機車車輛范文10篇
時間:2024-02-13 01:08:38
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機車車輛軸承故障診斷系統探討
摘要:鐵路車輛安全穩定的運營是我國經濟發展重要保障,所以一直受到有關部門和廣大國民重點關注,滾動軸承是鐵路機車車輛十分重要的零部件,滾動軸承健康穩定的工作是鐵路車輛安全運行重中之重。本文主要闡述了車輛軸承診斷系統的主要階段和結構,以期能夠為相關人員起到一定的幫助。
關鍵詞:機車車輛;軸承;故障診斷系統
鐵路被譽為是中國版圖上的動脈,全國半數以上的物流運輸都依靠鐵路來完成,機車車輛相當于動脈中的血紅細胞,需要運輸的人員及貨物都依靠鐵路機車車輛來承載。近年來,隨著我國經濟增長速度不斷的提升,迫使我國鐵路鐵路裝備必須向高速重載的方向進行改革和提升,鐵路機車車輛提速不僅需要高效的管理,精良的設備技術完善和改良更是中國鐵路改革的重中之重。轉向架是鐵路車輛的承重部件,鐵路車輛列車運行中,轉向架經常出現燃軸、切軸的現象,故障集中表現在轉向架軸承上,也一度導致轉向架軸承成為了鐵路機車車輛易損件之一。因此,轉向架軸承的運行狀態成為了影響機車車輛安全運行十分重要的影響因子。在鐵路列車運行速度不斷提升的背景下,對燃軸、切軸故障的防控提出了更高的要求。本文重點研究機車車輛軸承狀態監測與故障診斷系統。
1軸承故障診斷的意義
機車車輛軸承在運行工況下,承受其規定的工作載荷,同時必須保證其能達到一定的轉速和壽命。對機車車輛軸承故障診斷的目的是保證軸承在其工作過程中,能夠實時的對軸承的各種性能和指標進行監控,當軸承出現異常或者故障時,能夠更早的發現,通過及時的干預,對軸承出現的故障進行預防和處理,通過對軸承進行必要干預,保障鐵路車輛軸承運行的安全、穩定和可靠,盡最大限度的降低因為軸承故障導致的損失,使軸承能夠盡可能的發揮其作用。同時可以為軸承檢修要求提供一定的指導,有助于在合理的區間內挖掘鐵路車輛軸承的潛力,延長鐵路車輛軸承的運營時長服役壽命,降低鐵路車輛軸承的整體費用。通過對鐵路車輛軸承實時監控、異常判斷和健康狀態評估,為鐵路裝備的結構優化、設計提升和工藝設計提供珍貴的數據信息和理論支撐。相應的,機車車輛軸承故障診斷就是通過對機車車輛軸承運行過程中的振動信號進行采集、整理和干預來診斷軸承的狀態。
2軸承故障診斷過程
鐵道機車車輛輪軌節能降耗策略
摘要:為保證鐵道運輸的正常穩定運行,必須高度重視鐵道與機車車輛車輪間黏著制動力、牽引力,然而在實際運行時,經常會由于兩者間的摩擦作用,導致嚴重磨損,如果輪軌損壞,勢必會嚴重消耗能源能量,并花費更多維修成本。為有效防止磨損,應積極采取一些有效節能降耗策略。據此,本文主要對鐵道機車車輛輪軌的磨損及其節能降耗策略進行了詳細分析,以期能夠為鐵路機車車輛安全運行提供幫助。
關鍵詞:鐵道;機車;輪軌;磨損;節能降耗
鐵道與機車車輛車輪的穩定有序運行,是保證鐵路正常安全運轉的重要前提,二者密切相關,始終保持彼此依賴的狀態,這時就衍生出了一大主要問題,即二者間長期下去會產生很大摩擦,從而引發磨損,導致車輛輪軌損壞,從而在運行的時候,嚴重消耗能源與資源,導致浪費,成本也會隨之增加,所以,必須加以處理[1]。
1摩擦與磨耗關系
