Theoretical and Experimental Study on The Speed-up of Freight Train with Mixed Marshaling of Light and Heavy Vehicle

To study the influence of the speed-up of a freight train with mixed marshaling of light and heavy vehicles on the dynamic behavior,a dynamic model of the freight train was established based on the modular method of cyclic variables,and the dynamic behavior of the freight train was simulated and analyzed under different marshaling patterns,speeds and line conditions.On-site speed-up test with different marshaling freight trains was carried out,and the stability and ride-index of the train before and after the speed-up were compared and analyzed.The feasibility of increasing the speed of freight trains with mixed marshaling of light and heavy cars was demonstrated theoretically and experimentally.The results show that the theory is in good agreement with the test,which can effectively reflect the dynamic behavior of the vehicle.The dynamic behavior of the freight train in the study meets the requirements of increasing speed to 90 km/h.This paper provides a theoretical basis and method for railway freight transportation and the speed-up of freight vehicles.

货运交通电气化技术的电气化公路方案与氢能方案对比研究

重型货车是我国交通运输行业的高耗能设备和主要的碳排放来源,其柴油年消耗量约占我国柴油年消耗总量的40%、CO_(2)年排放量占交通运输领域CO_(2)年排放总量的50%左右。在“双碳”目标和能源革命的背景下,构建绿色清洁、安全高效的公路货运方式,推进重载货运交通的低碳化和清洁化转型,这已成为一种必然趋势。目前,重型货车电气化主要有充电方案、换电方案、氢能重卡方案以及电气化公路方案。文章主要介绍了氢能重卡方案和电气化公路方案,并基于某运煤专线,通过成本核算,对比分析了二者的经济性和应用场景。分析结果表明,对于固定运输线路的货运交通,当年运量大于204.83万吨时,采用电气化公路方案更具有经济性;当年运量低于204.83万吨时,氢能重卡方案成本则更低。

浩吉铁路货运增量制约因素及对策研究

浩吉铁路是世界上一次性建成并开通运营里程最长的重载铁路,是“北煤南运”的战略运输通道。对浩吉铁路运输现状进行全面梳理,分析集疏运系统、通道能力、设备条件、机车车辆、施工天窗、车流径路、运输组织等制约浩吉铁路货运增量的因素,从推进集疏运系统项目及专用线建设、提升靖神铁路能力、修建联络线提升上线和下线能力、改造设备补强浩吉本线车站和线路能力、优化施工天窗维修、增购机车车辆、强化调度运输组织等方面提出货运增量对策,以进一步释放和发挥浩吉铁路的运输能力,从而实现货运持续增量的目标。

客货混运线路外轨超高理论研究与现场测试分析

针对客货混运重载铁路小半径曲线地段超高设置问题,基于UM软件和动力学理论建立考虑多车效应的列车-轨道耦合动力学模型,结合现场动态测试试验,研究曲线超高对重载列车和客车动力响应的影响规律,提出超高调整方案,并开展现场验证,对比分析超高调整前后列车通过曲线时轨道系统动力响应的变化规律.研究结果表明,客货混运重载铁路小半径曲线地段不合理的超高设置是线路病害多、养护维修量大的主要因素之一;在满足规范要求的前提下,建议应更多从重载列车角度合理设置曲线超高,当在既有超高为105 mm的基础上降低10%时,对改善轨道结构的受力条件和动力响应,减缓轮轨磨耗有明显效果.

重型货运车GPS数据处理与轨迹分析研究——以上海外环隧道通行车辆为例

上海货运交通量和运输量不断增长,使得货运交通尤其是重型货运交通管理日益成为城市综合治理领域的重点工作。该文基于重型货运车GPS数据,利用轨迹数据处理的多种技术对通过外环隧道的车辆轨迹进行识别、提取和停驻点判别。分析发现,隧道内上行(自东向西)方向货运车流量高峰集中在04:30—07:00,下行(自西向东)方向集中在10:30—13:30和14:30—16:30;货运车在隧道内上行方向的拥堵强度和拥堵时长均高于下行方向;浦西停驻密集地区分布在宝山杨行、淞南镇和高速公路省界出口处,浦东停驻密集地区分布在外高桥港区。研究结果对于优化隧道货运车管理及流量调控具有一定参考意义。

考虑转向架影响的重载货车车厢模态特性

为深入研究转向架对重载货车动力学特性的影响,以某空车工况的40t轴重矿石车为研究对象,在实车装配模型的基础上建立了整车及车厢的力学仿真模型,并应用有限元法对二者进行了模态分析。对实际车辆进行了模态实验研究,通过计算结果及实验结果的对比,从刚体振型及弹性体振型两个方面考察了转向架对重载货车车厢模态特性的影响。研究表明,转向架的质量、刚度及边界条件均会对模态计算结果产生影响,整车模型能更精确地描述实车的模态特性。

