地鐵閘瓦熱容量計算及試驗分析

0 引言

類似于汽車的剎車系統(tǒng)，軌道交通車輛的制動系統(tǒng)也是關(guān)乎安全最為重要的一環(huán)。目前城市地鐵列車主要有三種制動方式：

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以x±s表示，采用配對t檢驗，組間同時間點比較行獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以百分比表示，等級比較行秩和檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

1）再生制動

牽引的逆過程，即將多余的制動能量回饋至電網(wǎng)。正常情況下可回饋的能量占比超過五成，但由于電網(wǎng)穩(wěn)壓需要，回饋能量達到一定比例后電網(wǎng)將不再吸收。

2）電制動

試驗過程見圖6至圖13。

3）空氣制動

即使用基礎(chǔ)制動裝置將多余能量通過摩擦生熱方式吸收。

主要車輛及模擬參數(shù)如表1所示。

此外，隨著列車運營規(guī)模的不斷擴大，越來越多的地鐵公司從能量利用率出發(fā)，嘗試取消車載制動電阻，采用部署集中式或分布式地面再生能量裝置將能量回收與再利用

，但此種情況下要求電制動失效時，空氣制動具有繼續(xù)承擔運營的能力。經(jīng)調(diào)研，目前主流地鐵均要求在列車電制動失效的情況下要滿足限速承載超載載荷正線運行一個往返。在全空氣閘瓦制動工況下，由于頻繁制動，閘瓦與車輪踏面升溫很快，嚴重時可達幾百攝氏度

，且車輪踏面受熱膨脹會產(chǎn)生熱應(yīng)力

。根據(jù)地鐵列車轉(zhuǎn)向架車輪材料的特點，當急劇摩擦帶來的溫度上升超過奧氏體化相變的臨界溫度時，將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈择R氏體，此時如車輛繼續(xù)運行，車輪極易出現(xiàn)踏面脫落、剝離等損傷

，導致壽命嚴重下降，故最高溫度必須低于車輪材料的相變轉(zhuǎn)化溫度。此外，閘瓦長時間處于高溫狀態(tài)會導致性能下降，使制動距離加長，因此須全面分析全空氣制動下閘瓦與車輛踏面熱容量承載能力。

英文寫作是一種綜合能力訓練，是一個長期復雜的訓練過程，臨陣磨槍是無法積累文化功底的，培養(yǎng)學生的寫作能力不能一蹴而就，應(yīng)該重視平時的英語作文訓練，從學生的實際水平出發(fā)，由易到難，循序漸進。習慣是可以培養(yǎng)的,英語寫作也是如此.，培養(yǎng)學生寫作的主動性與積極性，這樣日積月累，英文寫作自然就融為學習的一部分。

地鐵車輛在高速運行時電制動性能良好，但電制動效率會隨運行速度的降低而降低，且出于安全考慮，在車速降到一定時必須采用空氣制動，這是確保車輛安全停車的最后一道屏障。

如前所述，昆曲過腔音樂材料有來自本唱調(diào)音階中的任一級音和昆曲劇種主調(diào)兩種。音樂材料以及各種材料的不同組合和連接次數(shù)的多寡，可以影響乃至決定過腔的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)形式（下稱“構(gòu)式”）；音樂在運動過程中，亦有音勢順暢或轉(zhuǎn)折、氣息頓挫或斷連之異，也會導致樂匯或“句型”的變化，過腔結(jié)構(gòu)的多樣性亦由此產(chǎn)生。

1 研究對象

本文研究對象為6編組地鐵車輛，采用1 500 V受電弓受流模式。列車布置圖如圖1所示，Tc為帶司機室的拖車，Mp 為帶受電弓的動車，M 為動車。全車采用踏面制動，每個車輪配備一個基礎(chǔ)制動單元，車輛限速80 km/h。

在超員載荷（AW3）下，Tc車可承載280人，Mp與M車可承載304人。

地鐵運行線路圖如圖2 所示，車輪外形圖如圖3所示。

2 仿真計算

2.1 計算理論

摩擦熱量通常采用做功法和能量法兩種方法計算。由于列車在實際運行過程中一直處于左右擺動狀態(tài)，壓力接觸點亦隨之變化，故難以獲得準確的閘瓦接觸壓力。本文計算采用能量法，即假設(shè)列車制動能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。

閘瓦制動所產(chǎn)生的總能量表達式為：

企業(yè)的各種信息是以圖形文件、文本文件、數(shù)據(jù)文件、表格文件和多媒體文件等形式存在，包括合同、項目可行性報告、設(shè)計任務(wù)書、工程設(shè)計和分析數(shù)據(jù)、工藝設(shè)計文件、生產(chǎn)加工、裝配、檢驗、備品備件清單、維修記錄和說明書及使用手冊、電氣原理圖或布線圖以及規(guī)范文件等。PLM系統(tǒng)的文檔管理功能將這些文檔集中管理起來保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性，保證企業(yè)的設(shè)計和生產(chǎn)使用正確版本的文檔。

根據(jù)式（1）可推導出熱流密度，即單位時間通過某一界面的熱能。

由于摩擦產(chǎn)生的熱量被車輪和閘瓦吸收，因此閘瓦吸收的能量需考慮吸收比，該比值由車輪與閘瓦的材料屬性決定。為簡化計算，假設(shè)車輪在行進一周的過程中制動接觸區(qū)域的能量均勻分布，由此推導出單位面積熱流密度，表達式為：

