机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 309-321.doi: 10.3901/JME.260708
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刘鹏飞1,2, 马兆鑫1, 王美琪1,2, 张志超3, 吕凯凯3, 刘泽潮2, 豆硕2
LIU Pengfei1,2, MA Zhaoxin1, WANG Meiqi1,2, ZHANG Zhichao3, LÜ Kaikai3, LIU Zechao2, DOU Shuo2
摘要: 重载列车的轴重与长度持续增加,传统空气制动易诱发较大纵向冲动;同时恶劣线路条件加剧轮轨接触温升,从而劣化轮轨服役环境,双重因素对行车安全构成极大威胁。通过构建考虑轮轨热力耦合效应的长大重载列车-轨道耦合动力学模型,研究2万t列车在新型电控空气制动(Electrically controlled pneumatic brake,ECP Brake)工况下通过不同平纵断面组合线路时的纵向冲动与轮轨摩擦温升。结果表明:制动工况下,线路平纵断面组合对列车纵向冲动影响显著,凹曲线最大压钩力较平直道高41%,凸曲线最大拉钩力较平直道高31%,均集中于列车中后段;紧急制动工况下纵向冲动更强且最大车钩力出现部位分布更为分散;不同线路条件下车体纵向加速度差异明显,凹曲线的纵向加速度高于凸曲线约24%;轮轨温升方面,机车的温升始终高于货车,其中4‰上坡道工况下两者最大温差达120 ℃;同一线路下,常用全制动工况的轨面温升高于紧急制动,且不同位置货车的温升差异显著,其中110位货车温升最大、152位货车温升最小。本研究揭示了重载列车ECP制动过程中纵向动力学响应与轮轨热力行为的耦合规律,为重载列车在组合线路上的制动控制优化、轮轨系统安全运维提供理论支撑。
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