輪軌間的相互作用主要體現在兩個接觸層間的壓強與相對運動。盡管機車車輛輪軌接觸表面中包含各式各樣的磨損機制,但是由于磨損消耗金屬材料,在很大程度上是由輪軌間滾動接觸消耗能量所決定,且與輪軌接觸壓強、相對運動率息息相關。另外,車輛輪軌間的摩擦系數和材料硬度都直接影響著金屬材料的損耗。在特定磨損模式下,材料磨損率會隨著接觸壓強、相對運動、摩擦系數增大而隨之上升。接觸表面的能量消耗則是受這些因素共同作用造成的,在能量超出既定標準之后,磨損模式就會隨之變化,即從輕度磨損逐漸發展為嚴重磨損。由于增大材料硬度,能夠顯著降低磨損率,因此材料特性與磨損之間密切相關,即提高接觸表面任何一面強度,都能夠促使系統材料磨損整體下降。車輛輪軌磨損不僅能夠以提高鋼軌與車輪硬度的方式加以優化,還能夠采取降低接觸壓強、相對運動、摩擦程度等措施進行有效控制。車輛輪軌間的壓強與車輪、鋼軌廓形相關聯,且也易受車輛-軌道相互作用相應。對輪軌接觸表層相對運動率而言,其主要受車輪牽引力、制動力、軌道幾何結構所影響。通常情況下,列車通過小半徑曲線的時候,承受的相對運動率與彎道作用會更大一些。而有效控制車輛輪軌界面摩擦程度,有助于嚴格控制車輪與鋼軌的磨損。其一,在車輪輪緣或者鋼軌側面的接觸表層添加潤滑劑,以此降低摩擦系數,縮減能量消耗,以此環節輪緣與鋼軌磨損。其二,在車輪踏面或者鋼軌軌頂接觸表面上適度降低摩擦,以此實現能耗下降,車輪踏面磨損與鋼軌垂磨減小的目標,而且有效控制軌頂摩擦,能夠減緩列車穿過曲線時候彎道的影響作用。彎道作用力下降,會促使車輪輪緣或鋼軌側面接觸表層壓強縮減,以利于降低車輛輪緣與輪軌磨損[2]。
2鐵道機車車輛輪軌的磨損
車輛輪軌摩擦磨損與節能降耗措施
摘要:隨著鐵路工程項目的日漸增多,鐵道運輸安全問題越來越多,提升鐵道運行安全性、穩定性成為鐵路事業新時期發展的必然訴求。鑒于此,以鐵道機車車輛輪軌摩擦磨損為研究對象,對車輛輪軌摩擦磨損現狀進行了簡要分析,并在此基礎上以“節能降耗”為目標,提出了幾點優化措施,以期改善機車車輛輪軌摩擦磨損問題,促進我國鐵路事業的穩定與可持續發展。
關鍵詞:鐵道機車;車輛輪軌;摩擦磨損;節能降耗
在鐵路運輸過程中,列車的運行與機車車輪與鐵軌之間相互作用下產生的牽引力與制動力存在密切關聯性。而隨著黏著牽引力與制動力的產生,機車車輪與鐵軌不可避免地存在摩擦磨損,長此以往,不僅縮短了輪軌壽命,增加了列車運行能耗,也將降低車輪與鐵軌之間的牽引力與制動力,影響列車運行的穩定與安全,易引發事故。因此,在高度重視交通運輸安全、提倡節能降耗發展的背景下,有必要加強對鐵道機車車輛輪軌摩擦磨損問題的研究。
1鐵道機車車輛輪軌的摩擦磨損
1.1運行過程中車輪的摩擦磨損。車輪是鐵道機車車輛的重要組成結構,是保證車輛穩定行走的基礎,在車輛結構體系中占據重要位置。在鐵道機車車輛運行過程中,車輪將與鐵道鋼軌發生接觸并與之產生一定的摩擦,進而使車輛踏面、車輪輪緣等位置出現磨損。通常情況下,列車運行過程中,輪緣裂紋(表面存在損傷,產生裂紋)、車輪踏面崩裂(踏面制動圓周、輪軌接觸圓周存在裂紋)、車輪踏面剝離(踏面存在龜紋狀或不規則網狀裂紋,并沿裂紋處剝離掉塊)、車輪熱損傷(踏面制動圓周存在刻度狀裂或崩箍)以及輪輞疲勞裂紋(輪輞內部、輪箍內部存在裂紋)是較為常見的車輪摩擦磨損類型[1]。對車輪摩擦磨損問題形成原因進行分析,了解到輪軌接觸應力過于集中、夾雜物應力集中、輪軌接觸應力過大、累計額塑像流動變形、車輪滑行、制動熱應力疲勞、內部缺陷應力集中、表面缺陷應力集中等是車輪摩擦磨損問題形成的主要原因[2]。在交通運輸過程中,因車輪摩擦磨損產生的能耗無疑是巨大的。據某鐵路機務組針對“關于鐵路機車車輛核心零部件的摩擦磨損”的調研得知,DF4型鐵道機車在運行過程中,因車輪維修與更換所產生的費用為:每年每臺人工費用約為33000元;車輪摩擦磨損材料費用約為420000元,每臺車輪維修過程中的停運損失超過36000元。