铁道车辆液气缓冲器特性研究

论文摘要

铁路的运能与运量的提高对我国铁路运输业的发展乃至整个国民经济的增长都有着十分重要的意义。而发展高速重载运输是提高铁路运能和运量的主要手段。近年来,随着我国改革开放的不断深入,国民经济的快速发展,铁路运能与运量的矛盾日益突出,因此,发展铁路高速、重载运输已刻不容缓。由于重载列车质量增大、编组长度增加、车辆轴重增大、运行中的牵引力及制动力加大、制动波传递时间加长,而且列车运行线路的纵横断面也比较复杂。因此,重载列车的受力情况较一般列车更为复杂。世界各国发展重载运输的经验表明,重载列车牵引质量主要取决于机车车辆装备的技术条件,车钩缓冲装置是其关键技术之一,缓冲器性能好坏直接影响列车纵向动力学性能。因此,为实现铁路高速重载运输,发展新型缓冲器具有十分重要的意义。本论文以新型液气缓冲器为主要研究对象,重点分析了液气缓冲器的结构特点、工作原理及其动、静态特性。在此基础上,在MATLAB/SIMULINK环境中,建立列车纵向动力学仿真模型。运用该仿真模型,对牵引5000t、6000t、10000t和20000t等四种编组模式的列车纵向动力学特性进行了仿真计算。计算结果表明,在牵引质量为5000t、6000t和10000t的列车时,该液气缓冲器完全能够满足使用要求;牵引20000t组合列车时,在采用机车无线重联同步操纵系统条件下,如果主从控机车之间作用的延迟时间小于4s,该液气缓冲器完全能满足使用要求;如果主从控机车之间作用的延迟时间大于4s,2万t重载组合列车在紧急制动工况下的车钩力比较大,有可能造成断钩的危险。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 国内外铁路重载运输的发展概况
• 1.1.1 国外铁路重载运输的发展
• 1.1.2 我国铁路重载运输发展概况
• 1.2 缓冲器的类型及国内外货车缓冲器的发展
• 1.2.1 缓冲器的类型
• 1.2.2 美国铁路货车缓冲器发展概况
• 1.2.3 前苏联及南非等国铁路货车缓冲器发展概况
• 1.2.4 我国铁路货车缓冲器的发展概况
• 1.3 液气缓冲器的发展现状
• 1.3.1 起重机上的应用
• 1.3.2 纺织机械上的应用
• 1.3.3 飞机上的应用
• 1.3.4 汽车上的应用
• 1.3.5 铁道车辆上的应用
• 1.4 研究背景
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 液气缓冲器基本理论
• 2.1 缓冲器的主要性能参数
• 2.2 液气缓冲器的基本结构和工作原理
• 2.3 液气缓冲器建模与仿真
• 2.4 缓冲器特性的计算研究
• 2.4.1 准静态特性计算
• 2.4.2 动态特性计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 列车纵向动力学理论基础
• 3.1 纵向动力学研究领域
• 3.2 列车运行时受纵向力特点
• 3.3 车辆缓冲装置的作用与性能
• 3.4 列车的制动系统
• 3.5 机车牵引力和动力制动力
• 3.6 纵向动力学计算模型
• 3.7 本章小结
• 第4章 纵向动力学特性分析
• 4.1 MATLAB/SIMULINK简介
• 4.2 车辆基本参数及列车编组情况
• 4.3 紧急制动工况计算
• 4.4 启动牵引工况计算
• 4.5 粘温特性计算
• 4.5.1 油液粘温特性
• 4.5.2 油液粘度对液气缓冲器特性的影响
• 4.6 本章小节
• 第5章 液气缓冲器与其它缓冲器混编计算
• 5.1 紧急制动工况
• 5.2 启动牵引工况
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文