3.7车辆动力学试验方法

车辆动力学试验简介倪纯双轮轨关系研究室机车车辆研究所2016年培训2020/2/32016年培训/802016年培训提纲1.管理布局2.CRH系列动车组的特点3.整车型式试验4.动力学性能试验2020/2/32/802016年培训管理布局2020/2/33中国铁路总公司运输局…车辆部机务部客车处货车处动车处…地方铁路公司城轨地铁神华集团等装备技术处科技管理部…/802016年培训管理布局2020/2/34机车厂客车厂货车厂机车车辆制造厂株洲大连大同戚墅堰四方长客唐山浦镇齐齐哈尔株洲眉山二七城轨厂长客四方浦镇株洲大连唐山城轨车辆制造厂/802016年培训管理布局2020/2/35机车车辆研究所轮轨关系研究室…机车：李谷客车：倪纯双货车：王新锐主要工作动力学及强度的型式试验、联调联试、科学研究/802016年培训管理布局海外市场2020/2/36机车客车货车澳大利亚新西兰哈萨克斯坦白俄罗斯南非巴西阿根廷巴基斯坦印度斯里兰卡伊拉克伊朗沙特土耳其/802016年培训提纲1.管理布局2.CRH系列动车组的特点3.整车型式试验4.动力学性能试验2020/2/37/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/38动力分散动力集中独立式铰接式转向架/802016年培训CRH系列动车组的特点高速转向架2020/2/39/802016年培训CRH系列动车组的特点高速转向架技术——弹簧悬挂装置2020/2/310/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/311庞巴迪平台CRH1A、CRH1B、CRH1E、CRH380D四方平台CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH2C、CRH380A、CRH380AL、CRH380AJ长客/唐车平台CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380BG、CRH380CL、CRH380BJ长客平台CRH5A、CRH5G、CRH5J四个技术平台/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/312CRH2ACRH3CCRH5ACRH1A技术引进阶段川崎重工E2-1000阿尔斯通SM3庞巴迪Regina西门子Velaro-E四方股份长客股份BST唐车公司引进/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/313消化吸收再创新阶段四方股份长客股份BST唐车公司CRH1B/1ECRH2B/2C/2ECRH380A(L)CRH380B(L)CRH380DCRH380CL/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/314CRH1动车组CRH1A、CRH1B、CRH1E、CRH380D技术转让方Bombardier公司制造商BST公司运营速度250km/h/380km/h(380D)投入运营2006年轴距2.7m轮径915mm(250)/920mm(380D)车轮型面LMA/LMD/LMB(380D)设计寿命25年(250)/20年(380D)CRH1动车组原型为庞巴迪为瑞典铁路生产的皇后系列（Regina），转向架以AM96为原型。/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/315CRH2动车组CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH2C1、CRH2C2、CRH380A、CRH380AL技术转让方川崎公司等制造商四方股份运营速度200~380km/h投入运营2006年轴距2.5m轮径860mm车轮型面LMA设计寿命20年设计特点轴重轻，车间纵向减振器，半主动横向减振器CRH2原型为JR东日本E2-1000高速动车组，转向架在原川崎重工生产的动车转向架DT206和拖车转向架TR7004B的基础上改进发展而来，国产后的型号分别为SKMB-200和SKTB-200型转向架/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/316CRH3动车组CRH3C、CRH380B、CRH380BL、CRH380BG、CRH380CL技术转让方西门子公司制造商唐车公司、长客股份运营速度300～380km/h投入运营2008年轴距2.5m轮径920mm车轮型面S1002CN(LMB)设计寿命30年CRH3原型为西门子为西班牙制造的VelaroE高速动车组，转向架以ICE3使用的SF500型为原型，SF500为国际著名的SGP公司和Adtranz公司联合设计完成。/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/317CRH5动车组CRH5A、CRH5G技术转让方阿尔斯通公司制造商长客股份运营速度250km/h投入运营2007年轴距2.7m轮径890mm车轮型面XP55设计寿命30年设计特点牵引电机体悬摆式转向架CRH5原型车为阿尔斯通为芬兰制造的SM3型高寒动车组，转向架分别装有AX30499、AX109567、AX30500转向架，动车转向架有一根动力轴和一根非动力轴。/802016年培训CRH系列动车组的特点2020/2/318运用性能及存在的问题转向架失稳报警问题、共振问题维修部件不能互换，维修周期不一致旅客界面、司机操作界面等不一致不同车型互联互通问题─重联运行─列车救援（车钩）─列车热备（定员）/802016年培训2020/2/319针对2013、2014年新采购动车组，重点对旅客界面、操作界面、运用界面、维护界面、制动系统、监测保护等六个方面，包括车种、定员、司机台布置、前端车钩高度及型式、功能设施等33个项点进行统型。集中国内各方力量，实现同一速度等级产品的完全统一。