齿轨铁路齿轨系统及轨下基础研究

齿轨铁路采用齿条与齿轮相啮合的方法,以提高线路的爬坡能力。齿轨铁路轨道由齿轨系统、钢轨、轨枕、道床等组成,适用于以旅游观光为主的大坡度山区。具有爬坡能力强、占地面积小、建设对环境破坏小等优点,已在国外得到大量使用,我国在多个旅游地也规划了齿轨铁路。系统研究齿轨系统的种类、轮轨-齿轨过渡装置、齿轨轨下结构,研究表明:在齿轨系统选择时,应综合考虑轨道下部基础、线路建设环境、施工难易程度等因素;过渡装置以三段缓冲入齿装置为最优;由于齿轨轨枕受力的特殊性,使得钢枕适用于齿轨铁路,对钢枕结构优化可延缓道砟劣化,提高道床稳定性,减少养护维修费用。

山地齿轨系统结构特点及关键参数选型设计

研究目的:为确定山地齿轨交通的系统形式和结构参数,本文通过对不同齿轨系统特点及国外齿轨铁路应用现状分析,选取应用较为广泛且结构较为简单的Strub齿轨系统为研究对象,并基于齿轮齿条啮合原理,结合我国既有山地旅游齿轨铁路线路及车辆等接口参数,重点开展齿轨齿廓、模数、压力角、重合度、齿宽等齿轨结构参数合理选型设计,得到一组推荐用齿轨系统结构参数。研究结论:(1)Strub齿轨系统齿廓宜采用具有中心距可分性的渐开线型齿廓;(2)推荐齿轨模数值为31.831 mm,压力角取值14.036°,齿轨和齿轮齿宽分别采用60 mm和70 mm;(3)建议重合度不小于1.3,顶隙不小于8 mm,齿侧间隙不小于0,滑动率不超过4;(4)本文研究可为山地齿轨铁路系统结构选型以及关键参数设计提供参考。

齿轨车辆牵引电机布置模式及系统耦合振动特性

为探究牵引电机布置模式对齿轨车辆动态特性及齿轮-齿轨啮合特性的影响,在考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为及其动态时变激扰和轮轨非线性接触关系的条件下,分析了不同电机布置模式下的车辆动力学特性。以Strub齿轨系统为原型,建立了齿轨车辆-轨道垂纵耦合动力学模型,研究了三种不同电机驱动形式对齿轨车辆动态特性的影响规律,并在此基础上提出了适用于齿轨车辆的牵引电机布置方案。研究表明:牵引电机双置工况下齿轮啮合力和垂向、纵向振动加速度更小;其中电机双置时齿轮齿轨啮合力约为电机后置和前置时的50%,平直段齿轮垂向和纵向加速度的最大幅值差分别为4.04和6.01 m/s^(2),爬坡段电机后置时齿轮振动加速度最大,其垂向、纵向加速度幅值比电机双置时大45%;平直线路上电机后置与前置时齿轨车辆的舒适性较好,而爬坡段牵引电机双置模式下更好;鉴于齿轨车辆主要应用于爬坡线路,且爬坡时电机双置齿轨车辆的动力学指标最好,因此建议牵引电机双置为最优布置模式。

齿轨铁路系统技术特点及工程应用

齿轨铁路作为爬坡性能良好的一种山地轨道交通在国外已经有100多年的发展历史。在我国经济腾飞的大背景下,山地景点旅游业得到重视,同时山区经济文化也得到发展重视。结合国家提出的积极推进山区“旅游+交通+扶贫”融合发展思路,对齿轨铁路的发展历史做出阐述。介绍齿轨铁路开发起源及各种动力系统与轨道类型及相应工程技术特点与运营状态;针对齿轨啮合技术、轨道锚固技术、线路衔接技术、道岔转换技术、驱动与制动技术与齿轨列车平稳性及其他关键技术等进行系统分析并指出现存问题;提出要着重工程与环境的生态保护技术研究的建议,同时展望未来智能数字化的发展前景。

山地齿轨旅游交通系统技术及应用研究

山地齿轨旅游交通系统是一种采用齿轮齿轨驱动或齿轮齿轨+钢轮钢轨驱动、可满足40‰~480‰线路坡度、适用于复杂山地条件的轨道交通系统,对其车辆、齿轨、齿轨道岔、入齿装置等关键技术以及国外现有的齿轨线路进行分析,提出国内发展山地齿轨旅游交通系统的重点研究方向,以期为该制式轨道交通系统的工程化应用提供指导。

齿轨车辆-轨道(齿轨)系统耦合动力学模型及其基本振动特性

为研究齿轨车辆-轨道(齿轨)系统动态特性,基于车辆-轨道耦合动力学理论和齿轮动力学原理建立了考虑齿轮-齿轨非线性啮合行为和轮轨非线性接触特性的齿轨车辆-轨道(齿轨)系统空间耦合动力学模型,并开展工程线路动力学试验验证了本模型的有效性.在此基础上,研究了齿轨车辆-轨道(齿轨)系统的基本振动特性以及轨道随机不平顺对齿轮-齿轨系统动态啮合行为的影响机制.研究结果表明,本文建立的齿轨车辆-轨道(齿轨)系统动力学模型具有良好的准确性和可靠性;轨道随机不平顺对齿轨车辆振动有较大影响,齿轮-齿轨系统垂向和纵向振动受不平顺激励影响较小,而横向振动则受到明显影响;齿轮-齿轨系统对轨道高低和水平不平顺敏感程度较低,而方向和轨距不平顺则明显使齿轮-齿轨系统啮合不稳定,因此建议通过减小轨道横向不平顺来提高齿轮-齿轨系统稳定性,以保证齿轨车辆的安全平稳运行.

山地齿轨铁路发展现状及国内应用前景研究

国内尚没有关于山地齿轨铁路应用方面的研究。本研究介绍了齿轨铁路的概况及国内外齿轨铁路的发展现状,分析了不同齿轨系统的特点及适用条件,并针对齿轨铁路在国内环境中的应用进行了综合分析,提出了相应的方法与建议,以期为今后齿轨铁路的工程应用提供参考。