地鐵閘瓦熱容量計算及試驗分析

2022-06-25 09:36:46張棟梁陸晨銘

上海節能 2022年6期

0 引言

類似于汽車的剎車系統，軌道交通車輛的制動系統也是關乎安全最為重要的一環。目前城市地鐵列車主要有三種制動方式：

1.4 統計學方法采用SPSS 20.0統計軟件處理數據。計量資料以x±s表示，采用配對t檢驗，組間同時間點比較行獨立樣本t檢驗；計數資料以百分比表示，等級比較行秩和檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

1）再生制動

牽引的逆過程，即將多余的制動能量回饋至電網。正常情況下可回饋的能量占比超過五成，但由于電網穩壓需要，回饋能量達到一定比例后電網將不再吸收。

2）電制動

試驗過程見圖6至圖13。

3）空氣制動

即使用基礎制動裝置將多余能量通過摩擦生熱方式吸收。

主要車輛及模擬參數如表1所示。

此外，隨著列車運營規模的不斷擴大，越來越多的地鐵公司從能量利用率出發，嘗試取消車載制動電阻，采用部署集中式或分布式地面再生能量裝置將能量回收與再利用

，但此種情況下要求電制動失效時，空氣制動具有繼續承擔運營的能力。經調研，目前主流地鐵均要求在列車電制動失效的情況下要滿足限速承載超載載荷正線運行一個往返。在全空氣閘瓦制動工況下，由于頻繁制動，閘瓦與車輪踏面升溫很快，嚴重時可達幾百攝氏度

，且車輪踏面受熱膨脹會產生熱應力

。根據地鐵列車轉向架車輪材料的特點，當急劇摩擦帶來的溫度上升超過奧氏體化相變的臨界溫度時，將逐漸轉變為脆性馬氏體，此時如車輛繼續運行，車輪極易出現踏面脫落、剝離等損傷

，導致壽命嚴重下降，故最高溫度必須低于車輪材料的相變轉化溫度。此外，閘瓦長時間處于高溫狀態會導致性能下降，使制動距離加長，因此須全面分析全空氣制動下閘瓦與車輛踏面熱容量承載能力。

英文寫作是一種綜合能力訓練，是一個長期復雜的訓練過程，臨陣磨槍是無法積累文化功底的，培養學生的寫作能力不能一蹴而就，應該重視平時的英語作文訓練，從學生的實際水平出發，由易到難，循序漸進。習慣是可以培養的,英語寫作也是如此.，培養學生寫作的主動性與積極性，這樣日積月累，英文寫作自然就融為學習的一部分。

地鐵車輛在高速運行時電制動性能良好，但電制動效率會隨運行速度的降低而降低，且出于安全考慮，在車速降到一定時必須采用空氣制動，這是確保車輛安全停車的最后一道屏障。

如前所述，昆曲過腔音樂材料有來自本唱調音階中的任一級音和昆曲劇種主調兩種。音樂材料以及各種材料的不同組合和連接次數的多寡，可以影響乃至決定過腔的結構和結構形式（下稱“構式”）；音樂在運動過程中，亦有音勢順暢或轉折、氣息頓挫或斷連之異，也會導致樂匯或“句型”的變化，過腔結構的多樣性亦由此產生。

1 研究對象

本文研究對象為6編組地鐵車輛，采用1 500 V受電弓受流模式。列車布置圖如圖1所示，Tc為帶司機室的拖車，Mp 為帶受電弓的動車，M 為動車。全車采用踏面制動，每個車輪配備一個基礎制動單元，車輛限速80 km/h。

在超員載荷（AW3）下，Tc車可承載280人，Mp與M車可承載304人。

地鐵運行線路圖如圖2 所示，車輪外形圖如圖3所示。

2 仿真計算

2.1 計算理論

摩擦熱量通常采用做功法和能量法兩種方法計算。由于列車在實際運行過程中一直處于左右擺動狀態，壓力接觸點亦隨之變化，故難以獲得準確的閘瓦接觸壓力。本文計算采用能量法，即假設列車制動能量全部轉化為熱能。

