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快速货车纵向动力学研究

作　者: 王亚飞
导　师: 黄运华
学　校: 西南交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 快速货车纵向动力学缓冲器制动阀
分类号: U270.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

进入21世纪,我国经济取得了高速发展,高附加值货物的运输量急剧增加,对快速货物运输提出了更高要求。铁路运输为了满足经济快速增长的需要,同时增强竞争力,开行快速货物列车势在必行。2004年颁布的《铁路主要技术政策》,已将其列为我国今后铁路货车发展的主要目标之一快速货车的最高运行速度达到160km/h,随着速度的增加,纵向冲动会明显加剧,这样可能引起车钩的断裂,车体和货物的破损,严重的会危险行车安全,因此需要对快速货车进行纵向动力学的研究。当前我国还未正式开行快速货物列车,本文根据国内机车车辆装备的实际情况,首先对快速列车的机车、车辆进行选择,同时对制动装置、缓冲器给出备选方案；其次,以编组后的快速列车作为研究对象,进行纵向动力学计算,基于对比分析结果,对我国现有的制动装置、缓冲器进行综合评价。具体来讲,论文主要在以下四个方面进行了研究：1.根据国外经验和国内的实际情况,快速列车的机车选择SS9,SS9目前是我国准高速客运列车的主型机车；车辆选择集装箱平车X1K；快速货车所需的缓冲器提出三个备选方案。MT-3型缓冲器是目前我国通用货车的主型缓冲器；弹性胶泥缓冲器已被UIC和AAR纳入标准,目前已在我国的准高速客车上得到使用,实践表明装车效果很好。液气缓冲器是快速货车理想的缓冲器,其用氮气作为复原弹簧,实现了无磨耗工作,极大的提高了缓冲器的使用寿命,是未来铁道机车车辆缓冲器的发展方向之一。2.快速货车的基础制动装置,根据国内许多学者的研究,可以确定为盘型制动；制动阀目前还没有定论,则采用我国的准高速客车装用的F-8型和货车的制动阀KZ1型进行模拟计算。3.建立缓冲器的动力学计算模型。MT-3型缓冲器和弹性胶泥缓冲器采用不同高度多次落锤实验结果的包络线,进行线性拟合得到简化计算模型；液气缓冲器则采用基于流体力学和热力学理论建立的精确动力学模型。同时编写一对一调车冲击程序,对三种缓冲器的调车工况性能进行研究计算。4.根据列车纵向动力学理论和模型,采用MATLAB软件编写纵向动力学程序,对列车的起动、紧急制动两种工况进行模拟计算,以此来综合评价三种缓冲器和两种制动阀的性能。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-22
  1.1 论文的选题背景  11-12
  1.2 国内外快速运输研究发展现状  12-16
    1.2.1 国外快速运输发展现状  12-15
    1.2.2 国内快速运输发展现状  15-16
  1.3 国内外快速货车缓冲器发展现状  16-21
    1.3.1 国外快速货车缓冲器发展现状  16-19
    1.3.2 国内货车缓冲器的发展历程及现状  19-21
  1.4 论文研究内容  21-22
第2章列车纵向动力学理论  22-33
  2.1 纵向动力学研究概述  22
  2.2 纵向动力学计算模型  22-23
  2.3 快速货车的编组情况  23-26
    2.3.1 机车的选择  23-24
    2.3.2 车辆的选择  24-25
    2.3.3 牵引重量  25-26
  2.4 各种力的计算  26-32
    2.4.1 机车牵引力  26-27
    2.4.2 机车车辆制动力  27-28
    2.4.3 闸瓦压力  28
    2.4.4 闸瓦、盘型制动闸片摩擦系数  28-29
    2.4.5 机车电制动力  29-30
    2.4.6 机车车辆基本阻力  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章快速货车缓冲器的选择及模型  33-45
  3.1 缓冲器的主要参数  33-35
    3.1.1 行程  33
    3.1.2 最大作用力  33
    3.1.3 容量  33-34
    3.1.4 初压力  34
    3.1.5 能量吸收率  34-35
  3.2 缓冲器建模与仿真  35-37
  3.3 调车工况计算结果  37-44
    3.3.1 MT-3型缓冲器动态特性  37-40
    3.3.2 弹性胶泥缓冲器动态特性  40-42
    3.3.3 液气缓冲器动态特性  42-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章 1500t列车纵向动力学计算  45-62
  4.1 1500t列车基本参数及计算工况  45
    4.1.1 列车基本技术参数  45
    4.1.2 计算工况  45
  4.2 起动牵引工况计算  45-52
    4.2.1 MT-3型缓冲器  45-48
    4.2.2 弹性胶泥缓冲器  48-50
    4.2.3 液气缓冲器  50-52
  4.3 紧急制动工况计算  52-61
    4.3.1 MT-3型缓冲器  53-55
    4.3.2 弹性胶泥缓冲器  55-58
    4.3.3 液气缓冲器  58-61
  4.4 本章小结  61-62
第5章列车装用KZ1阀的纵向动力学计算  62-72
  5.1 KZ1阀概述  62
  5.2 编组情况及计算工况  62-63
  5.3 紧急制动工况计算结果  63-71
    5.3.1 MT-3型缓冲器  63-66
    5.3.2 弹性胶泥缓冲器  66-68
    5.3.3 液气缓冲器  68-71
  5.4 本章小结  71-72
结论  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间发表的论文  79

快速货车纵向动力学研究

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