内燃机车车顶高温浮射流扩散规律的数值研究

1

作者 伍钒 汤柠铭 +3 位作者 于德壮 韩胜 鲁红兵 徐任泽 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期58-67,I0001,共11页

内燃机车在高海拔偏远山区的非电气化铁路中得到了广泛应用,然而其在运行过程中,车顶产生的高温浮射流将紧贴车顶表面流动,导致列车车顶局部过热,从而影响列车的运行安全。基于实车试验验证的数值模拟方法,对高海拔地区运行的5辆编组列... 内燃机车在高海拔偏远山区的非电气化铁路中得到了广泛应用,然而其在运行过程中,车顶产生的高温浮射流将紧贴车顶表面流动,导致列车车顶局部过热,从而影响列车的运行安全。基于实车试验验证的数值模拟方法,对高海拔地区运行的5辆编组列车(包括2节内燃机车)进行仿真研究,并分析了不同运行速度和射流入射角度对高温浮射流扩散特性的影响。研究结果表明:随着运行速度的提高,射流运动轨迹线降低,导致高温气流更贴近列车车顶,特别是当内燃机车以最高运行速度160 km/h运行时,列车车顶的高温区域达到最大;增大射流入射角度能够有效减轻高温浮射流受到的来流冲击作用,进而提高射流轨迹线并降低车顶表面温度,当高温浮射流的入射角度达到45°时,列车车顶最高温度下降51.6%。本研究的发现为降低高海拔铁路上内燃机车车顶设备损坏风险提供了重要的参考。 展开更多

关键词 内燃机车 高温浮射流 扩散与混合 数值仿真

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内电双源机车主电路拓扑结构及牵引性能研究

2

作者 赵宇 黄金 +2 位作者 董志忠 吕庆增 贾冰 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第2期34-41,共8页

内电双源机车可有效解决电气化与非电气化线路的跨线衔接问题、优化铁路网结构、提升运输效率和节约运营成本。文中分别从牵引系统和辅助系统两个方面对不同主电路拓扑方案进行对比,基于主电路拓扑结构提出了内燃模式下的牵引特性,对牵... 内电双源机车可有效解决电气化与非电气化线路的跨线衔接问题、优化铁路网结构、提升运输效率和节约运营成本。文中分别从牵引系统和辅助系统两个方面对不同主电路拓扑方案进行对比,基于主电路拓扑结构提出了内燃模式下的牵引特性,对牵引能力进行仿真计算分析,并以实际线路为例进行仿真验证,为我国内电双源机车的研制提供理论参考。 展开更多

关键词 内电双源 主电路拓扑 牵引性能

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内燃机车柴油机冷却系统及控制方法 被引量：5

3

作者 蔡志伟 董志忠 栾宝奇 《铁道机车车辆》 北大核心 2021年第3期71-74,共4页

简要介绍了目前内燃机车柴油机主要的冷却方式及控制方法,提出了双流道干式冷却系统及基于高温水温度闭环的冷却系统控制方法,实际运用效果表明,该冷却系统冷却水温度控制精确,可保证柴油机在适合的温度下工作,有效控制柴油机排放,并降... 简要介绍了目前内燃机车柴油机主要的冷却方式及控制方法,提出了双流道干式冷却系统及基于高温水温度闭环的冷却系统控制方法,实际运用效果表明,该冷却系统冷却水温度控制精确,可保证柴油机在适合的温度下工作,有效控制柴油机排放,并降低燃油消耗率。 展开更多

关键词 内燃机车 柴油机 冷却系统 温度控制 排放 燃油消耗率

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车载牵引变压器吊挂结构的轻量化设计

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作者 南蔡豪 迟青光 +1 位作者 刘圳 方坤荣 《农业装备与车辆工程》 2025年第4期53-57,共5页