與此同時,就DF4型鐵道機車制動閘瓦而言,一般情況下,制動閘瓦單價為50元,其使用壽命為7個月左右,假設1次維修過程中需更換8次閘瓦(每臺機車裝瓦數為12塊),每臺機車的換瓦費用將達到12000元[3]。1.2鋼軌的摩擦磨損。列車在運行過程中,車輛車輪與鋼軌之間產生的摩擦力除了對車輪產生影響外,也在一定程度上對鋼軌產生影響。據鐵工工務部門調查研究顯示,由于我國鐵路事業起步相對較晚,相比于國外而言鐵路鋼軌摩擦磨損率較高。通常情況下,軌道磨損問題發生的概率為20%~30%.在曲線路段中,約有60%的概率會因摩擦出現嚴重磨損。由于鐵路軌道與列車之間相互作用的關系復雜,產生的摩擦磨損類型較多,比如鐵軌壓潰、鐵軌剝離、鐵軌側磨和波磨等。通常情況下,鐵軌的摩擦磨損將嚴重縮短隧道鐵軌的使用壽命,減弱其與從車輪之間的相互作用,導致列車運行不穩,甚至脫離軌道,出現嚴重的列車運行事故,對人們的生命財產安全以及社會穩定造成威脅。
2改善摩擦磨損,實現節能降耗
鐵路行車安全建議論文
列車脫軌是危害鐵路運輸安全的嚴重事故。據統計,1988年10年間,我國全路重大、大事故中,列車脫軌約占總事故的70%,其比例之高,在國際上罕見,國內前所末有。為此,中國鐵道學會安全委員會與鐵道部安全監察司共同邀請路內從事安全方面研究的專家、學者和鐵路第一線的安全管理工作者召開了“防止脫軌事故及確保客車安全學術研討會”。會上,與會專家、學者分析了造成列車脫軌的原因,認為大多與列車/軌道系統的相互作用有關。國外早在60年代就在這方面開始進行了大量的研究工作。北美鐵道協會(AAR)、國際鐵路聯盟(UIC)和原日本國鐵都取得了重要成果,在保障行車安全的實踐中發揮了重要作用。而我們在這方面還處于起步階段。我國鐵路安全研究方面的基礎較薄弱,缺乏必要的試驗條件,列車軌道系統安全性評定和管理方面的規程、規范不夠完善和健全,存在不少漏洞和缺陷。對貨車與脫軌有關的部分參數影響安全性能的關系研究不夠,甚至有些失控。與會專家認為,為了減少脫軌事故,確保鐵路行車安全,建議加強對列車/軌道相互作用系統安全性能、安全監測和保障技術設備的研究,并加大建設的投入。為此,應積極開展下列研究工作:
1.建設機車車輛/軌道系統安全性能試驗線
為了科學、準確、公正地評價各種機車車輛的安全性能,建議在鐵道部科學研究院東郊環行試驗基地建設機車車輛/軌道系統安全性能試驗線。所有新研制的機車車輛動力學性能鑒定試驗都要在這條試驗線上進行。
在軌道平順性良好,曲線類型較少,半徑較大,線路條件不固定的情況下,不可能正確、全面、客觀地評定機車車輛的安全性能。因此,有必要參考北美鐵道協會“AARMl00l貨車性能試驗分析評定標準”、美國“FRA軌道安全標準”、國際鐵道聯盟“UICOREB55車輛扭曲剛度檢驗標準”以及“德國機車車輛批準上道驗收試驗標準”的要求,建設我國用于試驗評定機車車輛通過不平順軌道和各種典型曲線的安全性能,以及檢驗車輛扭曲剛度等的永久性專用安全性評定試驗線,使我國機車車輛安全性能評定試驗工作得以規范進行。
2.盡快建立、健全和修改完善我國機車車輛軌道安全管理和試驗評定方面的規程、規范
我國至今無自己的軌道、車輛狀態的安全監控管理標準。現有的機車車輛動力學性能試驗評定等標準中沒有評定與脫軌關系密切的車輛扭曲剛度和通過各種軌道不平順時的安全指標、側向力允許標準等安全性能規定,對曲線通過安全性評定的標準也只是參照國外的標準,是否符合我國軌道實際的橫向承載能力,沒有通過試驗驗證;脫軌系數、輪重減載率、轉向架、車體振動加速度等的取值和評定方法,也未進行過系統深入的試驗研究,與AAR的5ft距離窗移動平均和歐洲鐵路2m距離窗移動平均(也有用時間窗的)等方法存在很大差異,這對于正確評定機車車輛的性能關系極大。這些問題都必須認真研究。
