試論影響旅客列車運行性能原因分析及改進方案探討

時間：2024-06-08 13:55:12 交通物流畢業論文我要投稿

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　　論文關鍵詞:旅客列車　運行性能　縱向沖動　改進

　　論文摘要:葉影響旅客列車運行性能的列車縱向沖動等問題進行了分析，提出了具體的解決措施。

　　25K型提速列車自運行以來反映良好，但仍存在一些問題，其中，旅客對車輛動力學性能方面的意見較多，特別是列車縱向沖動問題。為此，鐵道部局等有關部門專門立項進行研究，找出了影響旅客列車運行性能的原因，并研究了部分解決方案。其中，密接式車鉤替代15號車鉤的方案已應用于第5次提速用25T型客車上。通過幾個月的運用考驗證明，25T型提速列車的縱向沖動要比25K型提速列車小得多。

　　1縱向沖動問題

　　1. 1縱向沖動現狀

鐵路經過幾次提速，提速客車的一些關鍵部件都有了很大的發展，但車鉤緩沖裝置直到2001年都變化不大。25K型列車仍然采用15號車鉤加G1型緩沖器的鉤緩裝置。15號車鉤連掛間隙較大，由于列車中各個斷面的間隙累積效應，使25K型列車在運行過程中發生縱向沖動;G1型緩沖器的性能不能完全適應提速要求，在正常運行過程中基本不吸收能量，導致車鉤之間發生剛性碰撞，造成列車縱向沖動加劇。在這種情況下，縱向沖動問題成為影響提速旅客列車運行平穩性的一個重要因素。

對不同車輛裝備、不同運行條件下的25K型列車運行品質數據進行實時檢測記錄，發現25K型列車縱向沖動的發生概率相對其他25型車要小，但列車在加速、制動停車、運行調速或過道岔、過長大坡道時仍有發生沖動的可能，有時甚至在幾分鐘的時間內連續發生幾次或十幾次較大的沖動。例如，25K型列車在山地運行下長大坡道時，發生縱向沖動的縱向加速度峰值很高，19以上的沖動時有發生，測試到的最大沖動加速度為1. 55 g,瞬時加速度變化率高達200 g/s ^- 500 g/s，沖擊能量主要集中在10Hz以下的低頻段。

　　1. 2影晌列車縱向沖動的主要因素

　　1.2.1車鉤縱向連掛間隙

縱向連掛間隙是影響列車縱向運行品質的一個重要因素。減小列車車鉤縱向連掛間隙，不但可以降低列車在不同速度級下平穩運行、啟動、制動和運行調速等不同工況下的縱向振動水平，而且可以減小縱向沖動發生的概率，甚至消除沖動現象。圖1為裝有密接式車鉤、15號小間隙車鉤和普通15號車鉤的列車在京滬線北京一天津間平穩運行一定時間段內縱向加速度的分布情況。可以看出，在同樣的線路條件下，裝備密接式車鉤的列車縱向加速度最小，最大加速度的期望值在。. 05 g左右;裝備小間隙車鉤的列車縱向加速度次之，最大加速度的期望值為0. 068 g;裝備普通15號車鉤的列車在3列車中縱向運行品質最差，最大加速度的期望值為0. 081 g。從圖中還可以明顯看出，裝備密接式車鉤的列車縱向加速度基本上是對稱分布，也就是說沒有明顯的沖動發生;裝備小間隙車鉤的列車因為有一些較小的沖動，縱向加速度呈明顯的偏態分布;而裝備普通15號車鉤的列車沖動最為嚴重。

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試論影響旅客列車運行性能原因分析及改進方案探討

　　1.2.2客車制動系

旅客列車調速、停車均需要由制動系統來完成，由于制動系統的不同、制動工況的制動波速不同、基礎制動裝置動作的不一致性、閘瓦摩擦因數的不穩定性等會造成列車中車輛間產生相對的速度，從而在列車運行過程中產生縱向沖動。

　　1.2.3車端阻尼

按新造客車進行了動力學計算，通過比較單輛車的動力學計算結果、具有不同車端阻尼的編組列車的動力學計算結果，可得出如下結論:車端縱向阻尼對降低車輛縱向沖動非常有效，增大車端縱向阻尼，車輛縱向沖動將會減少。

　　1. 2. 4緩沖器性能

現在提速車普遍采用的G1型緩沖器由于初壓力大、阻抗力高、吸收率小，在正常運行過程中，由于車鉤的作用力達不到緩沖器的初壓力，緩沖器不動作，基本不吸收能量。當列車運行過程中縱向力發生變化時，車鉤之間就會發生剛性碰撞，造成列車縱向沖動加劇，還使列車平均車鉤力提高，引起車鉤異常磨耗。尤其在目前不斷采用新型車鉤，車鉤的連掛間隙和車鉤作用力減小的情況下，G1型緩沖器的性能沒有得到同步改善，問題更加突出。

