中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案
動(dòng)車組制動(dòng)技術(shù)
一、填空題:
1.現(xiàn)代列車產(chǎn)生制動(dòng)力的方法有
制動(dòng)、制動(dòng)和
制動(dòng)三種。
2.同一材質(zhì)的閘瓦的摩擦系數(shù)與、和
有關(guān)。
3.按照制動(dòng)力形成方式的不同,制動(dòng)方式可分為
制動(dòng)和
制動(dòng)。
4.動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)ATC包括、和
三個(gè)子系統(tǒng)。
5.動(dòng)車組制動(dòng)控制系統(tǒng)主要由
裝置、裝置和
裝置組成。
6.列車制動(dòng)力是由制動(dòng)裝置產(chǎn)生的、與列車運(yùn)行方向、列車運(yùn)行的、司機(jī)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)的力。
7.按照列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移的方式的不同,制動(dòng)方式可分為
和
兩大類。
8.動(dòng)力制動(dòng)的形式主要包括
和,它們又屬于
制動(dòng)。
9.閘瓦制動(dòng)中,車輪、閘瓦、鋼軌間一般分析時(shí)存在、、三種狀態(tài)。
10.根據(jù)粘著條件可知,動(dòng)車組產(chǎn)生滑行原因主要有、。
11.車輛基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是由、、、及
所組成。
12.高速動(dòng)車組制動(dòng)時(shí)采用
優(yōu)先的空、電聯(lián)合制動(dòng)模式。
13.輪軌間粘著系數(shù)的主要影響因素有
和。
14.車輪不打滑的條件是
不應(yīng)大于輪軌間的。
15.防滑裝置按其按構(gòu)造可分為、和
三種防滑器。
16.動(dòng)車組滑行的檢測(cè)方法主要有、和
檢測(cè)。
17.動(dòng)車組制動(dòng)指令傳輸信號(hào)的類型有
信號(hào)和
信號(hào)。
18.動(dòng)車組的制動(dòng)指令一般由頭車內(nèi)的或
裝置下達(dá)的。
19.動(dòng)車組空氣制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置是由、兩部分組成。
20.動(dòng)車組空氣制動(dòng)是由
裝置、裝置、裝置和
系統(tǒng)組成。
二、名詞解釋:
1.制動(dòng)
2.緩解
3.車輛制動(dòng)裝置
4.制動(dòng)方式
5.空氣制動(dòng)機(jī)
6.粘著
7.備用制動(dòng)”
8.電制動(dòng)
9.翼板制動(dòng)
10.非常制動(dòng)
11.常用制動(dòng)
12.緊急制動(dòng)
13.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置
14.列車制動(dòng)距離
15.耐雪制動(dòng)
16.閘瓦制動(dòng)
17.電空制動(dòng)機(jī)
三、簡答題:
1.何謂CRH2輔助制動(dòng)?
2.制動(dòng)控制單元(BCU)的作用是什么?
3.動(dòng)車組的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置有哪兩部分組成?其作用是什么?
4.動(dòng)車組何時(shí)會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)作用?
5.制動(dòng)力產(chǎn)生的條件是什么?
6.制動(dòng)裝置的作用是什么?
7.縮短動(dòng)車組制動(dòng)距離的措施是什么?
8.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的用途是什么?
9.列車制動(dòng)產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是什么?
10.電阻制動(dòng)與再生制動(dòng)各有何特點(diǎn)?
11.動(dòng)車組的停放制動(dòng)有什么作用?
12.粘著制動(dòng)與非粘著制動(dòng)有何區(qū)別?
13.緩解的穩(wěn)定性和制動(dòng)靈敏度為什么必須統(tǒng)籌兼顧?
四、分析題:
1.為什么動(dòng)力制動(dòng)裝置要和空氣制動(dòng)裝置配合使用?
2.動(dòng)車組為什么要采取“空、電聯(lián)合制動(dòng)模式,電制動(dòng)優(yōu)先”的方式?
3.怎樣從概念上區(qū)分動(dòng)力制動(dòng)、電制動(dòng)、再生制動(dòng)?
