摘要：随着中国城市轨道交通的快速发展,地铁车辆制式繁多、备品备件数量大、国产化水平偏低等问题日益凸显,使得行业亟待建立地铁列车的中国标准和关键系统体系,这对地铁列车牵引系统设计提出更高的要求,也带来新的挑战。文章首先明确牵引系统设计的研究目标与简统原则,提出了4种标准地铁车型牵引系统的牵引/电制动特性,可覆盖95%以上地铁行业的需求;通过行业主流产品的比选,提出一种有利于整车设备布局的列车高压电路拓扑,简统了永磁同步牵引系统的主电路,并分析计算确定主电路的关键参数、电机和斩波电阻的功率;通过分析轴承电腐蚀产生的原理,简统了一种可以有效抑制牵引电机轴承电压的列车接地电路结构,并分析确定了其对应接地电阻阻值。仿真验证结果表明,通过系列化、简统化设计的牵引系统能够满足标准地铁列车的应用需求,可实现不同厂家牵引系统产品的兼容安装和主要备品备件的通用化,有效降低运营商的维护成本。

摘要：开发轻质高比吸能的能量吸收装置是标准化地铁列车项目的核心需求,开展专用吸能装置的匹配性增强设计对结构耐撞性提升有重要意义。在不改变现有装置所占空间的前提下,根据标准化地铁列车的碰撞防护参数,设计了3种吸能元件方案,运用显式有限元分析方法,基于试验测定的部件性能参数,对比分析了3种结构在25 km/h速度条件下的冲击响应行为,并确定了最终的优选设计方案。在此基础上,运用拉丁超立方试验法构造了吸能参数响应面;采用非支配排序多目标遗传算法(NSGA-II)开展了吸能元件的多目标结构优化匹配设计,获得了优化后的结构方案,并完成了验算。结果表明,通过串联式蜂窝结构设计可改进吸能装置中长行程蜂窝的失稳问题;通过顶杆式蜂窝组合结构设计,显著提升了装置压缩过程中的吸能特性。响应面优化后的标准化地铁列车吸能装置吸能能力显著提升。

摘要：针对目前国内城市轨道交通车辆电气系统标准化程度低、备件繁多、智能化程度不高等问题,基于系列化中国标准地铁列车的顶层设计原则,进行了地铁列车电气系统调研与新技术应用研究,围绕用户需求开展了不同车型电气系统及部件的接口规范化、性能及功能简统化和标准化等设计工作,完成了系列化中国标准地铁列车电气系统平台研制,实现了电气系统的智能化、可配置化和功能性能升级,更安全、更智能、更节能的电气系统平台可为系列化标准地铁的推广应用和智慧城轨的建设奠定基础。

摘要：车辆密封性能是影响乘客舒适性体验的关键因素,而车门系统密封性能的优劣直接决定了车辆的密封性能,因此提升车门密封性意义重大。通过分析影响车辆密封性能的阻塞比、车辆运行速度等因素,结合舒适性评价标准,针对塞拉门系统密封性能的提升进行了研究。文章提出了增加约束限位和改进胶条断面等方式实现车门系统密封性能优化,并通过台架充压试验进行对比验证。结果表明,在门扇下部增加约束和气动压紧锁的方式能显著提升车门系统的密封性能;采用反向唇边的非对称式护指胶条对提升车门系统密封性也具有一定效果。研究成果可为系列化中国标准地铁列车车门系统的密封结构设计提供指导建议。

摘要：建立了2列相同编组B型地铁列车纵向冲击时的一维纵向动力学模型,并对车端吸能元件进行了建模仿真(包括可逆吸能元件如车钩橡胶缓冲器、不可逆吸能元件如车钩压溃管和车端防爬器)。为满足列车碰撞多级吸能需求,对车端不可逆吸能元件(压溃管)的参数进行优化设计,对比分析了其采用恒定力值、阶梯力值、渐变力值时的各断面吸能情况。结果表明,可变力值吸能元件能够更好地满足列车在不同碰撞速度下的吸能需求,更有利于能量吸收在不同断面中的均匀分布,从而更好地解决车端空间有限与吸能元件行程不足的矛盾,其中渐变力值元件吸能表现优于阶梯力值方案。相关计算结论可为系列化标准地铁列车钩缓系统吸能元件压溃管参数配置提供参考。

