轨道交通 机车车辆台架试验方法 征求意见稿

1本文件适用于轨道交通机车车辆，包括轨道交通机车、动车组、客车、货车、城轨车辆和工程车下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适GB/T5599—2019机车车辆动力学性能评GB/T25117—2020轨道交通机车车辆牵引系GB/TXXXXX—XXXX轨道交通机车车辆制成后投入使TB/T1492—2017铁道车TB/T2344.1—2020钢轨第1部分：43kg/m～7TB/T3098—2004铁路动力装置用柴油机TB/T3540.1—2018内燃机车牵引热工性能试验方法第TB/T3586—2023电力机车及电动车组牵引辅助系统试验方法TB/T3588—2023电力机车及电动车组牵引辅助系统试验利用轨道轮模拟钢轨，并借助牵引电源和其他支持系统，进行机车车辆牵引、制动和动力学试验2利用试验平台支撑和回转功能，在支撑整车的同时旋转转向架，具备回转力矩和回转角度测试能采用轨道检测车等测试手段，对典型线路进行高低不平顺、水平不平顺、方向不平顺和轨距不平顺的检测，通过统计分析和处理，且经轨道交通主管部门批准的轨道不平顺空间样本函数或功率谱密代用谱temporarytrac悬挂系统自振特性freevibr机车车辆通过典型工作状态的重复或组合达到温升稳定的运行曲线（在给定的误差范围内，与连机车车辆在无动力回送、过分相等工况运行时，通过必要的操作，使机车车辆工作在轻微制动工a）海拔不超过1400m，内燃机车牵引热工性能、冷却装置性能及热平衡试验的海拔不超过b）温度10℃~40℃;c）湿度：月平均最大相对湿度为90%（该月月平均最低温度不低于25℃)。3被试品应按其实际运行状况进行整备。为满足测试和传感器安装的需要，可对被试品的相关部分H——参考轨头与圆柱高差，单位为毫米（mmh——轨道轮基准圆与圆柱高差，单位为毫米（mm43）所有轨道轮在滚动圆处的径向跳动不应大于0.3mm，300km/h以上高速试验不应大于1）轨道轮顶部的高度偏差不应大于3.0mm，且同一转向架范围内不应大于1.5mm。对于2）轨道轮顶部的水平偏差不应大于2.0mm，同一转向架1）同一转向架试验台轨道轮相对转速差不应大于0.5%，全部轨道轮相对转速差不应大于2）带激振功能的轨道轮横向及垂向运动范围不应小于±10mm，最高激振频率不应低于30c）进行空气制动试验的试验台的传动系统应配置等效质量与轴重相当的飞轮或电惯量与机械惯e）多个轨道轮连接轴之间应有适当的转速同步措施，对轮径差要求严格的机车试验台，如果电c）激振系统具备路谱迭代功能，能适用轨道谱或代用谱，能生成特定速度下的时间-空间曲线；e）在进行平稳性测试时，应按被试品实际运行线路的试验用轨道谱激振。如果不能确定实际线5b）机车车辆的纵向固定装置应和被试品在实际运用中的车钩作用方式一致。采用两端固定时，c）对于动车转向架动力学性能试验，有条件时应配置电压及频率相当的可调变频电源，驱动其d）应配置机车车辆轴箱及齿轮箱的风冷装置，其出口风速应满足热容量试验的要求，保证高速对于电力机车及电动车组试验，试验现场应具备AC27.5kV/50Hz的电源，并宜配备AC15kV/16.7对于城轨车辆试验，试验现场应具备DC750V、DC1500V和DC3000V的电源，如有必要进行网压波a）对于所关注的速度点上的最大机械转矩，相对误差的限值为±0b）对于直流电压、电流和功率的平均值，相对误差的限值为±0.5%；注：rd为读数，单位为r/min。h）对于燃油消耗量，相对误差的限值为±0.5%。c）试验台应配备载荷和位移参数检测的相关测量仪器，数据采6审定文档应有足够信息以识别机车车辆及其所有的关键部件，使其可通过试验记录进行追踪。至√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√7√√√√√√√√√√√√√√b）当轨道轮驱动电机电流小于30%的额定电流时，不开风机，也不开机车或动车风机，通过轨应为机车或动车轴箱提供冷却风。机车首先应在向前和向后两个方向上，空载模拟运行不少于30min轨道轮传动系统配合司机操作，逐渐平稳增加或减小运行阻力，模拟线路的坡度变化。试验中，应在30%～100%最高运行速度范围，使牵引力达到90%的时间累积达到30min。