03期 v.43;No.233 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 3598K]
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  • 基于门控循环残差网络的滚动轴承故障诊断研究

    苏燕辰;李继光;周博;高永强;

    滚动轴承的运行状态对整体机构的工作状态影响很大,防止因滚动轴承失效而产生的安全事故极为重要。而一维信号只利用卷积神经网络CNN(Convolutional Neural Networks)输出结果时无法充分利用数据间的时序信息的问题,因此,文中结合门控循环单元GRU(Gated Recurrent Unit)在处理时序数据所具有的优势,提出了一种门控循环残差网络结构,将CNN在强大的特征提取的优点与GRU处理时序数据的优点有机结合起来。为了验证算法的有效性,采用凯斯西储大学轴承数据集与齿轮箱轴承台架试验进行轴承故障诊断分析,同时引入常见神经网络作为对比,检验不同模型的分类性能。结果表明,在相同试验条件下相较于卷积神经网络等深度学习网络,文中算法具有更高的故障识别准确度和稳定性。

    2023年03期 v.43;No.233 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1949K]
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  • 铁路车辆制动产品中凸形螺旋弹簧分析计算

    杨靖;

    文中对制动夹钳单元停放缸使用的一种中凸形螺旋弹簧进行功能介绍,根据组合弹簧的理论,将其假设成2个直列式组合的截锥螺旋弹簧进行分析计算,计算结果与实物测量结果相吻合,这为中凸形螺旋弹簧的分析计算提供了一种新的思路。

    2023年03期 v.43;No.233 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1242K]
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  • 列车齿轮箱新型轴端密封结构设计及仿真分析

    林佳旭;李宝良;

    针对润滑油从齿轮箱轴承端盖处泄漏的问题,为进一步提高列车齿轮箱轴端密封性能,文中设计了一种装配在传动轴上由3个叶轮组成的新型密封结构。该结构位于轴承端盖内部,在随传动轴双向同步转动过程中会搅动轴承端盖内部的油气混合流体,在轴承端盖中部形成高压区域,有效阻断齿轮箱内外气体流通。通过三维软件建立密封结构的流道模型,根据流道模型的流体分析结果,研究密封结构不同结构参数对密封效果的影响。结果表明新型密封结构在两侧叶轮厚度为16 mm,中部叶轮厚度为9 mm,两侧叶片倾角为20°时,密封结构流道模型的中部区域重点平面的平均压强比两侧区域高23 Pa,并且油气混合流体在密封结构的叶轮间会形成涡流,可有效阻止润滑油泄漏,提高列车齿轮箱轴承端盖处密封效果。当齿轮箱转速提高时密封结构的密封效果将更加显著。

    2023年03期 v.43;No.233 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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  • UIC网关初运行研究和实现

    李小勇;闫迷军;侯峰;郑斌;孙振超;

    针对UIC网关初运行的主控车确定、UIC地址分配、车辆方向识别、NADI状态确定、UIC网关状态转换、列车配置状态确定、列车配置确认和修正以及未知车辆的整合进行了详细的研究,并对UIC网关初运行的各个部分进行实现,搭建UIC网关初运行测试环境对算法的一致性和正确性进行验证,实现UIC初运行算法运行在某型号的UIC网关上并通过国际铁路联盟实验室的UIC网关一致性认证。

    2023年03期 v.43;No.233 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2184K]
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  • HXD2机车辅助驾驶人机交互单元设计及应用

    王瑞;姜正;陈广泰;杜海宾;任育琦;

    为了实现更友好的HXD_2机车辅助驾驶系统人机交互方式,文中介绍了一种新型人机交互单元的设计与应用情况。该HXD_2机车辅助驾驶人机交互单元是基于机务运用行车规范,充分调研机车司机日常使用习惯,结合辅助驾驶系统功能特性,按照数据重要程度划分不同显示区域,并通过色彩、语音、文字等辅助方式实现人机交互功能需求。西康线路良好的运用反馈表明,该设计有效提高了人机信息交互效率,保证了整个HXD_2机车辅助驾驶系统的安全稳定运行。

    2023年03期 v.43;No.233 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2052K]
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  • C70EH-A)单元万吨列车紧急制动纵向力研究

    张生玉;

    瓦日线进行的C_(70E(H)-A)单元万吨重载列车试验,在紧急制动时纵向车钩力超限,文中对纵向力大值的产生原因进行了综合分析,从货车缓冲器性能、制动地点的线路情况以及车辆制动技术参数等方面进行了研究,分析了本次纵向力超限的关键因素,为后续试验提供参考。