摘要：结合标准地铁摩擦副安装接口要求和车辆制动参数,通过方案设计、计算校核和试验验证等方式开展新型轻量化制动摩擦副的设计与试验研究,论证新型轻量化制动摩擦副在标准地铁车辆上的适用性和制动匹配性。新型轻量化制动摩擦副中的闸片采用合成材料,制动盘采用铝基复合材料,并利用搅拌摩擦成型技术制备。通过仿真分析对制动盘热容量进行计算校核,同时基于VDI 2230标准对制动盘紧固件安全系数进行计算校核,结果显示铝基复合材料制动盘热容量与紧固件连接安全系数均满足相关标准要求。通过对新型制动摩擦副开展相关试验,铝基复合材料制动盘和合成闸片的物理和力学性能均能满足标准地铁规定要求;铝基复合材料制动盘与紧固件连接安全可靠,满足振动冲击试验标准要求。已完成的制动摩擦副全尺寸制动动力台架试验结果显示,摩擦副的平均摩擦因数稳定、闸片磨耗量小、制动盘温升小、制动噪声低,摩擦副具有良好的匹配性。根据校核分析和试验结果,新型制动摩擦副满足标准地铁车辆制动需求,可进行推广使用。

摘要：制动控制电磁阀为轨道交通车辆制动系统关键执行部件。在制动过程中,电磁阀接收电子控制单元的控制信号,通过反复动作实现对制动压力的控制。这要求控制信号与电磁阀的动态特性要相互匹配,保证压力的控制精度,同时达到降低电磁阀动作次数、延长使用寿命的目的。因此,在开发过程中对制动控制电磁阀动态响应特性进行研究是必要的且具有重要意义。采用电磁仿真模块建立电磁阀动态仿真模型,分析电磁阀得电和断电过程中电磁阀线圈内电流和铁芯动作位移等参数的变化趋势;通过试验方法测试电磁阀得电和断电过程中电流响应特性与压力响应特性;搭建试验环境完成了3000万次寿命测试及过程中的电磁阀响应稳定性测试。研究结果表明,制动控制电磁阀的电流响应时间小于11 ms,仿真和实测电流变化趋势一致;按照标准GB/T 22107测试的压力响应时间小于15 ms,且随动作次数增加至3000万次的测试过程中,压力响应时间均在15 ms以内,稳定性好,可以满足制动控制系统的使用要求。本文研究结果可为电磁阀控制算法设计提供参考。

摘要：列车噪声影响车内乘客舒适性,其产生原理复杂,在一定程度上影响着轨道交通车辆的发展,开展列车噪声研究意义重大。文章采用数值仿真方法,以3辆车编组、带转向架、无受电弓的1:8缩比列车模型为基础,运用软件ICEM的拓扑优化、多层网格加密技术、附面层网格技术与网格拉伸技术开展精细化四面体/三棱柱网格划分,构建列车明线运行环境下的计算域网格。通过建立地铁列车气动噪声仿真模型,研究了80 km/h、120 km/h和130 km/h不同工况下列车明线运行的气动声学特性;分析了不同速度下地铁列车流场脉动性能、气动噪声源性能和远场辐射噪声性能,研究列车外部流场情况及其声学规律。仿真结果表明,随着列车运行速度增加,列车车体表面的声功率级逐渐增加,声源能量和声压级也随之增大。对时速120公里地铁列车气动噪声特性的研究可为地铁车型气动声学优化设计提供参考。

摘要：根据城轨列车驱动电机与齿轮箱之间连接的需要,设计了用于城轨列车的一种齿式联轴节。在设计过程中,从齿式联轴节结构、齿部的几何参数、密封结构、齿部侧隙的理论计算、空间运动分析等方面进行了研究;建立了齿式联轴节的三维模型,基于Ansys计算软件对齿式联轴节的3种运行工况进行了有限元分析,并运用ZGCAD齿轮软件进行了齿轮强度计算;设计制造齿式联轴节样机,进行了样机周期性循环试验。研究结果可为其他领域齿式联轴节的设计提供借鉴和参考。

摘要：目前工业实时控制器采用“ARM+DSP+FPGA”软件架构,存在数据流复杂、开发难度大以及成本高等缺点。对此,文章提出一种基于TMS320F28377D型微控制单元的控制系统平台软件方案设计。其利用TMS320F28377D的双核特性并辅以硬件协议栈芯片实现以太网通信,用其中一个内核完成电机算法控制,另一个内核实现逻辑程序控制、波形监视、故障记录以及对外通信等功能。该平台既满足了工业实时控制器的功能需求,又极大地简化了控制系统的数据流,降低了控制器平台软件开发难度,平台的开发人员数量由原来的3位减少到1位,使得产品成本得到极大程度的降低。基于该控制器软件架构的逻辑及控制软件已在空调螺杆机变频器产品中得到了有效的应用,验证了该控制器方案的可靠性。