重载铁路货车冲击试验及考核方法研究

随着大轴重铁路货车的发展,机车车辆之间纵向的动力作用更为复杂,这就对车辆结构强度考核提出了新的要求。因此对重载铁路货车冲击试验及考核方法进行了深入研究。分析结论认为:在延续既有强度标准的基础上,提出两个方面的更改建议:(1)提高冲击试验最高试验速度至10 km/h;(2)按最高冲击速度及规定冲击载荷分别进行冲击强度校核,许用应力分别取第2工况许用应力及屈服极限。

重载货车转向架非线性干摩擦力等效线性化及在车桥耦合中的应用

采用基于振动周期内平均功率相等的描述函数法,对重载货车转向架的非线性干摩擦力进行等效线性化,即将斜楔与摇枕间的垂向和横向非线性摩擦力线性等效为垂向和横向线性阻尼力,将旁承和心盘处的回转摩擦阻力矩线性等效为回转摩擦阻尼力,进而建立重载货车的等效线性动力学模型。以C80型重载货车为例,分别采用给出的等效线性动力学模型和非线性动力学模型进行重载货车动力学仿真计算。结果表明:等效线性动力学模型虽然小幅度增大了车体的垂向和横向平稳性指标、轮轨横向作用力、脱轨系数和轮重减载率,但是仍在GB/T 5599—1985标准范围内,满足其各项评价指标要求,验证了用描述函数法对非线性干摩擦力等效线性化的正确性和合理性;说明基于描述函数法的重载货车等效线性动力学模型可以替代复杂的非线性动力学模型进行重载货车通过既有桥梁的车桥耦合动力响应分析,为重载货车的非线性悬挂系统参数优化和车桥耦合动力学性能分析提供了新的有效途径。

重型长途货运汽车夜间驾驶疲劳测试研究

为了预防重型长途货运汽车驾驶员夜间的驾驶疲劳,在京珠高速公路进行实车试验,采集驾驶员的历时心率数据,并以心率增加率和疲劳综合评价值为指标分析和评价驾驶疲劳情况。结果表明：驾驶仓栅式载货车属于轻级劳动强度,疲劳综合评价值为1.300;而驾驶半挂车属于中级劳动强度,疲劳综合评价值为1.624~1.929。进一步通过安全阈值分析得出,重型货车驾驶员每次连续驾驶的时间不宜超过3.0 h。研究结果为夜间重型货车驾驶员合理安排驾驶时间,有效预防驾驶疲劳提供了参考依据。

公路货运能耗及低碳化发展路径研究

能源与环境是当今世界各国共同关心的问题,交通运输业是能源消耗与污染排放的重要领域,发展新能源汽车是缓解能源危机、减少污染物排放的重要举措。近几年在国家政策的支持鼓励下,我国新能源汽车产业发展迅速,尤其是在乘用车领域,已有大量优秀的企业和产品,发展方向相对清晰,但其商用车领域尤其是公路货运的技术路线尚不明确。我国重型货车保有量约占汽车保有量的6.6%,但碳排放量占到50%以上,氮氧化物和颗粒物的排放量分别占到75%和50%以上,重型货车是节能减排的关键车型。分别分析实现重型货车电气化的3种可能方案——换电方案、氢燃料电池方案和电气化公路方案,可发现3种方案具有不同的特点,适用于不同的场景,3种方案在目前阶段也存在着各自的技术瓶颈。氢燃料电池方案在长途货运中有良好的应用前景,换电方案在线路不固定的短途货运中更具优势,电气化公路方案在线路固定的中短途运输中优于换电方案。

重载货车通过曲线轨道时的悬挂特性分析

基于车辆-轨道耦合动力学理论,根据27 t轴重C80E型重载货车和重载铁路曲线轨道的结构特点,建立重载货车-轨道耦合动力学模型和曲线轨道参数化模型。通过分析各悬挂刚体部件受力及其相对位移,推导出相应悬挂力/力矩的表达式,对重载货车通过曲线时的悬挂力、斜楔摩擦力和轮轨力进行仿真计算,并比较分析摇枕侧滚运动对货车悬挂及轮轨动力作用的影响。结果表明:在直缓点、缓圆点等曲线连接点附近,曲线点头角和侧滚角的突变会引起货车垂向冲击振动;货车以80 km/h速度通过R800 m曲线时,垂向悬挂力和轮轨力增载率分别为5.94%和8.53%;摇枕侧滚运动对货车纵向和横向悬挂力的影响较小,可一定程度上衰减货车垂向冲击振动,但对其最大峰值影响不大。