    2023年03期 v.43;No.233 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K]
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  • 轨道车辆车轮不圆度检测装置动力学仿真

    陈双喜;

    建立轨道—车辆—车轮不圆度检测装置动力学仿真模型,计算分析车轮不圆度检测装置关键参数对测点振动的影响规律,确定该检测装置最优设计参数。基于轨道车辆动力学与机构学理论,对检测装置机构运动进行分析,运用SIMPACK软件建立含单节列车、钢轨及安装在钢轨上的不圆度检测装置在内的整体仿真模型,并计算测点的振动响应。研究表明:该检测装置机构弹簧刚度最优值为3×10~5~5×10~5 N/m,阻尼最优值在8 000 N·s/m附近;为保证检测装置测量精度,车辆运行速度应不大于5 km/h;同轴另一侧车轮对检测装置没有影响,装置对列车运行安全性没有影响。

    2023年03期 v.43;No.233 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
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  • 基于自动化和集成化的制动缸试验台结构设计

    白旺旺;

    制动缸是制动夹钳单元的核心部件之一,其性能好坏直接影响到列车制动系统状态,随着中国铁路的大力发展,列车存量及新造市场增大,对智能化检测制动缸设备提出了更高的要求。基于自动化和集成化设计的制动缸试验台能够有效提高制动缸检测精度和效率,是减少劳动力的有效设备。其通过自动调整止动块位置、弹性刚性块自动切换及自动拧动制动缸调整螺母等动作,实现对制动缸各个试验项点的全自动检测;同时将气动测试系统有效集成,大大提高了空间利用率,缩短了制造周期,批量一致性得到了有效保证。

    2023年03期 v.43;No.233 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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  • TRDP协议及其解析技术的应用

    吕龙;李海龙;刘晓磊;

    随着云计算、大数据、物联网、5G、北斗导航等新技术的不断融合,以数据为基础驱动的高速列车智能化正在持续发展。在高速列车智能化应用场景中,多业务数据要求不同的传输速率、通信周期并且占用不同的流量带宽,关键业务数据采用TRDP协议进行传输。然而由于列车以太网基于CSMA/CD通信机制,多业务数据增加了通信延时抖动甚至数据阻塞的风险,因此研究TRDP数据解析对数据可靠传输至关重要。文中介绍了TRDP实时协议,提出了一种通过Wireshark和Python软件进行数据解析的方法,可方便直观地分析TRDP报文健康完整性、通信周期延时抖动以及以太网流量等关键性能指标,为以太网工程应用提供了参考。

    2023年03期 v.43;No.233 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
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铁路供电技术

  • 高速列车受电弓区域流场结构及气动噪声特性研究

    柳润东;

    受电弓区域是高速列车产生气动噪声的关键区域之一,采用分离涡模拟方法与FW-H声比拟法相结合的计算策略,对高速列车受电弓气动噪声特性进行了仿真计算,分析了受电弓在开闭口状态运行时周边流场结构、本体结构声源分布特征及声指向性特征。研究结果表明:受电弓杆件结构表面压力变化及产生的尾涡脱落是产生气动噪声的主要原因;开闭口运行状态下受电弓周边流场结构发生了明显变化,由此导致受电弓表面声功率分布发生了转移;受电弓周边声压级垂向辐射特征要明显大于横向辐射特征。

    2023年03期 v.43;No.233 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2062K]
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  • 一种受电弓安全状态检测方法

    王红艳;

    受电弓的安全状态直接影响到地铁列车运行的安全可靠。针对受电弓在列车运行过程中容易出现的故障问题,文中介绍了一种受电弓安全状态检测方法。通过在列车顶部安装受电弓安全状态检测系统,采用相机成像、紫外探测、光纤MEMS技术、红外热成像等多种技术手段,对受电弓羊角断裂、升弓位置异常、弓头滑板倾斜、燃弧、弓网压力、硬点等状态进行识别,并对获取的图像和数据信息进行检测分析,最终实现全天候在线对受电弓进行安全性能检测及异常检测的需求。

    2023年03期 v.43;No.233 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2032K]
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运用与检修

  • 高速动车组牵引电机绝缘失效分析

    相阿峰;

    文中通过对某系列高速动车组所配属的牵引电机绝缘失效故障进行梳理,结构化挖掘数据价值,深入研究高频电压、低温、潮湿、风沙等恶劣运行环境对牵引电机绝缘结构和部件的可靠性影响,精准定位故障根源,制定有效解决措施,并通过仿真分析、试验、在线运行考核等手段完成技术验证。研究成果使牵引电机更能适应我国复杂的运行环境和工况,大幅降低了牵引电机全寿命周期运维成本,并在和谐号、复兴号系列动车组牵引电机上广泛应用。

