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地铁闸瓦热容量计算及试验分析

2022-06-25张栋梁陆晨铭

上海节能 2022年6期
关键词:车轮工况列车

0 引言

类似于汽车的刹车系统,轨道交通车辆的制动系统也是关乎安全最为重要的一环。目前城市地铁列车主要有三种制动方式:

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计软件处理数据。计量资料以x±s表示,采用配对t检验,组间同时间点比较行独立样本t检验;计数资料以百分比表示,等级比较行秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

1)再生制动

牵引的逆过程,即将多余的制动能量回馈至电网。正常情况下可回馈的能量占比超过五成,但由于电网稳压需要,回馈能量达到一定比例后电网将不再吸收。

2)电制动

试验过程见图6至图13。

3)空气制动

即使用基础制动装置将多余能量通过摩擦生热方式吸收。

主要车辆及模拟参数如表1所示。

此外,随着列车运营规模的不断扩大,越来越多的地铁公司从能量利用率出发,尝试取消车载制动电阻,采用部署集中式或分布式地面再生能量装置将能量回收与再利用

,但此种情况下要求电制动失效时,空气制动具有继续承担运营的能力。经调研,目前主流地铁均要求在列车电制动失效的情况下要满足限速承载超载载荷正线运行一个往返。在全空气闸瓦制动工况下,由于频繁制动,闸瓦与车轮踏面升温很快,严重时可达几百摄氏度

,且车轮踏面受热膨胀会产生热应力

。根据地铁列车转向架车轮材料的特点,当急剧摩擦带来的温度上升超过奥氏体化相变的临界温度时,将逐渐转变为脆性马氏体,此时如车辆继续运行,车轮极易出现踏面脱落、剥离等损伤

,导致寿命严重下降,故最高温度必须低于车轮材料的相变转化温度。此外,闸瓦长时间处于高温状态会导致性能下降,使制动距离加长,因此须全面分析全空气制动下闸瓦与车辆踏面热容量承载能力。

英文写作是一种综合能力训练,是一个长期复杂的训练过程,临阵磨枪是无法积累文化功底的,培养学生的写作能力不能一蹴而就,应该重视平时的英语作文训练,从学生的实际水平出发,由易到难,循序渐进。习惯是可以培养的,英语写作也是如此.,培养学生写作的主动性与积极性,这样日积月累,英文写作自然就融为学习的一部分。

地铁车辆在高速运行时电制动性能良好,但电制动效率会随运行速度的降低而降低,且出于安全考虑,在车速降到一定时必须采用空气制动,这是确保车辆安全停车的最后一道屏障。

如前所述,昆曲过腔音乐材料有来自本唱调音阶中的任一级音和昆曲剧种主调两种。音乐材料以及各种材料的不同组合和连接次数的多寡,可以影响乃至决定过腔的结构和结构形式(下称“构式”);音乐在运动过程中,亦有音势顺畅或转折、气息顿挫或断连之异,也会导致乐汇或“句型”的变化,过腔结构的多样性亦由此产生。

1 研究对象

本文研究对象为6编组地铁车辆,采用1 500 V受电弓受流模式。列车布置图如图1所示,Tc为带司机室的拖车,Mp 为带受电弓的动车,M 为动车。全车采用踏面制动,每个车轮配备一个基础制动单元,车辆限速80 km/h。

在超员载荷(AW3)下,Tc车可承载280人,Mp与M车可承载304人。

地铁运行线路图如图2 所示,车轮外形图如图3所示。

2 仿真计算

2.1 计算理论

摩擦热量通常采用做功法和能量法两种方法计算。由于列车在实际运行过程中一直处于左右摆动状态,压力接触点亦随之变化,故难以获得准确的闸瓦接触压力。本文计算采用能量法,即假设列车制动能量全部转化为热能。

闸瓦制动所产生的总能量表达式为:

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根据式(1)可推导出热流密度,即单位时间通过某一界面的热能。

由于摩擦产生的热量被车轮和闸瓦吸收,因此闸瓦吸收的能量需考虑吸收比,该比值由车轮与闸瓦的材料属性决定。为简化计算,假设车轮在行进一周的过程中制动接触区域的能量均匀分布,由此推导出单位面积热流密度,表达式为:

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此外,传热还需考虑运行过程中与空气的对流换热系数,其表达式为:

