不同縱斷面條件下重載列車縱向動(dòng)力學(xué)性能及運(yùn)行能耗分析.pdf

1、發(fā)展重載運(yùn)輸是中國(guó)乃至全世界鐵路貨運(yùn)發(fā)展的主要方向。重載列車運(yùn)行速度高、牽引質(zhì)量大，列車運(yùn)行過(guò)程中蘊(yùn)藏著巨大的動(dòng)能和勢(shì)能。而列車運(yùn)行過(guò)程中涉及到的牽引能、勢(shì)能、制動(dòng)能耗、阻力能耗、動(dòng)能等能量成分與縱斷面設(shè)置情況密切相關(guān)。因此，研究重載列車運(yùn)行過(guò)程中各能量組成部分在不同縱斷面條件下的變化趨勢(shì)，對(duì)選擇節(jié)能縱斷面和進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)方案優(yōu)化有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文結(jié)合重載鐵路特點(diǎn)，建立了重載列車縱向動(dòng)力學(xué)模型，提出了重載列車運(yùn)行能耗計(jì)算

2、方法，分析了上坡?tīng)恳⑾缕卵h(huán)制動(dòng)工況下，列車縱向動(dòng)力學(xué)性能及運(yùn)行能耗，以及以山西中南部鐵路通道為工程背景，分析了全線路縱向動(dòng)力學(xué)性能及列車運(yùn)行能耗。主要完成的研究成果有以下幾個(gè)方面:
　　(1)運(yùn)用縱向動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法得到了HXD1×2牽引萬(wàn)噸編組列車在限速75km/h時(shí)的最大無(wú)害坡度在0.795‰～0.8‰之間，要略小于運(yùn)用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算方法計(jì)算出的1.0001‰。
　　(2)選取了0～9‰不同上坡區(qū)段，進(jìn)行列車起動(dòng)過(guò)程縱

3、向動(dòng)力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:坡度較大時(shí)，隨著坡度的增加，列車運(yùn)行總能耗增長(zhǎng)迅速、勢(shì)能變化量占總能耗比例迅速增加，不利于重載列車的起動(dòng);坡度在2‰以下時(shí)，起動(dòng)時(shí)間、起動(dòng)距離和起動(dòng)能耗增長(zhǎng)幅度不大，且最終獲得動(dòng)能占總能耗比例較大，所以，建議在困難條件下，重載列車站坪坡度限制可由1‰適當(dāng)放寬至2‰。
　　(3)選取了1～13‰不同下坡區(qū)段，進(jìn)行循環(huán)制動(dòng)過(guò)程縱向動(dòng)力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:隨著坡度的增加，重載列車循環(huán)制動(dòng)過(guò)程中制

4、動(dòng)能耗始終占較大比例（超過(guò)50％），坡度大于-10‰以后甚至達(dá)到了90％以上;無(wú)論坡度大小、是否施加動(dòng)力制動(dòng)力，只要列車運(yùn)行初速度相等、運(yùn)行距離相同，則該列車在運(yùn)行過(guò)程中需要從外界輸入的電能大致相等。
　　(4)以山西中南部鐵路通道為工程背景，進(jìn)行全線路縱向動(dòng)力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:長(zhǎng)大下坡區(qū)段主要能耗為制動(dòng)能耗，重力勢(shì)能為主要能量來(lái)源;長(zhǎng)子南站-水治南站區(qū)段列車牽引總能耗為5614.22kW.h，該區(qū)段大部分線路為長(zhǎng)大下坡