牵引变压器是轨道车辆的车下关键设备,轻量化设计对降低能耗,改善车辆运行品质具有积极意义。以机车牵引变压器为研究对象进行安全评估与结构优化。采用拓扑优化和尺寸优化两级优化方法,拓扑优化以变压器侧墙上的安装架为设计变量,6种... 牵引变压器是轨道车辆的车下关键设备,轻量化设计对降低能耗,改善车辆运行品质具有积极意义。以机车牵引变压器为研究对象进行安全评估与结构优化。采用拓扑优化和尺寸优化两级优化方法,拓扑优化以变压器侧墙上的安装架为设计变量,6种冲击工况加权柔度最小为优化目标;尺寸优化以安装架和加强筋厚度为设计变量,以质量最小化为优化目标。结果表明,经过两级优化,优化结构的材料利用率上升,结构的总质量从347.6 kg降至126.8 kg,减少63.5%;油箱总质量下降8.8%。实现了结构轻量化与强度的平衡,变压器油箱质量减重明显,为机车牵引变压器的轻量化设计提供了设计参考。 展开更多

关键词 机车牵引变压器 拓扑优化 尺寸优化 轻量化 冲击工况

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牵引变压器绝缘介电特性模拟与老化分析 被引量：2

5

作者 唐伟 刘圳 +2 位作者 徐玮宏 闫东旭 张艳丽 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页

牵引变压器作为电力机车运行系统中不可或缺的电力设备,其运行状态决定了电力机车能否安全、正常运行。牵引变压器因运行时间等工作环境不同于电力变压器,有效模拟分析和预估油纸绝缘老化状态对牵引变压器的安全运行有着重要的意义。本... 牵引变压器作为电力机车运行系统中不可或缺的电力设备,其运行状态决定了电力机车能否安全、正常运行。牵引变压器因运行时间等工作环境不同于电力变压器,有效模拟分析和预估油纸绝缘老化状态对牵引变压器的安全运行有着重要的意义。本文基于宽频介电谱仪实验测量了油浸绝缘纸样品在加速热老化情况下的介电特性,采用Davidson-Cole模型实现了复介电常数模型建立,并求取了模型参数。通过建立加速热老化下绝缘聚合度、介电损耗与老化时间的定量对应关系,构建了以介电损耗为特征量的老化预估曲线和模型,为分析牵引变压器绝缘老化情况提供了相关的实验数据和数学模型。 展开更多

关键词 牵引变压器 绝缘材料 介电特性 介电损耗 介电谱

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轴类过盈配合结构抗微动疲劳优化机理分析

6

作者 李传龙 陈翰 +1 位作者 鲁连涛 曾东方 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期63-70,共8页

基于比例车轴疲劳试验,分析微动疲劳强度随直径比和过渡圆弧半径的变化趋势,发现微动疲劳强度随直径比的增大而增大,随过渡圆弧半径的增大而减小。但车轴设计标准中校核微动疲劳强度的名义应力不随结构的变化而变化,因此需找到真正衡量... 基于比例车轴疲劳试验,分析微动疲劳强度随直径比和过渡圆弧半径的变化趋势,发现微动疲劳强度随直径比的增大而增大,随过渡圆弧半径的增大而减小。但车轴设计标准中校核微动疲劳强度的名义应力不随结构的变化而变化,因此需找到真正衡量车轴微动疲劳强度的力学参量,阐明结构变化对微动疲劳强度的影响机理。采用临界距离法结合MWCM、Dang Van多轴疲劳准则,用相应的等效应力评估微动疲劳强度随直径比和过渡圆弧半径的变化趋势。结果表明:用等效应力评估的微动疲劳强度与实测微动疲劳强度随比例车轴结构的变化趋势一致。将等效应力评估方法应用于实际轮轴,发现预测的强度随结构的变化趋势和比例车轴一致。可以推定,临界距离法结合MWCM、Dang Van多轴疲劳准则的等效应力强度评估方法可以反映铁路车轴真实微动疲劳强度随结构的变化,阐明直径比和过渡圆弧尺寸的变化对车轴真实微动疲劳强度的影响机理,为铁路车轴抗微动疲劳结构优化提供理论支撑。 展开更多