機輛配件供應鏈金融模式與應用
摘要:為解決中小機輛配件供應商企業流動資金臨時短缺難題,將供應鏈金融引入機輛配件供應鏈,設計了以應收賬款、訂單、動產質押、信用為標的物的4種供應鏈金融融資模式,以期為中小機輛配件供應商提供資金,促進機輛配件供應鏈良性發展。
關鍵詞:機輛配件;供應鏈金融;融資
中國中車是我國鐵路機車車輛配件供應鏈主導企業之一,為促進機輛配件供應鏈金融的發展,中國中車可主導或參與機輛配件供應鏈融資,設立中車供應鏈融資公司,由其組織和實施機輛配件供應鏈金融。供應商向公司提交融資申請,公司通過內部渠道充分掌握供應商的采購合同、訂單、交付、物流、信用等信息,根據不同的供應鏈融資模式提供相應的融資服務。
1機輛配件供應鏈金融運行機制
機輛配件供應鏈金融運行的組成要素主要包括中車供應鏈融資公司、資金提供方、供應商、相關物流企業,各組成要素的界定及在模式運作中的功能各有不同。
1.1中車供應鏈融資公司
高級工程師個人先進事跡材料
嗚——一聲長鳴。從風景秀麗的××之濱飛出一條“巨龍”。2004年4月27日,我國第一臺擁有自主知識產權的大功率交流傳動貨運電力機車(ssj3),在素有“機車搖籃”美譽的××機車車輛有限公司研制成功。該車是目前鐵路貨運提速的急需車型,也是我國鐵路現代化科技開發重點項目之一。該車的總體主管設計師就是全國勞動模范、公司最年輕的專家、電力機車總體主任設計師--××。
機遇總是垂青于有準備的人,成功永遠屬于不畏艱難的攀登者。××的成功,源于他對知識的渴求,對事業的執著。
××,1993年畢業于西南交通大學機械電子工程系,分配到中國××集團××機車車輛有限公司配件二分廠設備組見習。進廠伊始,他心情激動、躊躇志滿,以為很快自己就可以成就一番事業了。然而事情并不象他想象得那樣簡單。當看到車間里一臺臺進口的加工中心、工人們手中復雜的圖紙和琳瑯滿目的高精度部件時,××的心緊縮起來,深切感到學識上的差距和實踐經驗的貧乏。于是從到車間的第一天開始,他就一頭扎進工作現場,虛心向老工程技術人員請教,向老工人學習,每天都把設備圖紙和技術資料帶回宿舍,學習鉆研到深夜。功夫不負有心人,××由站著看到跟著干;從師傅帶著干到獨立操作,經過兩年的摸爬滾打,不僅掌握了各種設備的維修工藝,而且解決了許多設備的“老大難”問題,受到領導和工人師傅的稱贊。
1995年,××調入公司技術開發部工作。俗話說“隔行如隔山”,技術開發與自己所學專業相距甚遠,一切都得從頭開始。××拜老工程技術人員為師,到現場向工人師傅學習,利用工余業余時間,翻閱了大量專業書籍和技術資料。僅半年時間他就全面掌握了內燃機車原理、主要電氣部件、機車總裝、調試、試運轉等各方面知識,為從事新型內燃機車研發進行了大量的技術儲備和資料積累。
2000年5月,公司為了適應鐵路牽引動力的新調整,決定開發生產ss4型電力機車,××責無旁貸擔任了該車的主任設計師。盡管他對電力機車是一個“門外漢”,但是想到公司百年歷史上多少代人“生產電力機車”的夙愿將在自己手上變為現實,他抑制不住內心的激動和喜悅,帶領一批剛剛畢業的青年設計師深入機務段考察調研,收集資料,請教專家,經歷5個多月的連續加班加點的日夜奮戰,先后審核完成137套計3500余張圖紙、28份技術文件、15份試驗大綱,終于在殘缺的資料堆里完成了生產ss4型電力機車的技術準備工作,保證了2000年底座輪,一次試驗成功。為“機車搖籃”增添了一支奇葩,結束了公司只能生產內燃機車的歷史。