2014年底组织中车开展样车设计和制造；2015年结合大西线开展试验验证；2016年试运考核等工作结合高级修对动车组进行改造，包括取消半包间结构，调整一等车数量等，实现定员相对统一；通过研制统型过渡车钩，实现既有各型动车组相互间的救援连挂。既有动车组统型改造近期采购动车组统型研制中国标准动车组CRH系列动车组的特点中国标准动车组/802016年培训2020/2/320CRH系列动车组的特点中国标准动车组860mm890mm915mm920mm920mm统一车轮直径拖车轮对互换动车车轮互换分体式轴箱/802016年培训提纲1.管理布局2.CRH系列动车组的特点3.整车型式试验4.动力学性能试验2020/2/321/802016年培训整车型式试验型式试验与例行试验型式试验是对产品的基本参数、结构、性能等是否符合设计要求进行的试验例行试验是对批量生产的产品而做的常规性试验。整车与零部件型式试验整车型式试验应该在新设计的第一列动车组上进行。当有下列情况之一时，也应对整车进行型式试验：─结构或工艺有重大改变时─当整车或关键零部件制造地点发生变化时─停产五年后再生产时2020/2/322/802016年培训整车型式试验的标准国外标准─国际电工委员会标准IEC61133─欧洲标准EN50215─日本工业标准JISE4041国内标准─高速动车组整车试验规范（送审稿）国际电工委员会（IEC）于1992年制订了IEC61133《电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法》第一版。2006年10月更新发布了第二版IEC61133《铁路应用-铁道车辆–组装完成后和投入运用前的铁道车辆整车试验》。IEC61133得到世界各国普遍认可，德国、法国、意大利、日本等IEC成员国均等效采用，或以其为基础制定相应标准。由于IEC61133标准为适用于所有机车车辆和所有成员国，只规定了各成员国可以接受的内容，因此需要相应的成员国根据各国的具体情况作进一步的调整和细化。整车型式试验2020/2/323欧洲标准化委员会（CEN）于1999年制订了EN50215《铁路运用——组装完成后投入运用前的机车车辆的试验》。该标准是以IEC61133为基础制订的，根据欧洲情况调整和细化了相应的内容。1999年，日本在IEC61133《电力机车车辆和电传动热力机车车辆制成后投入使用前的试验方法》的基础上，等效采用，分别制订了电动车组、电力机车、内燃动车组、内燃机车等4个标准。其中JISE4041《电动车组装后投入运营前的试验规范》标准适用于电动车组。其编制标准时基本遵守原技术内容，但是，根据其国内情况调整和细化了相应的内容。2008年，在长期实践和理论研究的基础上，借鉴IEC61133的技术内容，规范了我国高速动车组整车试验行为，决定建立了我国高速动车组试验验证体系，由于IEC61133标准为适用于所有机车车辆和所有成员国，只规定了各成员国可以接受的内容，因此根据我国的具体情况作进一步的调整和细化。主要增加了高速所特有的项目，如滚振台试验，压力保护、过分相、整车气密性、车体自振频率、实车动应力和疲劳评估等。/802016年培训整车型式试验2020/2/324整车型式试验内容牵引性能受电弓及弓网受流性能网侧谐波称重空调采暖性能动应力过分相制动车载计算机网络系统电磁兼容性限界隔热性能车载ATP车体自振频率风源系统辅助电气设备过电压曲线通过重联运行模拟运行图密封性能动力学性能安全与保护噪声照度空气动力学滚动振动台回送救援共计28个方面71个试验项目/802016年培训提纲1.管理布局2.CRH系列动车组的特点3.整车型式试验4.动力学性能试验（1）国内外标准及动力学指标（2）轮轨力的测量方法（3）传感器选型（4）线况识别方法（5）测试方案和测试系统2020/2/325/802016年培训2020/2/326国家或组织标准号标准名称主要内容国际铁路联盟UIC518-2009铁道车辆动力学性能的试验和鉴定－面向安全、运行质量和线路疲劳稳定性UIC519确定等效锥度的方法UIC513-1994铁路车辆内旅客振动舒适性评价准则舒适性欧洲标准EN14363-2012铁路应用—铁路车辆运行特性验收试验—运行性能试验和静止试验稳定性EN12299-2009铁路应用－旅客乘坐舒适性－测量和评估舒适性日本工业标准既有线铁路运营提速试验手册稳定性＋舒适性JISE4023铁道车辆振动特性的测定方法舒适性美国标准49CFR213轨道安全标准稳定性中国GB/T5599－1985铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范稳定性＋舒适性TB/T2360－1993铁道机车动力学性能试验鉴定方法和评定标准稳定性＋舒适性铁运[2008]28号高速动车组整车试验规范稳定性＋舒适性国内外动力学试验标准一览/802016年培训动力学测试指标2020/2/327动力学测试指标稳定性指标脱轨系数轮重减载率轮轴横向力轮轨垂向力横向稳定性舒适性指标运行品质舒适度平稳性/802016年培训稳定性指标脱轨系数轮轨间横向力对垂直力之比（国内Q/P，欧洲Y/Q，美国L/V）19世纪70年代，Nadal经验公式，判别轮缘有否爬轨2020/2/328tan1tanPQβ—轮缘角μ—轮缘与钢轨间的摩擦系数/802016年培训稳定性指标脱轨系数例按BR规定，轮缘角为68°～70°，Q/P不大于1；轮缘角为60°，Q/P不大于0.85Q和P一般用测力轮对测得，都是动态力。现代蠕滑理论发现，Nadal公式可以继续适用，是对脱轨条件的一种保守的估计。铁运[2008]28号文规定限值为0.802020/2/329tan1tanPQ1.2,10.0,7085.0,36.0,602.1,36.0,70PQPQPQ/802016年培训稳定性指标轮重减载率轮重减载量ΔP与该轴平均轮重P的比值ΔP=P-Pd，Pd为实际轮重用于评定在特定工况下因轮重减载过大而引起脱轨临界脱轨条件计算：2020/2/330PP轮对脱轨的作用力计算简图2222111122221111tan1tantan1tantan1tantan1tanaaaaaaaaPP若取α1=70°，μ1=0.36，tanα2=1/20,μ2=0.250.6PP则铁运[2