4.分析車輪產(chǎn)生滑行的原因以及如何解決車輪滑行。
5.分析如何利用增粘技術(shù)改善粘著。
6.分析CRH2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用油壓卡鉗式盤形制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。
五、論述題:
1.動(dòng)車組的特點(diǎn)有哪些?其中哪些對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的影響較大?
2.論述車輪產(chǎn)生滑行的原因以及如何解決車輪滑行問題?
3.粘著系數(shù)與那些因素有較大的關(guān)系,如何提高動(dòng)車組輪軌間的粘著系數(shù)?
4.論述基礎(chǔ)制動(dòng)裝置中盤型制動(dòng)與閘瓦制動(dòng)相比有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足之處。
5.論述渦流軌道與磁軌制動(dòng)各有何優(yōu)劣。
6.論述飛輪儲(chǔ)能是如何實(shí)現(xiàn)能量的吸入和釋放以及在我國的應(yīng)用情況
參考答案
一、填空題:
1.摩擦制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)、電磁制動(dòng)
2.閘瓦壓力、列車運(yùn)行速度、制動(dòng)初速
3.粘著、非粘著
4.ATP、ATO、ATS
5.制動(dòng)電子控制、制動(dòng)信號(hào)發(fā)生、制動(dòng)信號(hào)傳輸
6.相反、阻礙、外力
7.熱逸散、動(dòng)能轉(zhuǎn)變成可用能、8.電阻制動(dòng)、再生制動(dòng)、粘著
9.理想純滾動(dòng)、滑動(dòng)、粘著或靜摩擦
10.制動(dòng)力過大、粘著
11.制動(dòng)缸、制動(dòng)力傳遞裝置、閘瓦裝置、空重車調(diào)整裝置
12.電制動(dòng)
13.車輪和鋼軌的表面狀況、列車運(yùn)行速度
14.制動(dòng)力、粘著力
15.機(jī)械式、電子式、微機(jī)控制式
16.減速度、速度差、滑行率
17.數(shù)字、模擬
18.司機(jī)制動(dòng)控制器、ATC
19.傳動(dòng)、摩擦
20.制動(dòng)指令及傳輸、制動(dòng)控制、基礎(chǔ)制動(dòng)、制動(dòng)供風(fēng)
二、名詞解釋:
1.制動(dòng):就是人為地使列車減速、阻止其運(yùn)動(dòng)和加速或使其在規(guī)定的距離內(nèi)停車。
2.對(duì)已經(jīng)施行制動(dòng)的物體,解除或減弱其制動(dòng)作用,均可稱之為緩解。
3.車輛制動(dòng)裝置就是為使車輛能施行制動(dòng)和緩解而安裝于車輛上的一整套設(shè)備的總稱。
4.制動(dòng)方式:所謂制動(dòng)方式是指列車動(dòng)能轉(zhuǎn)移的方式,或制動(dòng)力獲取的方式。
5.空氣制動(dòng)機(jī):就是用壓力空氣(壓縮空氣)作為原動(dòng)力,以改變空氣壓強(qiáng)來操縱控制。
6.由于正壓力而保持動(dòng)輪與鋼軌接觸處相對(duì)靜止的現(xiàn)象稱為“粘著”。
7.備用制動(dòng):是當(dāng)列車常用制動(dòng)裝置發(fā)生故障不能實(shí)施常用制動(dòng)時(shí),利用備用制動(dòng)作用能維持列車低速運(yùn)行,避免救援。
8.電制動(dòng):是將列車運(yùn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎螅僮兂蔁崮芟牡艋蛘叻答侂娋W(wǎng)的制動(dòng)方式。
9.翼板制動(dòng):就是利用空氣動(dòng)力學(xué)的原理,在列車各車體上,布置一定數(shù)量的空氣阻力板(翼板),直接產(chǎn)生作用于車體的與列車運(yùn)動(dòng)放向相反的外力。
10.是動(dòng)車組在非正常情況下,為使動(dòng)車組迅速停車而實(shí)施的一種制動(dòng)作用。
11.常用制動(dòng):是列車在正常調(diào)速和進(jìn)站時(shí)經(jīng)常采用的一種制動(dòng)作用。
12.緊急制動(dòng):是指動(dòng)車組在緊急情況下,為了讓動(dòng)車組迅速減速而實(shí)施的一種制動(dòng)作用。
13.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置:傳送制動(dòng)原動(dòng)力并產(chǎn)生制動(dòng)力的部分。
14.列車制動(dòng)距離:就是從司機(jī)將制動(dòng)閥手柄置于制動(dòng)位的瞬間至列車停車的瞬間為止列車所運(yùn)行的距離。
15.耐雪制動(dòng):在降雪時(shí),為了防止冰雪進(jìn)入制動(dòng)盤和閘瓦之間,使得閘瓦無間隙輕輕接觸制動(dòng)盤而產(chǎn)生的制動(dòng)作用。
16.閘瓦制動(dòng):又稱踏面制動(dòng),是最常用的一種制動(dòng)方式,在制動(dòng)時(shí),閘瓦壓緊車輪,輪、瓦間發(fā)生摩擦,列車的動(dòng)能大部分通過輪、瓦間的摩擦變成熱能,經(jīng)車輪與閘瓦最終逸散到大氣中去。
17.電空制動(dòng)機(jī):就是電控空氣制動(dòng)機(jī)的簡稱,以壓力空氣為原動(dòng)力,用電氣來操縱。
三、簡答題:
1.何謂CRH2輔助制動(dòng)?