曲线轨道上重载货车悬挂相对位移的仿真计算方法及应用

为准确求解曲线轨道上重载货车悬挂的相对位移,首先,建立曲线轨道数学模型,推导出曲线外轨超高、顺坡角、侧滚角和中心角随线路长度的变化公式,再根据车辆各刚体部件进出曲线的时间和所处曲线位置差异,编程计算悬挂点刚体间的超高及转角差;其次,以刚体质心为坐标原点建立本体坐标系,分别给出悬挂点在两刚体本体坐标系中的坐标表达式,通过坐标变换法将本体坐标转换到同一坐标系下,计算悬挂点瞬态相对位移;最后,结合车辆曲线动力学仿真程序计算,即可求出车辆曲线通过时各悬挂点的动态相对位移.计算结果表明:车辆悬挂相对位移是车辆参数和曲线轨道参数综合作用的结果,当单独不计线路侧滚角差、顺坡角差、中心角差时,对应悬挂相对位移的最大偏差率可达42.85%、24.03%、71.42%;利用坐标变换结合动力学仿真计算的方法可全面考虑车辆和轨道参数,求解车辆悬挂相对位移更为准确.

重载钢浴盆敞车研制

介绍了根据我国铁路货物运输现状 ,研制全钢浴盆运煤专用敞车的开发背景、研制过程、基本结构及性能特点。

D_(38)型长大货车在直线上运行的动态偏移量试验研究

对D_(38)型长大货车的振动偏移量进行了实测试验研究,结果表明:各速度级下的最大横向偏移量在距轨面1600 mm高度以下时变化不大,随着距轨面高度的继续增加,最大横向偏移量也线性增大;同一速度级下运行时,同一断面不同高度处的最大垂向偏移量基本一致;最大偏移量与运行速度间不存在单增或单减的对应关系,在5 km/h^45 km/h速度级,最大偏移量相差都不大;在直线上运行时的最大横向偏移量和最大垂向偏移量分别为198 mm和113 mm,最大侧滚角、摇头角和点头角分别为2.540°、0.311°和0.309°。

解读铁道行业标准《铁路长大货物车》

TB/T 2553—2018《铁路长大货物车》适用于长大货物车的设计、制造和检验。介绍标准的编制背景、编制原则、主要内容。从动力学性能评价指标确定和强度及刚度设计要求2个方面,详细论述标准的关键技术内容。从垂向动荷系数、材料许用应力及安全系数、刚度选取、运行安全监测点位置调整4个方面,提出标准实施建议。

重型车辆的合并决策及最优控制

针对如何协调分散在道路上的货车形成车队的问题,提出了一种以速度和整体油耗为基础的车辆最优合并决策策略及对应的合并控制方法。首先,根据两辆车的简单情况,获得合并条件及最优合并加速度、合并前后速度及合并位置。然后,将上述研究结果推广到通用的多车合并决策之中,形成通用的合并决策算法和合并控制器设计方法体系。仿真实验表明,用所提方法将车辆编组合并为车队行驶,可显著降低车队的整体油耗。

大件货物道路运输技术现状与展望

随着中国经济社会和国防事业的飞速发展,大件货物运输需求呈井喷式增加。超大型装备和工程构件往往面临“易造难运”的囧境,运输效率和运输安全性已成为阻碍其发展的关键问题。大件货物道路运输技术的进步和发展,将带来建筑业、制造业等关联行业的创新和发展。文章明晰了大件货物道路运输的本质内涵;剖析当前大件货物道路运输过程中存在的问题;通过大件货物道路运输技术的现状和发展趋势分析,展望了大件货物道路运输决策支持技术、大件货物道路运输安全保障技术和重载车辆设计与控制技术;在完善交通路网规划设计、健全大件货物道路运输体系、攻克重载车辆核心技术和完善大件货物道路运输服务方面提出了发展建议。

重载货车车轮磨耗与动力学性能演变

基于多体动力学软件SIMPACK建立了考虑车轮磨耗过程的车辆动力学模型,编制了自动实现轮轨迭代计算程序,并将车辆动力学模型、轮轨接触模型、轮轨磨耗模型、轮轨外形更新及运行工况统一组织在动力学软件中。采用内嵌SIMPACK软件的子程序进行动力学计算和磨耗过程的工况和数据组织,采用FASTSim算法进行车辆动力学计算,采用Contact算法进行磨耗计算,并构成在线自动磨耗计算循环,无需外部程序的协同仿真和数据交互。基于C80B型敞车在大秦线的运行环境,研究了车轮磨耗和车辆动力学性能在车辆运用过程中的演变。研究结果表明：车轮踏面磨耗深度和车轮全断面磨耗面积均与运行里程呈近似线性关系,每1.0×10^5 km的车轮磨耗深度和磨耗面积分别约为1.68mm和100.63mm^2;随着车辆运行里程的增加,车轮磨耗与车辆动力学性能也随之恶化,车辆运行2.5×10^5 km后,车辆横向运行平稳性从新车工况下的优级下降为良级,脱轨系数、轮重减载率与曲线通过轮轴横向力等车辆运行安全性指标均较新车状态增大50%以上。