    2023年03期 v.43;No.233 120-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1700K]
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  • CR400AF型动车组侧门工作原理分析与常见故障处理方法

    洪海洋;肖安三;

    侧门是动车组重要组成部件,侧门开闭故障将影响旅客乘降时间,部分故障甚至影响行车秩序,行车中的侧门故障影响列车运行的安全性。文中分析了CR400AF型动车组侧门工作原理,梳理了侧门常见故障,并结合工作原理进行分析,设计了常见故障的处理方法,为动车组机械师提供了快速有效的侧门开闭故障处理方法,有效提高了侧门故障处理的效率。

    2023年03期 v.43;No.233 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2275K]
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  • 电力机车用22CB系列真空断路器典型漏风故障分析

    侯健伟;杨建明;王俊峰;姜赞;雷治宇;

    真空断路器用于接通及断开25 kV接触网与电力机车间的电路,它是机车电源的总开关和保护设备,研究分析真空断路器故障现象及产生原因能够对生产商制造工艺和机务段使用维护提供宝贵的指导经验。漏风故障是真空断路器主要的故障类型,文中通过对电力机车用22CB系列真空主断路器4起典型的漏风故障进行分析,对现有的真空断路器生产检修工艺及管理提供改善建议,从而降低产品故障率,提升可靠性,保障电力机车安全稳定运行。

    2023年03期 v.43;No.233 133-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]
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  • HXN3型机车16V265H型柴油机动力组结构改进研究

    郑福印;李忠厚;曲鑫;石晶磊;

    文中针对HXN_3型机车16V265H型柴油机动力组拉缸故障、可靠性低的问题,对动力组结构进行分析、改进和优化,结合柴油机油、水温度控制,可以解决现有HXN_3型机车柴油机动力组拉缸惯性质量问题,经运用验证,结构改进型动力组可靠性显著提升,为机车运用质量安全提供了有力保障。

    2023年03期 v.43;No.233 139-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K]
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城市轨道交通

  • 新一代B型地铁的研制

    刘佳玲;张兴旺;熊力;王艮川;安小平;

    为满足城市轨道交通迅速发展,按照安全、可靠、成熟、经济、适用的原则和简统化、模块化的要求,以研制高标准、舒适性及实用性的地铁为目标,开展了新一代B型地铁总体方案及关键技术研究。文中介绍了新一代B型地铁的设计原则,以及各部位的主要特点、设计参数和设计结构,同时介绍了研制中所采用的新材料、新结构、新技术。

    2023年03期 v.43;No.233 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2963K]
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  • 电磁阀产品的可靠性强化试验方法研究

    曹宏发;王正杰;王孝延;刘每;陈蓝;

    可靠性强化试验是一种通过逐步地增强施加在试验产品上的试验应力,确定产品耐受应力极限的试验,具有试验周期短、暴露故障快的特点,是提高产品固有可靠性水平的有效手段。文中基于轨道交通制动系统所使用的某型电磁阀,设计了其可靠性强化试验的工作流程,制定各个阶段的试验剖面,并开展相应试验。根据试验结果,表明该工程应用可行,为电磁阀的优化改进提供了方向。

    2023年03期 v.43;No.233 154-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1977K]
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  • 地铁车辆车载蓄电池剩余电量建模与仿真研究

    吴云飞;牟蓉;许南南;陆远基;

    针对客户对地铁车辆蓄电池电量监测的需求,根据蓄电池特性建立剩余电量估算模型,引入蓄电池剩余可用时间参数对剩余电量进一步说明。根据估算模型原理,设计了相应的算法流程用于实现城轨列车蓄电池剩余电量的估算。最后,建立了Matlab/Simulink仿真模型进行仿真分析与验证。仿真结果显示,蓄电池剩余电量与剩余可用时间随着仿真条件的变化而变化,蓄电池剩余电量监测方案可帮助车辆运用人员对蓄电池进行维护与维修。

    2023年03期 v.43;No.233 161-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1739K]
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  • 变频空调引起辅助逆变器200%过载故障的原因分析及解决措施

    于肖兵;

    介绍某地铁列车辅助逆变器(SIV)工作原理及组成结构,分析了车辆辅助逆变器输出200%过载故障产生原理。通过多种试验模拟重现辅助逆变器输出200%过载故障,确定引起该故障的原因为变频空调中的可控硅整流桥故障。对故障原因进行了深入分析,对辅助供电系统设备的维护提供参考。

    2023年03期 v.43;No.233 166-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
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