答:輔助制動(dòng)是以在制動(dòng)裝置異常、制動(dòng)指令線路斷線時(shí)常用制動(dòng)系統(tǒng)不能工作時(shí)而設(shè)置的電氣指令式的輔助制動(dòng)裝置。它產(chǎn)生相當(dāng)于3級(jí)、5級(jí)、7級(jí)常用制動(dòng)及緊急制動(dòng)的空氣制動(dòng)。
2.制動(dòng)控制單元(BCU)的作用是什么?
答:制動(dòng)控制單元就是個(gè)計(jì)算機(jī),它根據(jù)輸入的制動(dòng)指令信號(hào)、速度信號(hào)和載荷信號(hào)輸出決定電制動(dòng)力和空氣制動(dòng)力的制動(dòng)模式信號(hào)。即常用制動(dòng)、快速制動(dòng)、緊急制動(dòng)、耐雪制動(dòng)等,同時(shí)還可進(jìn)行防滑控制和輔助控制。
3.動(dòng)車組的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置有哪兩部分組成?其作用是什么?
答:其基礎(chǔ)制動(dòng)裝置則由傳動(dòng)和摩擦兩部分組成。其作用都是把制動(dòng)缸活塞上的推力增大若干倍以后平均地傳給各個(gè)閘瓦或閘片,使之壓緊車輪或制動(dòng)盤而產(chǎn)生制動(dòng)作用。
4.動(dòng)車組何時(shí)會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)作用?
答:緊急制動(dòng)是指動(dòng)車組在緊急情況下,為了讓動(dòng)車組迅速減速而實(shí)施的一種制動(dòng)作用。
在列車分離、總風(fēng)壓力(MR壓力)不足、制動(dòng)手柄在取出位時(shí)發(fā)出動(dòng)作,沒有空重車載荷調(diào)整功能以及制動(dòng)力不足的情況下,緊急制動(dòng)指令線失電,從而使緊急電磁閥失電打開,產(chǎn)生緊急制動(dòng)作用。
5.制動(dòng)力產(chǎn)生的條件是什么?
答:制動(dòng)力是由閘瓦摩擦力作用而引起的,是鋼軌作用在車輪輪周上的與列車運(yùn)行方向相反的外力。其大小可根據(jù)建立的力矩平衡方程式∑M=0求得。在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì);輪子與鋼軌處于靜摩擦或粘著狀態(tài)的兩個(gè)條件下,制動(dòng)力在數(shù)值上就等于閘瓦摩擦力,即
∑BL=
∑K?jk
(kN)
6.制動(dòng)裝置的作用是什么?
答:制動(dòng)裝置是用外力迫使運(yùn)行中的機(jī)車車輛減速或停車的一種設(shè)備。它不僅是列車安全、正點(diǎn)運(yùn)行的重要保證,而且也是提高列車重量和運(yùn)行速度的前提條件。因此,制動(dòng)裝置的性能好壞,對(duì)鐵路的運(yùn)輸能力和行車安全都有直接影響。
7.縮短動(dòng)車組制動(dòng)距離的措施是什么?
