動(dòng)車組風(fēng)阻對(duì)制動(dòng)盤設(shè)計(jì)影響研究

金文偉 王常川 馮 昆 楊 川

(1.中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 江蘇 常州 213011；2.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司 吉林 長(zhǎng)春 130000)

0 概述

降低軌道交通車輛特別是時(shí)速350 km以上等級(jí)動(dòng)車組的運(yùn)用能耗是高鐵綠色、環(huán)保、節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要原則。目前，高鐵車輛設(shè)計(jì)中常用的節(jié)能方法主要有兩個(gè)，一個(gè)是減輕動(dòng)車組本身特別是簧下質(zhì)量[1]，一個(gè)是降低動(dòng)車組運(yùn)行阻力，其中主要是風(fēng)阻。而降低風(fēng)阻則主要是對(duì)動(dòng)車組車體流線進(jìn)行優(yōu)化，其效果相當(dāng)明顯，對(duì)其牽引功率和能耗具有相當(dāng)大的影響。然而，風(fēng)阻對(duì)動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的補(bǔ)充能力特別是對(duì)制動(dòng)盤的影響卻很少有人提及。隨著我國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，時(shí)速400 km等級(jí)動(dòng)車組也將下線，而速度的提升帶來的風(fēng)阻影響也不再忽略不計(jì)，因此，需要研究制動(dòng)仿真過程中制動(dòng)部件特別是制動(dòng)盤在有無風(fēng)阻條件下的熱影響情況，從而優(yōu)化制動(dòng)盤仿真分析條件，避免因人為提升設(shè)計(jì)條件要求而導(dǎo)致產(chǎn)品安全余量過大，從而形成設(shè)計(jì)浪費(fèi)。

1 風(fēng)阻系數(shù)

動(dòng)車組的風(fēng)阻計(jì)算公式一般來源于風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，不同動(dòng)車組車體對(duì)風(fēng)阻影響較大，如新研發(fā)的“復(fù)興號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組風(fēng)阻相比于和諧號(hào)動(dòng)車組低了11%，從而使其功耗降低了約17%。風(fēng)阻系數(shù)影響參數(shù)主要包括車型系數(shù)(車體形狀)，運(yùn)行速度，環(huán)境氣流速度等，一般來說，主要根據(jù)不同車型簡(jiǎn)化風(fēng)阻系數(shù)表達(dá)為運(yùn)行速度的函數(shù)，不同動(dòng)車組的風(fēng)阻系數(shù)曲線如圖1所示，風(fēng)阻系數(shù)越大，則產(chǎn)生的風(fēng)阻就越大，車輛運(yùn)營(yíng)的能耗就越大。……