不同縱斷面條件下重載列車縱向動力學(xué)性能及運行能耗分析.pdf

1、發(fā)展重載運輸是中國乃至全世界鐵路貨運發(fā)展的主要方向。重載列車運行速度高、牽引質(zhì)量大，列車運行過程中蘊藏著巨大的動能和勢能。而列車運行過程中涉及到的牽引能、勢能、制動能耗、阻力能耗、動能等能量成分與縱斷面設(shè)置情況密切相關(guān)。因此，研究重載列車運行過程中各能量組成部分在不同縱斷面條件下的變化趨勢，對選擇節(jié)能縱斷面和進行縱斷面設(shè)計方案優(yōu)化有重要的指導(dǎo)意義。
　　本文結(jié)合重載鐵路特點，建立了重載列車縱向動力學(xué)模型，提出了重載列車運行能耗計算

2、方法，分析了上坡牽引、下坡循環(huán)制動工況下，列車縱向動力學(xué)性能及運行能耗，以及以山西中南部鐵路通道為工程背景，分析了全線路縱向動力學(xué)性能及列車運行能耗。主要完成的研究成果有以下幾個方面:
　　(1)運用縱向動力學(xué)計算方法得到了HXD1×2牽引萬噸編組列車在限速75km/h時的最大無害坡度在0.795‰～0.8‰之間，要略小于運用質(zhì)點運動學(xué)計算方法計算出的1.0001‰。
　　(2)選取了0～9‰不同上坡區(qū)段，進行列車起動過程縱

3、向動力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:坡度較大時，隨著坡度的增加，列車運行總能耗增長迅速、勢能變化量占總能耗比例迅速增加，不利于重載列車的起動;坡度在2‰以下時，起動時間、起動距離和起動能耗增長幅度不大，且最終獲得動能占總能耗比例較大，所以，建議在困難條件下，重載列車站坪坡度限制可由1‰適當(dāng)放寬至2‰。
　　(3)選取了1～13‰不同下坡區(qū)段，進行循環(huán)制動過程縱向動力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:隨著坡度的增加，重載列車循環(huán)制動過程中制

4、動能耗始終占較大比例（超過50％），坡度大于-10‰以后甚至達到了90％以上;無論坡度大小、是否施加動力制動力，只要列車運行初速度相等、運行距離相同，則該列車在運行過程中需要從外界輸入的電能大致相等。
　　(4)以山西中南部鐵路通道為工程背景，進行全線路縱向動力學(xué)性能及能耗分析。研究得到:長大下坡區(qū)段主要能耗為制動能耗，重力勢能為主要能量來源;長子南站-水治南站區(qū)段列車牽引總能耗為5614.22kW.h，該區(qū)段大部分線路為長大下坡