答:(1)減少列車空走時(shí)間,如采用電空制動(dòng)取代空氣制動(dòng);
(2)采用大功率盤形制動(dòng)機(jī);
(3)采用復(fù)合制動(dòng)方式,如空氣盤形制動(dòng)+電氣電力制動(dòng)+非粘著制動(dòng)。
8.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的用途是什么?
答:(1)產(chǎn)生并傳遞制動(dòng)原力;
(2)將制動(dòng)原力放大一定的倍數(shù);
(3)保證各閘瓦或閘片有較一致的閘瓦或閘片壓力。
9.列車制動(dòng)產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)是什么?
答:從能量的觀點(diǎn)看,“制動(dòng)”的實(shí)質(zhì)就是設(shè)法將動(dòng)能從動(dòng)車組上轉(zhuǎn)移出去,使動(dòng)車組減速或停止。從作用力的觀點(diǎn)來看,“制動(dòng)”就是讓制動(dòng)裝置產(chǎn)生與動(dòng)車組相反的制動(dòng)力,使動(dòng)車組減速或停止。采取什么制動(dòng)方式使動(dòng)車組的動(dòng)能轉(zhuǎn)移出去,采取什么制動(dòng)方式獲取這種制動(dòng)力,是制動(dòng)的基本問題。
10.電阻制動(dòng)與再生制動(dòng)各有何特點(diǎn)?
答:電阻制動(dòng)是把由列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化出來的電能直接消耗在隨車安裝的制動(dòng)電阻上,然后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽偻ㄟ^通風(fēng)設(shè)備把熱散掉;再生制動(dòng)就是將電能通過牽引傳統(tǒng)系統(tǒng)的變流器逆向變換,把三相交流電變成單相工頻交流電,再返回電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)能量再生。比電阻制動(dòng)更具有節(jié)能、環(huán)保,而且整個(gè)動(dòng)車組輕量化。
11.動(dòng)車組的停放制動(dòng)有什么作用?
答:停放制動(dòng)是為了防止動(dòng)車組在長時(shí)間停放時(shí)發(fā)生溜逸事故而設(shè)置的,動(dòng)車組大多常用彈簧蓄能制動(dòng)裝置來實(shí)施。動(dòng)車組運(yùn)行時(shí),利用壓縮空氣的壓力抵消蓄能彈簧的彈力,不讓其發(fā)揮作用;當(dāng)壓縮空氣逐漸減小時(shí),停放制動(dòng)作用就自動(dòng)逐步體現(xiàn)。
12.粘著制動(dòng)與非粘著制動(dòng)有何區(qū)別?
答:依靠粘著滾動(dòng)的車輪與鋼軌粘著點(diǎn)之間的粘著力來實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng),稱為粘著制動(dòng)。列車采用粘著制動(dòng)時(shí),能夠獲得的最大制動(dòng)力不會(huì)大于粘著力。采用粘著制動(dòng)方式,對(duì)車輪和鋼軌都有磨損,增加維護(hù)檢修成本;而軌道電磁制動(dòng)與軌道渦流制動(dòng)屬于非粘著制動(dòng)。制動(dòng)時(shí),鋼軌給出的制動(dòng)力并不通過輪軌粘著點(diǎn)作用于車輛,而由鋼軌直接作用于吊掛在轉(zhuǎn)向架上的電磁鐵。制動(dòng)力的大小不受輪軌間粘著力的限制,是超出粘著力以外獲取制動(dòng)力的一種制動(dòng)方式。所以,也叫粘著外制動(dòng)。它主要用于粘著制動(dòng)力不夠的高速旅客列車上,作為一種輔助的制動(dòng)方式。對(duì)車輪和鋼軌磨損較低。
13緩解的穩(wěn)定性和制動(dòng)靈敏度為什么必須統(tǒng)籌兼顧?