关键词 铁路车轴 微动疲劳 多轴疲劳 强度评估 结构优化

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动车组动力车减振器座及焊缝疲劳寿命评估 被引量：7

7

作者 杨帆 柴学彬 +1 位作者 高翔 张昭 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期113-120,共8页

针对某型号动力集中式动车组动力车横向减振器座及焊缝,进行静强度分析和全寿命里程计算;提出基于应变片测量位置处位移变化的方法,计算有限元模型中试验测量点的应力,以避免有限元计算中固有的应力网格敏感性问题,并通过试验与数值计... 针对某型号动力集中式动车组动力车横向减振器座及焊缝,进行静强度分析和全寿命里程计算;提出基于应变片测量位置处位移变化的方法,计算有限元模型中试验测量点的应力,以避免有限元计算中固有的应力网格敏感性问题,并通过试验与数值计算结果的对比,验证静强度分析计算模型中基于位移变化的方法计算测量点应力的合理性;基于Palmgram-Miner累积损伤准则,计算实测载荷谱下该型号动力车横向减振器座及焊缝的疲劳累积损伤和全寿命里程。结果表明:减振器载荷采用16级分级载荷谱编制时,4—11级载荷所造成的结构损伤百分比达到93.35%,是造成结构损伤累积的主要原因;相同载荷谱作用下,减振器座焊缝的结构损伤百分比远高于母材区域,是它的2.39倍;通过全寿命周期疲劳寿命预测方法验证了减振器座及其焊缝满足900万km的安全运行要求。 展开更多

关键词 动力集中式 动车组动力车 减振器座 焊缝 累积损伤 疲劳寿命

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铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性的测量与模拟 被引量：3

8

作者 刘圳 唐伟 +4 位作者 徐玮宏 闫东旭 方坤荣 徐凯 张艳丽 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-9,共9页

变压器或电机铁心存在大量旋转磁通,旋转磁化下铁心硅钢的磁滞与磁致伸缩效应将增大铁心损耗,加剧铁心振动形变。为了有效模拟铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性,本文在实验测量基础上提出将旋转磁化下硅钢的涡流损耗与异常损耗引入到传统... 变压器或电机铁心存在大量旋转磁通,旋转磁化下铁心硅钢的磁滞与磁致伸缩效应将增大铁心损耗,加剧铁心振动形变。为了有效模拟铁心硅钢磁滞与磁致伸缩耦合特性,本文在实验测量基础上提出将旋转磁化下硅钢的涡流损耗与异常损耗引入到传统Jiles-Atherton磁滞模型能量平衡模型,表征电工钢片的旋转磁滞特性。同时,基于磁致伸缩与磁化强度之间的非线性回环曲线关系,建立旋转磁化下一阶惯性磁致伸缩模型,并将磁滞模型表征的磁化强度映射到磁致伸缩模型中,建立磁滞与磁致伸缩特性的耦合关系。最后通过实验验证了模型的有效性。研究结果表明,提出的耦合模型可以有效地表征电工钢片的旋转磁特性,为高品质电工产品的优化设计提供参考。 展开更多

关键词 旋转磁化 Jiles-Atherton磁滞模型 磁致伸缩特性 耦合模型

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D180柴油机控制系统匹配性研究

9

作者 徐朝林 蔡志伟 +3 位作者 王楠 戚松岐 宋杨 范家科 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第5期53-58,共6页