一是重視過程性評價和開放性測試。小測試、綜合寫作、閱讀筆記、角色表演和發(fā)言時的表現(xiàn)、提問和解答問題的時體現(xiàn)的思維品質(zhì)等，都是教師評價學生學習成績的依據(jù)。筆者見到一堂歷史考試中有兩道論述題，每題都含兩到三個觀點，全是開放性的、需要學生發(fā)表獨立觀點的思辨性問題。

此外，傳熱還需考慮運行過程中與空氣的對流換熱系數(shù)，其表達式為：

鏡頭里，姑娘坐在湖畔一塊矮石上，下巴微揚，秀發(fā)被風吹起。高志明屏息斂神，毫不猶豫地撳下海鷗120相機的快門。

根據(jù)現(xiàn)場極限情況，本文模擬工況主要有：AW3載荷連續(xù)兩次80 km/h速度的緊急制動；AW3載荷切除電制動以65 km/h限速運行一個往返。工況1和工況2分別如圖4和圖5所示。

根據(jù)閘瓦踏面制動擾流模型，努賽爾數(shù)取值可采用強制對流模型的經(jīng)驗公式

確定：

2.2 計算參數(shù)及工況

城市軌道交通車輛常用的空氣制動主要有閘瓦制動和盤形制動

，其中閘瓦制動又稱踏面制動，制動時閘瓦壓緊車輪踏面，輪、瓦間發(fā)生摩擦產(chǎn)生使列車減速或停車的制動力。本文著重研究閘瓦制動方式。

(3)從單一平臺向多平臺相結(jié)合發(fā)展，優(yōu)勢互補，提高容錯糾錯能力，如將傳統(tǒng)的地基激光雷達與星載激光雷達探測手段相結(jié)合，建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型，從而擴大探測范圍和提高探測精度。

2.3 計算結(jié)果

計算結(jié)果如表2。

將1號機發(fā)電機高壓油泵出口壓力開關(guān)拆除并進行校驗，發(fā)現(xiàn)壓力開關(guān)整定值已發(fā)生一定的漂移(整定值從10.0 MPa變化至10.71 MPa，返回值從8.0 MPa變化至8.44 MPa，見圖2所示)，從而印證了對上述問題的相關(guān)分析，整定值發(fā)生漂移是導致高壓油泵發(fā)生自動切泵等故障發(fā)生的直接原因。

3 試驗驗證

為進一步明確上述章節(jié)中兩種工況下的摩擦熱量，本項目同步進行了試驗驗證。

3.1 試驗準備

本試驗采用將等效質(zhì)量的黃沙均勻布置于地板面的方式模擬超員載荷。試驗開始前，對整個制動系統(tǒng)進行全面檢查，確保無故障后切除電制動，將列車加載至AW3。

3.2 試驗過程

將測溫貼紙粘到制動閘瓦及車輪上。為方便讀取溫度值，本文對列車運行方向Tc1 車4 軸及Mp1車2 軸左側(cè)車輪進行貼片，然后模擬工況1 和工況2。試驗過程中，記錄列車速度、制動模式、制動缸壓力及制動命令。試驗后，檢查貼紙上的溫度，記錄拖車及動車車輪溫度、拖車及動車制動閘瓦溫度。試驗完畢待列車回庫后，拆除測試貼紙恢復車輪原狀。

即將多余的能量通過制動電阻吸收并以熱能形式散發(fā)到周圍環(huán)境中。

3.3 試驗結(jié)果

試驗結(jié)果見表3。

4 結(jié)果對比與分析

本文從多個方面對結(jié)果進行了對比分析：

1）模擬計算結(jié)果與試驗結(jié)果均顯示工況2閘瓦溫度大于工況1閘瓦溫度，可見即使速度較低，由于運營跑圖?？空军c不斷制動引發(fā)的熱量積累仍高于兩次極速緊急制動。

2）同樣位置的模擬溫度遠大于試驗溫度，可見模擬計算時采用的近似模型和參數(shù)取值與實際工況差距較大，且實際測試時間處于夜晚，環(huán)境溫度較低，大溫差情況下熱量更易耗散。

3）由試驗結(jié)果可知，同樣工況下閘瓦溫度低于車輪溫度，可見閘瓦材料散熱性能更優(yōu)異。

出車禍的那天，她坐在邵南的車里。他們撞向了旁邊的欄桿，車子側(cè)翻了，她的腿被卡住了。邵南先爬出了車，她哭著求他，幫幫她、幫幫她?？墒撬粗┯偷能嚫嬖V她，他不能冒險，因為車隨時可能爆炸。

4）模擬及試驗結(jié)果均表明，此車型車輪及閘瓦材料所能承受的溫升均能滿足電制動失效工況下全空氣制動需求，符合地鐵安全運行要求。

動脈化療栓塞術(shù)是當前臨床中肝癌治療的有效方式，本研究通過對比分析方式比較兩組患者介入治療效果，希望為臨床肝癌介入治療提供參考。

5 總結(jié)展望

本文對地鐵列車在電制動失效工況下閘瓦熱容量承載要求進行了闡述，同時以某地鐵列車為研究對象進行了兩種極限工況下的模擬計算與試驗驗證，并對結(jié)果進行了對比與分析，結(jié)果表明，該地鐵車輪與閘瓦熱容量均滿足安全要求。

由模擬計算及試驗驗證對比結(jié)果可知，目前模擬計算仍有較大誤差，計算所得的安全裕度較大，但試驗由于模擬超員而進行的加載成本較高，因此如何優(yōu)化模型及對散熱狀態(tài)進行理論性分析將是重要的研究方向。

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