答:所謂穩(wěn)定性即列車管的減壓速度極為緩慢時(shí),制動(dòng)閥不發(fā)生制動(dòng)動(dòng)作的性能。例如,列車管的減壓速度為0.5~1.0KPa/s之內(nèi),制動(dòng)閥不應(yīng)該發(fā)生動(dòng)作。列車管以一定速度減壓,必須發(fā)生制動(dòng)。即閥具有一定的靈敏度。例如,當(dāng)列車管減壓速度為5~10KPa/s時(shí),閥不應(yīng)晚于6秒鐘發(fā)生動(dòng)作。兩者必須統(tǒng)籌兼顧,既要保證列車管減壓速度低于緩解穩(wěn)定性要求的臨界值時(shí)不發(fā)生自然制動(dòng),又要保證減壓速度達(dá)到制動(dòng)靈敏度規(guī)定的。
臨界值時(shí)必定能起制動(dòng)作用。
四、分析題:
1.為什么動(dòng)力制動(dòng)裝置要和空氣制動(dòng)裝置配合使用?
答:空氣制動(dòng)裝置主要由空氣壓縮機(jī)、總風(fēng)缸、分配閥、制動(dòng)缸、單獨(dú)制動(dòng)閥(小閘)和自動(dòng)制動(dòng)閥(大閘)等部件組成。當(dāng)司機(jī)操縱小閘時(shí),通過分配閥的作用能單獨(dú)控制機(jī)車,使列車產(chǎn)生制動(dòng)或緩解作用。動(dòng)力制動(dòng)裝置是利用牽引電機(jī)的可逆原理,在動(dòng)車組需要減速時(shí),將動(dòng)車組轉(zhuǎn)換為制動(dòng)工況,此時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電工況,并通過輪對(duì)將列車的動(dòng)能變成電能。對(duì)電機(jī)產(chǎn)生的電能的不同處理方式,形成了不同方式的動(dòng)力制動(dòng)。動(dòng)力制動(dòng)的特點(diǎn)是速度低時(shí)制動(dòng)力小,速度高時(shí)制動(dòng)力大。因此動(dòng)力制動(dòng)特別適合于長大下坡道上進(jìn)行恒功率制動(dòng),不但安全性比較高,可以縮短運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分,提高區(qū)間通過能力,還可以大大減少車輪和閘瓦的磨耗,而當(dāng)進(jìn)站停車速度低到30km/h以下時(shí),動(dòng)力制動(dòng)的制動(dòng)力就很小了,因此必須和空氣制動(dòng)裝置配合使用。
2.動(dòng)車組為什么要采取“空、電聯(lián)合制動(dòng)模式,電制動(dòng)優(yōu)先”的方式?
答:動(dòng)車組采用“空、電聯(lián)合制動(dòng)模式,電制動(dòng)優(yōu)先”的方式可以在執(zhí)行空氣制動(dòng)時(shí)充分利用電制動(dòng)力來減少基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的機(jī)械磨耗,大大地降低檢修成本,加快制動(dòng)力上升速度,提高制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和安全性,以達(dá)到延長基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的使用壽命及縮短制動(dòng)距離的目的;同時(shí)也節(jié)約了電能,體現(xiàn)了空電聯(lián)合制動(dòng)的優(yōu)越性。
3.怎樣從概念上區(qū)分動(dòng)力制動(dòng)、電制動(dòng)、再生制動(dòng)?