以D180高速柴油机在FXN3机车上进行装机性能验证为设计输入,从微机控制系统与D180柴油机的匹配性角度出发,通过D180柴油机在不同运用场景下的需求分析,结合D180柴油机采用二级增压技术的工作特性,设计了柴油机功率与转速控制策略;通过... 以D180高速柴油机在FXN3机车上进行装机性能验证为设计输入,从微机控制系统与D180柴油机的匹配性角度出发,通过D180柴油机在不同运用场景下的需求分析,结合D180柴油机采用二级增压技术的工作特性,设计了柴油机功率与转速控制策略;通过与同等功率等级MTU高速柴油机水温控制指标对比,设计了以高温水为主、中冷水为辅的冷却系统控制策略;通过与MTU柴油机在保护系统设计理念上的对比,设计了以微机控制系统为主的判定柴油机功率调节类保护的控制策略,同时通过相关专项试验和长期现场运用验证了控制系统与D180柴油机的高度匹配性。 展开更多

关键词 D180柴油机 微机控制系统 冷却系统 柴油机保护 适配性

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影响逆变器供电驱动装置轴承可靠性的关键问题研究

10

作者 王立国 曲天威 +1 位作者 曲松 杨秀娟 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第5期127-134,共8页

针对逆变器供电驱动装置轴承过早失效问题,文中综合运用力学、电学和润滑等相关理论,提出了影响逆变器供电驱动装置轴承过早失效及可靠性的4个方面关键因素,并提出了电蚀应力修正系数用于解决电蚀应力下轴承寿命远低于理论计算寿命的问... 针对逆变器供电驱动装置轴承过早失效问题,文中综合运用力学、电学和润滑等相关理论,提出了影响逆变器供电驱动装置轴承过早失效及可靠性的4个方面关键因素,并提出了电蚀应力修正系数用于解决电蚀应力下轴承寿命远低于理论计算寿命的问题。影响轴承可靠性的4个方面关键因素分别为:力学冲击耦合电蚀作用、电流路径与类型、轴承疲劳寿命计算模型及计算标准体系、轴承弹性动力润滑状态方程。研究发现:力学冲击耦合电蚀应力可降低轴承寿命至理论计算寿命的16%以下;驱动装置存在3种电流路径和7种轴承电流类型,轴承在其电流密度超过0.1 A/mm2容易发生电蚀;4种轴承寿命模型对轴承可靠性计算影响较大,不同应力下计算结果会相差10倍以上;不同润滑模型会直接影响润滑油膜厚度计算,进而对电蚀程度评估产生影响。另外,电蚀应力修正系数aelectric估计值取0.16,将其应用于ISO 281标准中能有效考虑电蚀应力对轴承过早失效的影响,为逆变器供电驱动装置轴承故障分析和可靠性提供借鉴。 展开更多

关键词 轴承可靠性 电蚀应力 轴承电流与路径 轴承疲劳寿命模型 轴承寿命修正系数aelectric

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采用小齿轮空心轴驱动装置的三轴转向架技术方案研究

11

作者 曲松 曲天威 +1 位作者 徐成帅 王嘉文 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第5期165-170,共6页

小齿轮空心轴驱动装置可应用于1050 mm轮径的高速机车转向架,其特点是可有效减轻轮对驱动装置。文中对采用小齿轮空心轴驱动装置的三轴转向架进行了研究,该转向架基于某集成式双源机车的运用需求,针对三轴转向架中间轮对横动量较大的特... 小齿轮空心轴驱动装置可应用于1050 mm轮径的高速机车转向架,其特点是可有效减轻轮对驱动装置。文中对采用小齿轮空心轴驱动装置的三轴转向架进行了研究,该转向架基于某集成式双源机车的运用需求,针对三轴转向架中间轮对横动量较大的特点,明确了转向架设计目标,重点阐述驱动装置的结构、联轴器的选型、电机顺置和对置的对比分析以及转向架的主要结构组成等。研究结果表明,转向架各项性能均能满足设计要求,相较于采用1250 mm轮径、轮对空心轴驱动结构的轮对驱动装置,每条轮驱减重2 t以上,轻量化效果显著。 展开更多

关键词 转向架 小齿轮空心轴 驱动装置 膜片式联轴器 动力学性能

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