——各个转换特征点的数值，对于架控或整车全部牵引电机并联的牵引传动系统，评定还应8b）轨道轮电传动系统应提供适当的平滑施加的推送动力，维持轨道轮的转速，动力制动功率应c）降低推送动力，车轮速度降低，动力制动功率下降到规定速度点，电空制动自动投入或由司应依据机车车辆具有的故障保护功能，制定故障模拟方案，模拟方案中可被试品在试验台上以5km/h～30km/h的速度空载运行，输入模拟故障，观测并记录被试品9在持续定额试验时，可通过加大试验开始时的负载或降低系统中某些局部的通风，以缩短达到稳定温度的时间；随后恢复到额定条件维持2h，如果被考核部件定可作为温度测量结果，否则维持试验直至被考核部件的温度变化小于4K/h。由于机车车辆运动所产生的冷却对自然冷却的部件很重要，对于这些部件应模拟机车车辆运动所）；试验应依据线路运行曲线持续运行，直至温升达到稳定为止。可按某一等效定额工况开始试验，并继续重复进行工作状态周期以缩短温升达到稳定的时间。如果被考核部件在数个连续工作状态周期中1h内温度变化小于4K，则认为温升已达到稳定；当工作周期大于1h时，如果两个连续工作状态周被试品工作在牵引或惰行工况，在滚动试验台上以5km/h～30km/h的速度空载运行，然后通过司试验台施加的阻力是速度反馈的关联量，该阻力值按照TB/T1407.1计算得出，也可由试验委托方a）进行牵引试验时，被试车司机手柄置于固定级位牵引运行，通过滚动台进行速度控制运行至得到一条牵引特性曲线，改变被试车的牵引级位，得到不少于3b）进行电制动试验时，被试车司机手柄置于固定级位制动运行，通过滚动台进行速度控制运行至试验大纲规定的速度点，控制轨道轮的驱动转矩，当速度波动小于±1.0km／h时记录数速度点和最高恒功率速度点），得到电制动特性，改变被试车的制动级位，牵引制动特性试验在台架条件许可时，也可采用加速法或减速法进行试验，通过数据处理间接得被试品在台架上带载荷运行，连续向轨道轮上喷洒减摩液（可采用50%乙二醇与50%水的混合液）直至车轮出现明显打滑，模拟低粘着状态，机车或动车在不同牵引级位，速度达到规定时，转为不同电制动位，直至速度降为15km/h，采集各牵引电机相电流、电压、功率、各动轴转速和动车组速度。试验进行3次，动轴发生空转/滑行时，系统应能进行有效抑制，同时监控系统应有空转/滑行显示被试品在台架上运行，在不同轨道轮阻力及动力情况下，记录按不同速度定速运行时的速度、时评定内容为：定速运行且被试品的速度差不超过规定允许值时，牵引、惰行、制动工况转换时力在每个电压点重复3次试验，并绘制牵引和制动工况下AC（11～18）kVAC（17～31.5）kV评定内容为：被试电力机车或电动车组交流高压侧的功率因数、等效干扰电流和总谐波畸变率等。检测参数应包括轮对相对地面的横向绝对位移和构架的横向振动加速度，可根据被试车具体情况a）试验台纯滚动，轨道轮带动车轮以线路运行的加速度增速（每秒的速度增量不超过1.0km/h），一旦轮对出现周期失稳运动，即找到蛇行失稳线性临界速度（Vc0）。车辆失稳后，使轨道轮降速，当蛇行运动消失，即找到非线性临界速度（Vc2）。如果没有出现失稳，则应b）试验台滚动振动，滚动速度从低到高按被试车的具体情况分级，并按对应速度下的试验用轨道谱激振，如在激振条件下，转向架构架横向加速度通过10Hz低通滤波，出现峰值有连续6次以上达到或超过极限值8m/s2时，即得到构架蛇后轮对出现周期运动，此时得到轨道不平顺激扰下的实际临界速度（Vc1）。在车辆失稳后，进行降速，当蛇行运动消失时即得到非线性临界速度（Vc2）。在有激振条件下，如没有出现失稳，则试验速度不应低于线路最高运行速度的1.15倍，如出现失稳，试验速度不再提高。检测参数至少应包括试验速度、车体地板面振动加速度，还可包括构架、轮对等主要部件的振动运行响应试验是通过滚振相结合的试验方法，来模拟被试品在线路不平顺激扰下的运行状态，测——在进行运行响应试验时，采用速度分级，在常用运行速度范围可采用较小的速度分级。ml在进行曲线模拟试验时，滚动试验台轨道轮应在曲线的切线上，轨道轮应模拟曲线超高和内外轨差速，超高和差速的设置应和曲线状况要求一致。在试验台上进行曲线通过模拟时，按照以下步骤进d）被试品安装到试验台上，采用两端固定，牵引杆的牵引偏转角度根据模拟曲线半径和被试品——前端转向架中心对应处的车体侧墙下部点垂向和横向位移或加速度，前端转向架中心对的车体侧墙上部横向位移或加速度，后端转向架中心对应处的车根据激振信号的不同，对车辆悬挂系统自振频率的测定方法可分为变频扫描法、阶跃法和随机法。