镜头里,姑娘坐在湖畔一块矮石上,下巴微扬,秀发被风吹起。高志明屏息敛神,毫不犹豫地揿下海鸥120相机的快门。

根据现场极限情况,本文模拟工况主要有:AW3载荷连续两次80 km/h速度的紧急制动;AW3载荷切除电制动以65 km/h限速运行一个往返。工况1和工况2分别如图4和图5所示。

根据闸瓦踏面制动扰流模型,努赛尔数取值可采用强制对流模型的经验公式

确定:

2.2 计算参数及工况

城市轨道交通车辆常用的空气制动主要有闸瓦制动和盘形制动

,其中闸瓦制动又称踏面制动,制动时闸瓦压紧车轮踏面,轮、瓦间发生摩擦产生使列车减速或停车的制动力。本文着重研究闸瓦制动方式。

(3)从单一平台向多平台相结合发展,优势互补,提高容错纠错能力,如将传统的地基激光雷达与星载激光雷达探测手段相结合,建立相关的数据模型,从而扩大探测范围和提高探测精度。

2.3 计算结果

计算结果如表2。

将1号机发电机高压油泵出口压力开关拆除并进行校验,发现压力开关整定值已发生一定的漂移(整定值从10.0 MPa变化至10.71 MPa,返回值从8.0 MPa变化至8.44 MPa,见图2所示),从而印证了对上述问题的相关分析,整定值发生漂移是导致高压油泵发生自动切泵等故障发生的直接原因。

3 试验验证

为进一步明确上述章节中两种工况下的摩擦热量,本项目同步进行了试验验证。

3.1 试验准备

本试验采用将等效质量的黄沙均匀布置于地板面的方式模拟超员载荷。试验开始前,对整个制动系统进行全面检查,确保无故障后切除电制动,将列车加载至AW3。

3.2 试验过程

将测温贴纸粘到制动闸瓦及车轮上。为方便读取温度值,本文对列车运行方向Tc1 车4 轴及Mp1车2 轴左侧车轮进行贴片,然后模拟工况1 和工况2。试验过程中,记录列车速度、制动模式、制动缸压力及制动命令。试验后,检查贴纸上的温度,记录拖车及动车车轮温度、拖车及动车制动闸瓦温度。试验完毕待列车回库后,拆除测试贴纸恢复车轮原状。

即将多余的能量通过制动电阻吸收并以热能形式散发到周围环境中。

3.3 试验结果

试验结果见表3。

4 结果对比与分析

本文从多个方面对结果进行了对比分析:

1)模拟计算结果与试验结果均显示工况2闸瓦温度大于工况1闸瓦温度,可见即使速度较低,由于运营跑图停靠站点不断制动引发的热量积累仍高于两次极速紧急制动。

2)同样位置的模拟温度远大于试验温度,可见模拟计算时采用的近似模型和参数取值与实际工况差距较大,且实际测试时间处于夜晚,环境温度较低,大温差情况下热量更易耗散。

3)由试验结果可知,同样工况下闸瓦温度低于车轮温度,可见闸瓦材料散热性能更优异。

出车祸的那天,她坐在邵南的车里。他们撞向了旁边的栏杆,车子侧翻了,她的腿被卡住了。邵南先爬出了车,她哭着求他,帮帮她、帮帮她。可是他看着漏油的车告诉她,他不能冒险,因为车随时可能爆炸。

4)模拟及试验结果均表明,此车型车轮及闸瓦材料所能承受的温升均能满足电制动失效工况下全空气制动需求,符合地铁安全运行要求。

动脉化疗栓塞术是当前临床中肝癌治疗的有效方式,本研究通过对比分析方式比较两组患者介入治疗效果,希望为临床肝癌介入治疗提供参考。

5 总结展望

本文对地铁列车在电制动失效工况下闸瓦热容量承载要求进行了阐述,同时以某地铁列车为研究对象进行了两种极限工况下的模拟计算与试验验证,并对结果进行了对比与分析,结果表明,该地铁车轮与闸瓦热容量均满足安全要求。

由模拟计算及试验验证对比结果可知,目前模拟计算仍有较大误差,计算所得的安全裕度较大,但试验由于模拟超员而进行的加载成本较高,因此如何优化模型及对散热状态进行理论性分析将是重要的研究方向。

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