“千軍易得,一將難求”。××擔當了公司自主創新的領軍人。2002年10月,為了適應鐵路機車車輛現代化需要,滿足客運高速、貨運重載的要求,公司經過大量調研和充分論證,決定與國外著名大公司聯合開發時速120公里,載重5000噸的交流傳動貨運電力機車。該車設計起點要求高、難度大,并首次在整車中采用pro/e三維設計。這副千斤重擔歷史地落在了××肩上,他擔任了時速120公里交流傳動貨運電力機車(ssj3)的總體主管設計師。
高級工程師個人先進事跡材料
嗚——一聲長鳴。從風景秀麗的××之濱飛出一條“巨龍”。2004年4月27日,我國第一臺擁有自主知識產權的大功率交流傳動貨運電力機車(ssj3),在素有“機車搖籃”美譽的××機車車輛有限公司研制成功。該車是目前鐵路貨運提速的急需車型,也是我國鐵路現代化科技開發重點項目之一。該車的總體主管設計師就是全國勞動模范、公司最年輕的專家、電力機車總體主任設計師--××。
機遇總是垂青于有準備的人,成功永遠屬于不畏艱難的攀登者。××的成功,源于他對知識的渴求,對事業的執著。
××,1993年畢業于西南交通大學機械電子工程系,分配到中國××集團××機車車輛有限公司配件二分廠設備組見習。進廠伊始,他心情激動、躊躇志滿,以為很快自己就可以成就一番事業了。然而事情并不象他想象得那樣簡單。當看到車間里一臺臺進口的加工中心、工人們手中復雜的圖紙和琳瑯滿目的高精度部件時,××的心緊縮起來,深切感到學識上的差距和實踐經驗的貧乏。于是從到車間的第一天開始,他就一頭扎進工作現場,虛心向老工程技術人員請教,向老工人學習,每天都把設備圖紙和技術資料帶回宿舍,學習鉆研到深夜。功夫不負有心人,××由站著看到跟著干;從師傅帶著干到獨立操作,經過兩年的摸爬滾打,不僅掌握了各種設備的維修工藝,而且解決了許多設備的“老大難”問題,受到領導和工人師傅的稱贊。
1995年,××調入公司技術開發部工作。俗話說“隔行如隔山”,技術開發與自己所學專業相距甚遠,一切都得從頭開始。××拜老工程技術人員為師,到現場向工人師傅學習,利用工余業余時間,翻閱了大量專業書籍和技術資料。僅半年時間他就全面掌握了內燃機車原理、主要電氣部件、機車總裝、調試、試運轉等各方面知識,為從事新型內燃機車研發進行了大量的技術儲備和資料積累。
2000年5月,公司為了適應鐵路牽引動力的新調整,決定開發生產ss4型電力機車,××責無旁貸擔任了該車的主任設計師。盡管他對電力機車是一個“門外漢”,但是想到公司百年歷史上多少代人“生產電力機車”的夙愿將在自己手上變為現實,他抑制不住內心的激動和喜悅,帶領一批剛剛畢業的青年設計師深入機務段考察調研,收集資料,請教專家,經歷5個多月的連續加班加點的日夜奮戰,先后審核完成137套計3500余張圖紙、28份技術文件、15份試驗大綱,終于在殘缺的資料堆里完成了生產ss4型電力機車的技術準備工作,保證了2000年底座輪,一次試驗成功。為“機車搖籃”增添了一支奇葩,結束了公司只能生產內燃機車的歷史。
“千軍易得,一將難求”。××擔當了公司自主創新的領軍人。2002年10月,為了適應鐵路機車車輛現代化需要,滿足客運高速、貨運重載的要求,公司經過大量調研和充分論證,決定與國外著名大公司聯合開發時速120公里,載重5000噸的交流傳動貨運電力機車。該車設計起點要求高、難度大,并首次在整車中采用pro/e三維設計。這副千斤重擔歷史地落在了××肩上,他擔任了時速120公里交流傳動貨運電力機車(ssj3)的總體主管設計師。
中國焊接協會年度工作總結
