【城轨车辆中央牵引装置研究3200字（论文）】

城轨车辆中央牵引装置研究目录231790引言 4266641城轨车辆牵引装置的性能要求 4286582城轨车辆牵引装置的分类 4281322.1心盘-旁承牵引装置 5323992.2心盘-中心销牵引装置 635172.3Z字牵引拉杆中心销牵引装置 7149972.4双侧低位平拉杆牵引装置 828352.5中央推挽式牵引装置 986982.6Z字型低位斜拉杆牵引装置 9235033高速列车牵引装置模式 10111714结束语 116493参考文献 110引言截至2020年底，中国城市轨道交通运营里程为6730公里，世界排名第一，其中大陆地区运营线路总长度达5761.4公里。在“十四五”划中，城市轨道交通运行里程将有望增加5000公里，预计到2025年，大陆地区的运行里程将超过15000公里。在未来很长一段时间，城市轨道交通都将处于飞速发展的时期，而在城轨发展过程中其牵引装置便是其中的重要一环。1城轨车辆牵引装置的性能要求牵引装置是连接列车体与转向架的重要机构。轮轨相互作用产生的牵引力或制动装置产生的制动力传递给列车体，通过耦合实现对列车的牵引或制动。我国城市轨道交通则采用的是1.5kV或750v的直流牵引供电系统，直以来都是独立运行。但是随着轨道交通的快速发展，际和城市轨道交通在很多地方会出现互联互通的问题，如上海11号线地铁计划与江苏昆山的铁路接轨，重庆1号线地铁准备连接铜梁试验线，深圳、广州地铁也规划与珠三角城际轨道交通互连。列车的牵引主要是研究在启动牵引和制动停车工况时的如载荷特性、振动特性等对车辆系统的影响，研究在牵引制动工况下，高速列车的脱轨特性、曲线通过能力等等。2城轨车辆牵引装置的分类我国列车所采用的主要牵引装置及其特点见表1。表1我国列车主要牵引装置2.1心盘-－承牵引装置图1为DF，DF2等内燃列车采用的心盘－承牵引装置。图1DF型列车心盘-－承牵引装置常用的心盘结构有平面心盘和球面心盘，上下心盘配对使用。我国转8系列、转K2型、等转向架均采用平面下心盘连接方式，如下图2所示。图2铁路货车用下心盘主要结构示意图下心盘连接方式主要有分体式结构和与摇枕铸造成一体的结构，上心盘有锻钢结构和与后从板座等铸造成一体的结构。在不同牵引供电系统的区域，要采用同时适用于多种牵引供电系统的多流制电力列车。但受到电力列车的重量、体积限制，装多个独立的交、直流牵引传动系统是不现实的，其牵引传动系统共用牵引变压器、牵引变流器以及支撑电容，在直流工况下，牵引变压器绕组充当平波电抗器的作用，现牵引变压器的多功能复用。然而，牵引装置也增加了列车通过弯道时的转向力矩，增加了轮轨的横向力，导致轮毂和钢轨的磨损。同时其侧轴承结构复杂，加工精度高、牵引点高，故应用较少。2.2心盘-－心销牵引装置心盘-－心销牵引在早期国内电力列车上得到了广泛应用，SS1，SS3，SS6型电力列车均采用这种牵引装置，如下图3所示。1一牵引销座;2一牵引销;3一挡圈;4一横向止挡;5一衬板;6一尼龙衬套;7一垫板;1一牵引销座;2一牵引销;3一挡圈;4一横向止挡;5一衬板;6一尼龙衬套;7一垫板;8一传力框;9一牵引块。图，SS3型列车所采用的心盘-－心销牵引装置在牵引或制动的条件下，列车的牵引力或制动力通过牵引杆组与转向架架架之间的正压传递，转向架相对于车体绕中心销运动。但由于牵引装置牵引点高，列车轴重传动严重。2.3Z字牵引拉杆中心销牵引装置z型牵引杆中心销牵引装置(（图4)）泛应用于乘用车和城市轨道车辆。牵引杆的两端通过球接头与转向架框架梁和牵引销座连接，在大致结构上具有共通性：不不同地牵引电系统分别匹配不同的受电弓，且大部分的主电路都是共用的，部都用到了主断路器、真空断路器、高速断路器、避雷器和电阻制动时也具有一些差异性。动车从接触网获得电能，由牵引电机转换为机械能，通过联轴器和齿轮箱传递到动轮，动轮轮周形成切向力，使列车发生运动。1一牵引销座;2一压盖;3一牵引中心销;4一牵引销球铰;5—牵引拉杆。1一牵引销座;2一压盖;3一牵引中心销;4一牵引销球铰;5—牵引拉杆。图4Z字牵引拉杆中心销牵引装置2.4双侧低位平拉杆牵引装置双面细拉杆牵引装置如图5所示。它由两个牵引杆、两个铸造臂和一个连杆组成。列车在运行过程中，轮轨间会存在滚动摩擦和微小滑动摩擦，动轮便会发生空转。其中去磁的原理主要是热处理法，将被磁化的铁磁材料加热处理，给内部排列规律的小磁畴能量，发生位移实现去磁的目的，但是容易影响铁磁材料的性能。在变压器绕组中通入幅值衰减的交流电流，铁磁材料的去磁效果与电源的频率和衰减速度有关。如采用心盘－中心销牵引的SS3型列车牵引点距轨面高750mm，重量轻，销套磨损少，拆卸方便，适用范围广。