答:動(dòng)力制動(dòng)是指利用動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)或其一部分產(chǎn)生制動(dòng)力的制動(dòng)方式。它包括電制動(dòng)和空氣制動(dòng),電制動(dòng)是指利用電力傳動(dòng)裝置產(chǎn)生制動(dòng)力的動(dòng)力制動(dòng)方式。電制動(dòng)又分成再生制動(dòng)和電阻制動(dòng)兩種形式。再生制動(dòng)是將牽引電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī),也即將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,再將電能通過牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的變流器逆向變換,把三相交流電變成單相工頻交流電,再返回電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)能量再生。
4.分析車輪產(chǎn)生滑行的原因以及如何解決車輪滑行。
答:根據(jù)粘著條件可知,產(chǎn)生滑行原因不外乎兩個(gè),一個(gè)是制動(dòng)力過大,另一個(gè)是粘著降低。一般制動(dòng)力在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了設(shè)計(jì)粘著系數(shù)的限制,因此在制動(dòng)時(shí)突然增大的可能性較小,唯一的可能是在電空配合的控制上存在不協(xié)調(diào),所以只要合理設(shè)計(jì)電空配合控制,制動(dòng)力過大的可能性就可以排除。然而,滑行的原因大多是由于粘著的降低,因此,可以采用主動(dòng)防滑措施解決因粘著降低而造成的滑行;或者利用防滑器防止粘著制動(dòng)因制動(dòng)力過大而引起車輛滑行。
5.分析如何利用增粘技術(shù)改善粘著。
答:踏面清掃是改善輪軌接觸面粘著條件的有效方法。在制動(dòng)時(shí),使踏面清掃瓦貼靠車輪踏面,將踏面上的污濁物清掃干凈,恢復(fù)輪軌間應(yīng)有的粘著狀態(tài);同時(shí),由于清掃瓦是用特殊的增粘材料制成的,所以在清掃踏面時(shí),把微量的增粘材料附著在車輪踏面上,使輪軌間的粘著系數(shù)增加,可有效地改善粘著狀態(tài)。但并不承擔(dān)任何制動(dòng)功能。
踏面清掃裝置為空氣式,清掃裝置的動(dòng)作受控于踏面清掃控制系統(tǒng)的指令,它在車輪發(fā)生空轉(zhuǎn)滑行和速度在30km/h以上三種條件下實(shí)行。氣缸內(nèi)為活塞和間隙自動(dòng)調(diào)整裝置,活塞桿頭部I與閘瓦連接,閘瓦為樹脂合成材料。閘瓦可以方面地更換,打開閘瓦托座上的鎖閉裝置,就能將閘瓦由內(nèi)向外的方向取出。
6.分析CRH2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用油壓卡鉗式盤形制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。
答:CRH2基礎(chǔ)制動(dòng)裝置采用了空—油變換的液壓卡鉗式盤形制動(dòng)裝置,即列車制動(dòng)管的壓縮空氣需要經(jīng)過增壓缸的轉(zhuǎn)換后,向制動(dòng)卡鉗的小油缸輸出高壓油液,推動(dòng)卡鉗活塞上的閘片夾緊制動(dòng)盤形成制動(dòng)力。其優(yōu)點(diǎn)是:能夠通過制動(dòng)控制系統(tǒng)滿足不同載重條件下對(duì)不同制動(dòng)倍率(即制動(dòng)力)的要求以及防滑要求;同時(shí)可以簡化制動(dòng)單元的結(jié)構(gòu),取消復(fù)雜的杠桿構(gòu)件和空氣單元制動(dòng)缸;由于油是不可壓縮液體,空氣部分的容積變化小,壓力上升塊。
五、論述題:
1.答案要點(diǎn):動(dòng)車組是由帶動(dòng)力的動(dòng)車與不帶動(dòng)力的拖車的旅客列車車組,具有以下特點(diǎn):
(1)成組使用、編組固定;可單列運(yùn)行,也可兩列連掛運(yùn)行。
(2)按動(dòng)力方式分有內(nèi)燃動(dòng)車組和電動(dòng)車組,動(dòng)力布置形式又分為動(dòng)力集中和動(dòng)力分散式動(dòng)車組,現(xiàn)代高速動(dòng)車組和地鐵動(dòng)車組基本采用電動(dòng)車組,并采用交流傳動(dòng)。
(3)動(dòng)車組中各車之間采用密接式車鉤,整體運(yùn)用維修,大修前不解體。