a）变频扫描法：用滚动振动试验台的轨道轮或单纯激振试验台的活动轨道，根据振型的需要，对车轮进行正弦激振，测定构架和车体的位移(或加速度)响应。通过连续改变正弦激振的频率，扫频速度不大于0.05Hz/s，记录连续变化的响应曲线，根据车体或构架的最大振动响应点的振动频率，确定该振型下的自振频率。在条件限制时，允许离散改变频率进行扫频，频率变化间隔不大于0.5Hz，但在出现自振频率的±0.3Hz范围内，频率变化间隔不大于b）阶跃法：根据振型的需要，用滚动振动试验台的轨道轮或单纯激振试验台的活动轨道对被试品进行阶跃激振，测定车体和转向架的位移响应时间历程。根据响应曲线可计算自振频率和ζ=…………（2）、Ac）随机法：用白噪声随机信号对轮对进行激振，测定车体和转向架的响应，再根据激振输入信号和响应信号，计算出响应振型下的传递频响函数，对应的峰值响应的频率点即为自振频率。检测位移或加速度，测量点应至少布置在7个测量截面上，每一截面的每个边测量点不少于3个，对整备状态下的被试品车体采用试验模态分析方法进行模态识别，应识别出5Hz～40Hz频率范围的车体振型。进行模态试验时，可采用单点激振多点测量或多点激振多点测量方法。鉴于车体较大而确定机车车辆的模态和频率，在接近振型频率点时，再采用正弦扫描进行激振，以准确获得机车车辆——针对动车组车体，转向架构架浮沉模态阻尼比低于20%时，整频率与构架浮沉频率之间错开两者中较低频率的40试验时带有空簧的转向架各空簧状态应完全相同，即全部处于正常充气、失气或过充状态，在整个测试过程中空簧系统应始终处于正常工作状态，不出现显著升降。应考虑车辆运营过程中的各种工利用试验台模拟车辆通过曲线时转向架与车体之间的转动过程，试验中施加位移控制使转动台绕评定内容为回转阻力系数，对于动车组和客车，回转阻力注：周围空气温度测点位置距机车柴油机进气和机车散热器进气口中心水平距离2m处，两侧各设置2点，取其温度a）试验时被试机车处于牵引工况，在机车允许加载条件下，选择某一机车手柄位，机车开始运行。由试验台设备提供机车负载同时控制机车速度，只有当机车轮周牵引力与阻力平衡时，b）从机车持续速度到最大速度范围内，每隔8km/h～10km/h选择一个工况点（应包括持续速度点和最高恒功率速度点）。只有当机车轮周牵引力、机车速度和温度基本达到稳定状态后d）在性能试验过程中，不应调整机车的各项工作参数和更换重要部件，如需调整或更换，则重e）若因试验机车或试验设备故障造成中断停车，应根据中断原因及对试验结果的影响程度确定注：周围空气温度测点位置距机车柴油机进气和机车散热器进气口中心水平距离2m处，两侧各设置2点，取其温c）电力传动内燃机车试验时，柴油机应在满负荷状态下运行；滚动试验时，机车应以持续速度d）工况稳定5min后开始记录。连续记录各参数，直至冷却风扇达到设计要求的最高转速，并且柴油机机油温度及水温度、增压器涡轮前温度在最高允许值内不再上升为止。此时的温度e）超温及其处理：当柴油机出口油、水温度之一达最高允许值后仍继续上升，说明处于超温状态，则应停止试验。针对此种状态，如有必要，可降低柴油机功率重复上述试验，功率降低的幅度按照被测柴油机额定功率百分比确定，但应保持柴油机额定转速，力求试验到平衡温c）电力传动内燃机车定置试验时，柴油机应在满负荷状态下运行；定置滚动试验时，机车应以F——轮周牵引力，单位为千牛（kNd——轨道轮直径，单位为米（m）。半磨耗轮周牵引力（F´)按公式（A.2）计算。D——实测机车车轮滚动圆直径，单位为米（mvi=60τdni/1000vi——各轴（轮周）速度，单位为千米每小时（km/hni——各轴转速，单位为转每分钟（r/mind——轨道轮直径，单位为米（m）。v——实测机车（6轴）速度，单位为千米每小时（km/h）。NK=(F×v)/3.6…………（A.6）ηey——机车单位燃油消耗量，单位为千Ne=Nf+ΣNffNf——柴油机驱动主发电机或液力传∑N△v——机车恒功率速度范围（机车最高恒功率速度与持续速度之差），单位为千米每小时vmax——机车最高速度，单位为千米每小时（磁场削弱系数(β)按公式（A.10）计算。II机车在持续速度工况下时