1一牵引杆;2一牵引销;3一连接杆销;4一连接杆;5一拐臂销;6—拐臂。1一牵引杆;2一牵引销;3一连接杆销;4一连接杆;5一拐臂销;6—拐臂。图5双侧低位平拉杆牵引装置2.5中央推挽式牵引装置中央推拉牵引装置一般是指通过转向架下轴传递牵引和制动力，并与转向架框架两侧的牵引座和车体相连的牵引装置。图6为159-ss4后列车中央推拉牵引装置，其既可以运行在交流牵引供电系统也可以运行在直流牵引供电系统，结合了两种单流制电力列车的共同点，即两种电力列车的牵引传动系统都包含牵引逆变器、中间直流侧和牵引电机，在尽量减少列车重量和体积的条件下将两套牵引传动系统合并，保证列车上尽可能少的长时间出现闲置设备。1一六角开槽螺母;2一压盖;3—牵引座;4—牵引橡胶垫;5一牵引叉头;6一三角撑杆座;7一关节轴承;8一销（一）;9一销（二）;10—三角架;11—销（三）;12—关节轴承;13—三角撑杆;14-牵引杆。1一六角开槽螺母;2一压盖;3—牵引座;4—牵引橡胶垫;5一牵引叉头;6一三角撑杆座;7一关节轴承;8一销（一）;9一销（二）;10—三角架;11—销（三）;12—关节轴承;13—三角撑杆;14-牵引杆。图6SS4型列车中央推挽式牵引装置中央推拉牵引装置广泛应用于国内BrBo轴型列车，SS8、DJ1等列车均采用这种牵引方式。技术结构简单，但由于转向架下有牵引电机等设备，结构空间紧凑。2.6Z字形低位斜拉杆牵引装置上世纪80年代，中国从日本进口采用B-B-B轴和z型低斜拉杆牵引装置。然后将该模型应用于B-B-B轴SS7、SS7B、SS7C和SS7D列车的研制。使用的z型薄型斜拉杆牵引装置，设备利用率低，增加了电力列车的重量和体积，两套牵引传动系统都具有牵引逆变器、中间直流回路和牵引电机，可以将其整合成一套，其中牵引变压器在直流牵引供电系金中充当平波电抗器的作用，实现变压器的多功能复用。其结构如下图7所示。1—螺栓;2，4—调整垫;3—橡胶垫;5—螺母;6—销;7—托架;8—横向拉杆;9一三角连杆;10—水平牵引杆;11一斜牵引杆;12一牵引座。1—螺栓;2，4—调整垫;3—橡胶垫;5—螺母;6—销;7—托架;8—横向拉杆;9一三角连杆;10—水平牵引杆;11一斜牵引杆;12一牵引座。图7SS7型列车Z字形低位斜拉杆牵引装置牵引装置的使用可以显著降低牵引点的高度。Z字形低位斜拉杆牵引装置的核心是牵引传动系统，可以将牵引网的电能转化为机械能但是受到电力列车上空间和重量的严格限制。Z字形低位斜拉杆牵引装置对牵引传动系统中的设备采用了复用技术，有效地减少了列车的重量和体积。3高速列车牵引装置模式高速铁路线路标准高，曲线半径大，这对高速列车牵引装置提出更高的要求。高速列车的牵引装置必须首先保证车体和转向架的横向和纵向运动不受限制。通过列车上方的交流受电弓从牵引网获取25kV交流电源，降压后经过四象限变流器整流后由牵引逆变器变换得到可控的三相交流电源，驱动电机工作；电力列车运行在直流牵引供电系统时，通过列车上方的直流受电弓从牵引网获取3kV直流电源，经过平波电抗器后由牵引逆变器变换得到可控的三相交流电源，驱动电机工作。列车在高速运行过程中保证与牵引网的良好接触，避免出现断流现象，受电弓能否可靠的接通和断开是双流制电力列车在不同牵引供电系统之间切换的关键，受电弓的选择主要需要考虑受电弓在不同电压等级下的牵引网特性和界限等要求。4结束语从我国列车牵引装置的发展历史来看，提高列车的动态性能，使列车具有更高的附着利用率一直是牵引装置设计的目标。从发展方向看，列车牵引装置将朝着优化结构、提高动力性能的方向发展。也有必要吸收国外产品的设计经验，如提高牵引装置的抗冲击性能，减少异常情况。从提高列车运动学和动力学性能的角度，建议高速列车或动力列车采用端拉杆牵引装置，动力分散的高速动车组采用z型牵引杆中心销牵引装置，而重型列车采用双侧低位牵引拉杆牵引装置。总的来说我国关于城轨列车牵引相关技术的研究还有很长的路要走，在未来的学习和生活中我也将继续关注此领域的技术进展，进而进一步夯实自身的专业而基础，丰富自身的专业知识，从而能够更好地为相关领域做出自己的贡献。参考文献[1]诸斐琴,杨中平,林飞,等.城轨交通牵引供电系统参数与储能系统容量配置综合优化[J].电工技术学报,2019,34(3):10.[2]张戬,刘炜,周瑞兵,等.基于双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算[J].中国铁道科学,2020,41(1):7.[3]刘政,张丽艳.城轨交流牵引供电系统接触网标称电压探讨[J].电气化铁道,2018,29(4):4.[4]张坤.城市轨道交通牵引能耗系统性节能研究[J].现代制造技术与装备,2019.[5]陈中杰,李骏,唐