×年是國家政府機構改革不斷深入的一年,也是企業改革改制繼續進行的一年。中國焊接協會面臨著一些機遇和挑戰。我們從促進焊接技術發展,為企業、為政府服務方面積極開展工做,努力發揮橋梁和紐帶的作用。現將××年工作總結如下:××
一、完善組織建設,搞好協會的基礎性工作
、完成個分支機構(代表機構)登記工作和個分支機構申請工作
×經過年中國焊接協會分支機構和代表機構復查登記工作,年月有個專業(工作)委員會領取了民政部發放的“社會團體分支機構(代表機構)登記證書”。
×對后來成立的經銷工作委員會、汽車專業委員會、管道焊接工作委員會、機車車輛專業委員會,準備相關資料,通過相關程序向中國機械工業聯合會和國資委提出申請,現等待審批。
、完善和規范了對分支機構(代表機構)的管理工作
鐵路安全論文:鐵路旅客安全防范的透析
本文作者:張立蘋工作單位:北京鐵路局石景山車務段
鐵路運輸系統安全管理鐵路運輸系統最有效益的安全,是由基礎設施、列車及營運管理結合而成。安全概念必須包括緊急應變計畫及各單位合作事項,并確保全體人員的安全。依鐵路運輸系統設施大致可區分為:鐵路結構設施、車站機場設施、電力系統設施、行車控制設施、機車車輛設施等五大類。第一是鐵路結構設施安全需求:土建基礎穩固、鐵路設施符合標準、維護施工人員安全、隧道橋梁設有安全措施、鐵路安全防護措施、標志布設位置、故障搶修措施、安全維修措施等;第二是車站設施:維護車站內人員安全措施、車站內應有各種防災(防火、防風、防震)設施、完整車站搶救計劃、車站逃生設施及措施、車站布設安全、月臺防護措施、故障搶修措施、安全維修措施等;第三是電力系統設施:電力維修人員安全防護措施、建立電力系統管理安全措施、防止人員觸電的界面管理、保持電力系統供應穩定、跳電、斷電預防措施、維持通訊系統正常、故障搶修措施、安全維修措施等;第四是行車控制設施:維持標志控制系統穩定、確保列車自動控制系統穩定、維持操控系統正常、列車駕駛控制正常、確保轉換器運轉正常、確保列車車門控制正常、故障搶修措施、安全維修措施等;最后是機車車輛設施:維護列車內乘客安全、確保車輛機械設備安全、確保列車通訊正常、轉動承載裝置符合標準、維持列車行車速度、列車內布設置符合安全標準、故障搶修搶救措施、安全維修措施。
列車車廂火災預防措施為確保列車組員及乘客有足夠時間疏散,以高鐵列車為例,車輛應有下列防火設計:使用防焰及抗燃無毒煙材料;車廂地板、墻板及兩端通道門都是防火墻,所有穿過防火隔板的管線、管路與套管,均有適當填縫、封密及保護措施,可耐火焰高溫15分鐘;具自動偵測火災功能及切斷進氣的設備,以防止煙霧進入乘客區及列車組員區;車輛外部于每一車門口處下方,設置一由外即可開啟的緊急逃生裝置,也于車輛內部每一車門門邊,設置可由乘客操作的緊急逃生裝置;鐵路上,每三公里設置一個緊急逃生梯,便于逃離事故現場;防火警報控制,每節車廂的天花板及盥洗室設置偵煙器,并與行車電腦連線,可以第一時間知道車上是否發生火警。不論是車廂內部起火,或車廂外部起火,皆可在第一時間偵測到。一旦車內檢測出濃煙,該車的空調系統會暫時停止運作,但排風扇會持續且提高轉速,加速排出濃煙。
高速行駛下的安全隱患預防當列車超速時,應具有三重剎車機制,以保障旅客安全:常用剎車(ServiceBrake),一般行車時使用的剎車;緊急剎車(EmergencyBrake),若未按照車載標志(On-BoardATC)速度曲線減速,緊急剎車將自動啟動,并以聲響及警訊告知列車駕駛;非常剎車(UrgentBrake),此為備用系統,若常用剎車及緊急剎車失效,非常剎車將自動啟動,并以聲響及警訊告知列車駕駛。