(4)兩端均可操縱,不需轉(zhuǎn)向,任何一端均可控制動(dòng)車。
(5)通過網(wǎng)絡(luò)或電纜實(shí)現(xiàn)同步牽引、同步調(diào)速、同步制動(dòng)等重聯(lián)功能。
對(duì)動(dòng)力分散的動(dòng)車組而言,列車制動(dòng)裝置是指動(dòng)車制動(dòng)裝置、拖車制動(dòng)裝置的組合,它們共同形成完整的制動(dòng)系統(tǒng)。它包括兩個(gè)部分:制動(dòng)控制系統(tǒng)和制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)。制動(dòng)控制
系統(tǒng)由制動(dòng)信號(hào)(或指令)發(fā)生與傳輸裝置和制動(dòng)控制裝置組成;制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)通常稱為基礎(chǔ)制動(dòng)裝置,包括閘瓦制動(dòng)和盤形制動(dòng)。因此,上述(1)、(2)、(4)、(5)都對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)影響較大。
2.答案要點(diǎn):根據(jù)粘著條件可知,產(chǎn)生滑行原因不外乎兩個(gè),一個(gè)是制動(dòng)力過大,另一個(gè)是粘著降低。一般制動(dòng)力在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了設(shè)計(jì)粘著系數(shù)的限制,因此在制動(dòng)時(shí)突然增大的可能性較小,唯一的可能是在電空配合的控制上存在不協(xié)調(diào),所以只要合理設(shè)計(jì)電空配合控制,制動(dòng)力過大的可能性就可以排除。然而,滑行的原因大多是由于粘著的降低,主動(dòng)防滑的主要措施就是圍繞粘著做文章,被動(dòng)防滑圍繞制動(dòng)力過大做文章。
1)采用減速度控制技術(shù);
2)利用增粘技術(shù)改善粘著;
3)首車制動(dòng)減速模式;
4)撤砂增粘。
被動(dòng)防滑的主要方法就是利用防滑器來改善輪軌運(yùn)行狀態(tài)。
3.答案要點(diǎn):粘著系數(shù)的影響因素主要有兩個(gè):列車運(yùn)行速度和車輪、鋼軌的表面狀況;輪軌間表面狀況包括:干濕情況、臟污程度、是否有銹、是否撒砂以及砂的數(shù)量和品質(zhì)等等。輪軌的濕度、臟污程度又與天氣、環(huán)境污染狀況和制動(dòng)裝置形式(有無踏面或軌面清掃設(shè)備)等因素有關(guān)。列車運(yùn)行速度對(duì)粘著系數(shù)的影響主要是:隨著制動(dòng)過程中列車速度的降低,沖擊振動(dòng)以及伴隨而來的縱向和橫向的少量滑動(dòng)都逐漸減弱,因而粘著力和粘著系數(shù)也逐漸增大,其增大的程度與機(jī)車車輛動(dòng)力性能、軌道的情況等有關(guān)。因此,(1)現(xiàn)代高速動(dòng)車組多采用動(dòng)分散模式,在牽引與制動(dòng)工況下,能夠充分利用粘著;
(2)動(dòng)車組均設(shè)置了高性能電子防滑器進(jìn)行防滑控制,以便充分利用粘著;
(3)采用增粘裝置(車輪踏面清掃裝置)以提高粘著系數(shù);
(4)采用撒砂裝置;由于動(dòng)車組運(yùn)行環(huán)境不同,在惡劣條件下,可通過撒砂系統(tǒng)有效
改善輪軌接觸面的工作環(huán)境,改善粘著系數(shù),提高動(dòng)車組運(yùn)行品質(zhì)。
4.答案要點(diǎn):盤形制動(dòng)又稱為摩擦式圓盤制動(dòng),是在車軸上或在車輪輻板側(cè)面裝設(shè)制動(dòng)盤,用制動(dòng)鉗將合成材料制成的兩個(gè)閘片緊壓在制動(dòng)盤側(cè)面,通過摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力,把列車動(dòng)能轉(zhuǎn)變成熱能,耗散于大氣之中。
優(yōu)點(diǎn):
(1)可以大大減輕車輪踏面的熱負(fù)荷和機(jī)械磨耗。
(2)可按制動(dòng)要求選擇最佳“摩擦副”,制動(dòng)盤可以設(shè)計(jì)成帶散熱筋的,旋轉(zhuǎn)時(shí)使其具有半強(qiáng)迫通風(fēng)的作用,以改善散熱性能,適用于高速、重載列車。
(3)制動(dòng)盤平穩(wěn),幾乎沒有燥聲。
不足:
(1)車輪踏面沒有閘瓦的磨刮,輪軌粘著將惡化。所以,為了防止高速滑行,既要考慮采用高質(zhì)量的防滑裝置,也要考慮加裝踏面清掃器,同時(shí)采用以盤形為主、盤形+閘瓦的混合制動(dòng)方式,來有效縮短制動(dòng)距離。