閘瓦制動所產生的總能量表達式為：

企業的各種信息是以圖形文件、文本文件、數據文件、表格文件和多媒體文件等形式存在，包括合同、項目可行性報告、設計任務書、工程設計和分析數據、工藝設計文件、生產加工、裝配、檢驗、備品備件清單、維修記錄和說明書及使用手冊、電氣原理圖或布線圖以及規范文件等。PLM系統的文檔管理功能將這些文檔集中管理起來保證了數據的一致性和完整性，保證企業的設計和生產使用正確版本的文檔。

根據式（1）可推導出熱流密度，即單位時間通過某一界面的熱能。

由于摩擦產生的熱量被車輪和閘瓦吸收，因此閘瓦吸收的能量需考慮吸收比，該比值由車輪與閘瓦的材料屬性決定。為簡化計算，假設車輪在行進一周的過程中制動接觸區域的能量均勻分布，由此推導出單位面積熱流密度，表達式為：

一是重視過程性評價和開放性測試。小測試、綜合寫作、閱讀筆記、角色表演和發言時的表現、提問和解答問題的時體現的思維品質等，都是教師評價學生學習成績的依據。筆者見到一堂歷史考試中有兩道論述題，每題都含兩到三個觀點，全是開放性的、需要學生發表獨立觀點的思辨性問題。

此外，傳熱還需考慮運行過程中與空氣的對流換熱系數，其表達式為：

鏡頭里，姑娘坐在湖畔一塊矮石上，下巴微揚，秀發被風吹起。高志明屏息斂神，毫不猶豫地撳下海鷗120相機的快門。

根據現場極限情況，本文模擬工況主要有：AW3載荷連續兩次80 km/h速度的緊急制動；AW3載荷切除電制動以65 km/h限速運行一個往返。工況1和工況2分別如圖4和圖5所示。

根據閘瓦踏面制動擾流模型，努賽爾數取值可采用強制對流模型的經驗公式

確定：

2.2 計算參數及工況

城市軌道交通車輛常用的空氣制動主要有閘瓦制動和盤形制動

，其中閘瓦制動又稱踏面制動，制動時閘瓦壓緊車輪踏面，輪、瓦間發生摩擦產生使列車減速或停車的制動力。本文著重研究閘瓦制動方式。

(3)從單一平臺向多平臺相結合發展，優勢互補，提高容錯糾錯能力，如將傳統的地基激光雷達與星載激光雷達探測手段相結合，建立相關的數據模型，從而擴大探測范圍和提高探測精度。

2.3 計算結果

計算結果如表2。

將1號機發電機高壓油泵出口壓力開關拆除并進行校驗，發現壓力開關整定值已發生一定的漂移(整定值從10.0 MPa變化至10.71 MPa，返回值從8.0 MPa變化至8.44 MPa，見圖2所示)，從而印證了對上述問題的相關分析，整定值發生漂移是導致高壓油泵發生自動切泵等故障發生的直接原因。

3 試驗驗證

為進一步明確上述章節中兩種工況下的摩擦熱量，本項目同步進行了試驗驗證。

3.1 試驗準備

本試驗采用將等效質量的黃沙均勻布置于地板面的方式模擬超員載荷。試驗開始前，對整個制動系統進行全面檢查，確保無故障后切除電制動，將列車加載至AW3。

3.2 試驗過程

將測溫貼紙粘到制動閘瓦及車輪上。為方便讀取溫度值，本文對列車運行方向Tc1 車4 軸及Mp1車2 軸左側車輪進行貼片，然后模擬工況1 和工況2。試驗過程中，記錄列車速度、制動模式、制動缸壓力及制動命令。試驗后，檢查貼紙上的溫度，記錄拖車及動車車輪溫度、拖車及動車制動閘瓦溫度。試驗完畢待列車回庫后，拆除測試貼紙恢復車輪原狀。

即將多余的能量通過制動電阻吸收并以熱能形式散發到周圍環境中。