由于鐵路營運時速較高,為了確保行車時的安全,應于鐵路線設置道旁告警偵測系統,以持續性地監測包括天然環境的地震、強風、豪雨、洪水、邊坡滑動等及人為的危行車路線的車輛掉落事件等,部分會立即危害行車安全的狀況,將通過行控系統自動地直接降低列車的行車速度;其于的狀況則在經由行控中心或車站的相關營運人員評估后,再加以限制運轉速度或停車。總的來說,完整的安全管理,需要有效的管理及完善的事前預防與事后應變措施,才能確實維護鐵路運輸系統的營運,減少事故的發生及降低事故發生所造成的損失。所以須以鐵路運輸系統的生命周期,從規劃、設計、興建、營運、維修至淘汰,建立鐵路運輸系統各階段的安全管理要項,包括系統安全規劃、系統安全設計、系統安全興建、運轉安全管理、工作環境安全管理、員工安全訓練管理、維修安全管理、緊急事故預防處理、監督檢核管理等,發掘鐵路運輸系統安全的盲點及潛在危險因素,達到事前預防危險事故發生,而非等到危險事故發生再采取修正補救。
調車機車節能減排技術設計研究
摘要:鐵路運輸的高速發展,給了人們的工作和出行生活帶來了便利。隨著當今世界的經濟和各國各種新型鐵路列車的不斷投入生產和制造,環境污染的嚴重問題已不容小視。在我國高速鐵路的運輸系統中,調車機車的噴油器起著了編組、改線、摘掛、推峰以及解體的重要關鍵作用。如何節能低碳減排和極大地提高調車機車的利用率和性能已經逐漸發展成為這個鐵路運輸時代的新技術要求,本文主要根據我國鐵路調車型柴油機車的實際運用技術特點,在對其相關理論及應用進行試驗研究分析的基礎上,對調車柴油機車的應用和節能低碳減排相關技術以及未來發展趨勢問題進行了深入的介紹和研究分析,重點地研究了調車機車噴油器應用方面的節能減排相關理論和技術,并且闡述了一種噴油器針閥偶件改進方法,為我國鐵路調車機車噴油器的節能減排及噴油器應用的發展提供了技術性依據和參考。
關鍵詞:調車機車;噴油器;節能減排;技術分析;發展趨勢;最優化
隨著當前我國的鐵路運輸技術發展進入快速健康發展的新時期,能源和環保的問題越來越多地受到國家和社會的廣泛重視關注,軌道交通的綠色、安全的發展優勢日益得到凸顯,因此對于鐵道電力貨運車輛的節能與減排的技術研究和應用具有重要的指導意義。中鐵十六局集團的薛鵬對我國鐵道電力貨運機車車輛輪軌的磨損及其采用的節能降耗管理策略的研究進行了深入的詳細分析[1],上海汽車集團股份有限公司的伍賽特介紹了我國鐵路機車電力貨運柴油機的主要工作原理特點及其節能技術發展的現狀,并重點從如何降低燃油的消耗率及實現代用柴油機車燃料的節能技術開發兩方面的角度出發,闡述了其應用相關的節能減排技術[2]。中國鐵道科學研究院集團有限公司的高志遠通過對我國鐵道電力貨運柴油機車的運行階段特點和其過程規律進行了分析,利用極大的數值動力學原理求解了不同類型機車運行階段的最優節能減排模式[3]。湖南永安鐵路機務段的陳桂福對電力機車主對變壓器溫升控制與冷卻節能減排問題進行了的研究[4],柳州鐵路局調車機務處柳州鐵路局機務處的廖克讓等對電力機車牽引柴油機的冷卻節能減排進行了的探討[5]。但是這些研究方法都沒有對調車電力機車自身進行專門的冷卻節能與減排的研究,調車組電力機車除偶爾需要操作一些小運轉的作業外,基本上都是完全局限于調車機車編組站有限的電氣化線路內,其基本的大運轉作業主要是進行牽出機車的編組、改線、摘掛、推峰以及解體等等。并且由于調車組電力機車的運用性能特點主要是頻繁的起動、制動、長時間的惰轉等,而且其牽引柴油機經常需要處于嚴重的空載或低運轉負荷下的工作。調車組電力機車的缺點是柴油機自身具有高速性能差、噪聲大、排放污染嚴重和維修不便等缺點[6],因此對調車機車的節能減排進行研究具有重要的意義,本文對目前的相關技術進行了分析,為調車機車節能減排及應用方面的研究提供技術參考。