(2)制動(dòng)盤使簧下重量及其引起的沖擊振動(dòng)增大;運(yùn)行中還要消耗牽引功率,速度愈高,這種功率損失也越大。
5.答案要點(diǎn):
軌道電磁(磁軌)制動(dòng)與軌道渦流制動(dòng)都屬于非粘著制動(dòng)。磁軌制動(dòng)就是通過講車輛轉(zhuǎn)向架上的磁鐵吸附在軌道上并使磁鐵在軌道上滑行產(chǎn)生摩擦制動(dòng)力的制動(dòng)。而軌道渦流制動(dòng)是將電磁鐵落到距軌面7~10mm處,電磁鐵與鋼軌間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起電渦流作用形成制動(dòng)力。
磁軌制動(dòng)的制動(dòng)力取決于磁鐵長度、磁鐵對(duì)鋼軌的吸引力、軌道與極靴間的摩擦系數(shù)。
在速度為250km/h時(shí),每組磁軌制動(dòng)體的制動(dòng)力可以達(dá)到3~3.5kN。每輛車若裝4組電磁鐵,在高速下可實(shí)現(xiàn)0.25m/s2的制動(dòng)減速度。由于磁軌制動(dòng)對(duì)鋼軌磨耗大,故不作為常用制動(dòng)方式,只在緊急制動(dòng)情況下使用。
磁軌制動(dòng)與輪軌間粘著系數(shù)無關(guān),故受氣候影響較小。使用磁軌制動(dòng)還可改善輪軌粘著,在相同情況下,采用磁軌制動(dòng)的列車比不采用磁軌制動(dòng)的列車可提速40km/h以上。
當(dāng)軌道渦流電磁鐵與軌道間隙為7mm、速度為250km/h時(shí),28kW的勵(lì)磁功率可產(chǎn)生7.2kN的制動(dòng)力。渦流制動(dòng)對(duì)電磁鐵與鋼軌的氣隙很敏感,氣隙每變化1mm,制動(dòng)力變化10%,隨著速度的增加,電磁鐵與鋼軌垂直吸引力增加。其優(yōu)點(diǎn):鋼軌無磨耗,高速時(shí)制動(dòng)力大,可控制,結(jié)冰時(shí)有制動(dòng)力;缺點(diǎn):功耗大,1m:37kW,鋼軌嚴(yán)重發(fā)熱,50km/h以下不能工作,對(duì)軌道電路有影響,增加簧下質(zhì)量2.4t。適用無縫軌道線路,采用LZB信號(hào)系統(tǒng)。
6.答案要點(diǎn):飛輪儲(chǔ)能是具有廣泛應(yīng)用前景的新型機(jī)械儲(chǔ)能方式,也被稱為機(jī)械電磁。
它的基本原理是由電能驅(qū)動(dòng)飛輪加速到高速旋轉(zhuǎn),電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能儲(chǔ)存,當(dāng)需要電能時(shí),飛輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行,飛輪減速,將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。飛輪的升速和降速,實(shí)現(xiàn)了電能的存入和釋放。
我國對(duì)飛輪的研究,始于1993年,最早研究儲(chǔ)能飛輪的實(shí)驗(yàn)室建于1995年。在理論分析及模型試驗(yàn)方面也已取得了一定的進(jìn)展。1997年國內(nèi)研制出第一套復(fù)合材料飛輪系統(tǒng),轉(zhuǎn)子重8kg,直徑23cm,1998年成功運(yùn)轉(zhuǎn)到48000r/m,線速度580m/s,實(shí)現(xiàn)充放電。
1999年國內(nèi)有關(guān)單位研制出第二代飛輪,重15kg,直徑30cm,于2001年4月成功運(yùn)轉(zhuǎn)到70000r/m,線速度650m/s,儲(chǔ)能量0.5kW·h。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種具有光電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品,它能在較短時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存制動(dòng)過程列車的動(dòng)能,并能在需要的瞬間輸出強(qiáng)大的電能以滿足車輛起步加速時(shí)的需要,大大提高了車輛的動(dòng)力性能。
內(nèi)燃動(dòng)車組在制動(dòng)能量回收和將其用于輔助傳動(dòng)裝置中具有較大的潛力,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收是進(jìn)一步提高內(nèi)燃動(dòng)車組的經(jīng)濟(jì)性的有效途徑之一,利用具有制動(dòng)能量回收功能的復(fù)合動(dòng)力傳動(dòng)裝置回收能量并加以利用,可以節(jié)約29%的燃料。