　　2影響運行性能的其他問題

　　2. 1轉向架

從中發現，車輛走行部分暴露出的問題比較嚴重，主要有:(1)車輪的擦傷、剝離;(2)抗側滾扭桿橡膠節點老化或破損;(3)各部件磨耗比較嚴重。

　　2. 2制動系統

列車提速后，制動變得尤為重要，現車輛制動系統存在的問題主要有:(1)制動同步性能差，成為列車縱向沖動大的主要原因;(2)客車雙管供風與機車的配置協調問題沒有解決;(3)制動缸快裝管漏氣。

　　2. 3車上電氣裝置

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(1)整流器電壓不穩定，適應的電壓范圍較窄;(2)電瓶性能不穩定。

　　2. 4車鉤緩沖系統

(1)旅客列車提速后，列車車鉤鉤頭下垂、鉤尾框上偏的問題較為嚴重，車鉤尾部上跳，沖擊車體底部防跳板，甚至引起鉤尾框斷裂;(2)車鉤的磨耗速度加快，磨耗程度嚴重。

　　2.5其他

(1)空調系統風道設計不太合理，臥鋪車上鋪旅客感覺冷，下鋪旅客感覺熱，出風口噪聲大;(2)活窗不密封，車內端部噪聲尤其大;(3)中空玻璃漏氣、漏水問題較難解決。

　　3改進方案探討

　　3. 1減少縱向沖動擬采取的方案

　　3.1.1采用性能良好的制動系統

制動系統應具有較高的制動及緩解波速、較好的制動缸升壓及緩解特性、良好的緊急制動性能，這將有效地減小列車在調速或緊急制動時產生的縱向沖動。

　　3.1.2采用小間隙車鉤或密接式車鉤加彈性膠泥緩沖器

縮小車鉤連掛系統的縱向間隙是降低列車縱向沖動的最為有效的措施之一。客車用小間隙自動車鉤及大容量緩沖器已在我國研制成功并裝車運用考驗。根據西南大學等單位的理論計算結果，采用15號小間隙車鉤和新型彈性膠泥緩沖器的20輛編組提速列車在牽引工況、常用制動工況、緊急制動工況及常用制動緩解工況下，最大車鉤力幅值相對于15號車鉤加G1型緩沖器可減少37. 6%，車輛最大加速度幅度值減少45. 2-79。從裝有小間隙車鉤的提速列車運用情況來看，整列車的縱向沖動水平優于同樣編組數量的非提速列車，車鉤運用狀態正常。

密接式車鉤加彈性膠泥緩沖器已在第5次提速用25T型客車上批量運用。對南車四方機車車輛股份有限公司生產的25T型客車所做的運行試驗表明:運行過程中最大縱向加速度為。. 15 g，發生在40 km/h初速度緊急制動過程中的制動開始瞬間;列車在常用制動和緊急制動開始時都出現了縱向沖動，但由于密接式車鉤的使用，縱向沖動對列車縱向加速度的影響被大大減小;不同速度級穩態運行和啟動加速工況縱向加速度都在0. 02 g以下，運行過程中不同速度級調速過程也沒有出現縱向沖動，人體基本沒有調速的感覺。

運用結果表明:密接式車鉤加彈性膠泥緩沖器用于25K型提速客車能明顯改善縱向動力學性能。

　　3. 1. 3采用有一定阻尼的風檔

雖然風擋設備對列車縱向運行性能的影響不明顯，但可以改善部分橫向性能，因此，選擇有一定阻尼的風擋對改善列車的運行性能有一定的作用。

　　3. 2提高運行性能的其他措施建議

(1)減少車輪擦傷、磨損。采用技術參數合理的高性能電子防滑器;研制性能好、擦傷剝離少的新型車輪。

(2)提高空調系統性能。對風道進行改進，確定具有優良性能的風道結構。

（3）降低噪聲及列車對的影響。采用水封裝置;采用集便裝置;選擇好的端部結構。

從25T型客車的售后服務中可以看出，使用集便裝置后，客車底部、端部等原來污染比較嚴重的部位沒有污染現象發生，大大提高了乘車及車輛維修的環境質量。端部結構的改進，電動及手動塞拉門的使用，使客室尤其是端部客室的噪聲明顯降低。

　　4結束語

提高旅客列車運行性能是一項長期的艱巨的任務，只有通過不斷的試驗研究，才能綜合提高列車乘坐舒適度，保持鐵路的競爭力。

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