1調車機車常見的節能減排技術
1.1混合柴油動力機車采用交流傳動調車車輛和電力機車的控制技術。就現階段的情況來看,在內燃機車市場上目前應用范圍比較廣泛的柴油發動機行業節能減排的技術主要是采用了混合動力的技術。混合動力技術交流傳動電力調車內燃機車的混合動力是由較小的交流柴油發電機組和可以用較大功率的蓄電池共同驅動和組成,牽引和制動的輔助電力發電裝置全部可以采用較大的交流柴油發電機進行驅動,調車和牽引作業時既可以用較大的柴油機車和交流發電機組進行供電,也在作業時可以用較小的蓄電池組進行供電或兩者同時進行供電,節能減排效果顯著。高速列車的交流傳動調車和牽引作業通常由內燃機車來輔助完成。在調車作業間歇期間,內燃機車柴油機不能停機。1.2柴油機機內措施。1.2.1柴油機內常見節能減排技術。延遲噴油定時延遲可以有效地減少燃燒室內參與預燃燒的混合氮氧化物燃燒的時間和燃油量,從而大幅降低初始燃燒的排放熱率,降低預混合燃燒室內的最高氮氧化物燃燒熱率和溫度,抑制NOX的氮氧化物生成。根據美國GE公司12-7fdl型機車柴油機的燃燒室運用試驗結果表明,噴油定時延遲4°時,NOX的排放溫度平均值降低18%。采用Mimiller循環進氣門技術意味著不需要像通常的情況下在柴油機正常運轉時那樣在進入燃燒狀態的過程中才需要提前關閉了進氣門,而是要在提前進氣門到達的下止點前將進氣門關閉。如果進氣門關閉定時的這種溫度改變,會直接導致柴油氣缸內工質額外的膨脹,壓縮壓力減小,燃燒溫度的降低,從而大大減少了COX的生成量。燃燒溫度的降低,從而大大減少了COX的生成量。廢氣燃燒系統再循環技術也可以實現柴油機節能減排的再循環功能,將渦輪增壓柴油機燃燒系統工作在廢氣再循環之后(即渦輪增壓器進入渦輪前)的部分燃燒廢氣按一定的比例完全可控地經再循環返回輸送到渦輪增壓柴油機的進氣燃燒系統,使部分增壓柴油機的空氣與其他廢氣燃燒系統混合,由此燃燒廢氣會直接或局部地降低柴油機進氣系統中的氧氣含量和氮濃度,改變其氧/氮的比值并大大降低柴油機燃燒系統的溫度。采用高效空氣增壓器配套的高效增壓柴油機,可以有效地降低柴油機工作空氣循環的溫度,從而有效減少NOX的排放,同時有利于提高了柴油機的功率和輔助制動效率。與高效渦輪增壓相配合,降低中冷水溫,意味著大大降低了參與柴油機燃燒的工作空氣循環溫度,從而同時可有效抑制NOX的廢氣生成。1.2.2噴油器改進技術。燃料在柴油機氣缸內進行燃燒的過程是一個復雜的物理化學性質變化的過程,燃燒化學變化過程的復雜和完善的程度,直接的影響著柴油發動機的實際工作功能力、熱效率和發動機使用期限,其在氣缸內燃燒的過程可以劃分為四個主要的階段:滯燃期、急燃期、緩燃期、后燃期。滯燃期對于氣缸內燃燒的過程和對柴油機各種性能的控制有著一個極為重要的作用和影響,因此通過控制噴入的燃油量來改變和控制滯燃期可以很好地減少滯燃期的時間,其目的在于控制滯燃期內參與物理、化學準備的油量,從而控制參與燃期燃燒的油量。這一點主要從采取合適的噴油規律入手,而先少后多的噴油規律為最佳[7]。噴油器作為其中的最關鍵的部件,其工作過程直接決定噴油器效率,而噴油器的針閥運動對噴油器起著關鍵的作用[8]。中國第一汽車股份有限公司無錫油泵油嘴研究所的高廣新等人對內置式電磁鐵、分級節流孔板及長針閥直驅油嘴等關鍵零部件進行了結構設計和性能研發,使該噴油器開啟延遲小于400μs[9]。大連交通大學的楚家旺等人對柴油機的針閥偶件進行改進從而減少了燃油壓力損失并且有效避免了針閥卡死的問題[10],從而通過改進噴油器結構實現了調車機車節能減排的功能。
2噴油器針閥偶件的改進