動車組動力學性能暫規(guī)

1、動力學性能試驗鑒定方法及評定標準動力學性能試驗鑒定方法及評定標準 目 次1范圍42術(shù)語和定義43車輛坐標系44總則55試驗條件56測量參數(shù)87評定指標108評定指標限度值12前 言 為2004年采購200km/h電動車組，特制定本200km/h電動車組動力學性能試驗鑒定方法及評定標準。本規(guī)定制定中曾參考了以下文獻： GB5599 鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規(guī)范 TB/T2360 鐵道機車動力學性能試驗鑒定方法及評定標準 UIC518 鐵道車輛試驗與鑒定 UIC513 鐵道車輛旅客振動舒適性評定指南 prEN 14363 鐵路應(yīng)用 鐵路機車車輛運行特性驗收試驗 運行特性試驗和靜態(tài)試驗本文件

2、由鐵道部科學研究院車輛研究所負責起草。動力學性能試驗鑒定方法及評定標準1 范圍1.1 本標準規(guī)定了采購200km/h電動車組在中國鐵路線路上進行動力學性能試驗鑒定的方法和評定標準。2 術(shù)語和定義2.1 鐵道車輛（Railway Vehicles）在軌道線路上運行的車輛統(tǒng)稱，包括機車、客車、動車組中的動車、拖車等。2.2 運行參數(shù)最高運營速度 Vlim 鐵道車輛運營的最高速度；單位：km/h。Vlim200km/h允許欠超高 h0鐵道車輛通過曲線時允許最大未被平衡的超高；單位：mm。3 車輛坐標系3.1 車輛動力學試驗的坐標系車輛動力學試驗的坐標系為右手坐標系，如圖1所示。列車前進方向為x軸，車

3、輛向上為z軸。在試驗中，被試車輛試驗運行方向應(yīng)唯一規(guī)定，進而可以分為正向運行和反向運行。圖1車輛動力學試驗的坐標系3.2 測點命名規(guī)則首先沿x方向，車輛縱向依次進行順位命名，如圖1中的j。進而依xz平面對稱，命名車側(cè)，如圖1中的k。動力學試驗中，每個測點都以測點符號和下標jk命名。如P12、Q12、等。4 總則4.1 一般原則4.1.1 鐵道車輛動力學性能的鑒定必須通過線路試驗的方法進行，不能通過模擬試驗的方法來代替。4.1.2 試驗前應(yīng)確認下列參數(shù)：線路等級、維修養(yǎng)護等級和幾何質(zhì)量特性。車輛技術(shù)參數(shù)。運行試驗區(qū)段特性；如直線、大半徑曲線和小半徑曲線。車輛狀態(tài)；如空車、重車等。5 試驗條件試驗

4、運行條件應(yīng)包括速度、欠超高、曲線半徑等各種組合。5.1 試驗區(qū)段試驗區(qū)段分為：直線、大半徑曲線、小半徑曲線、正向通過道岔和側(cè)向通過道岔。5.1.1 直線區(qū)段和特大半徑的曲線區(qū)段5.1.1.1 試驗速度： 試驗最高速度Vmax1.1Vlim ； 試驗應(yīng)在最高速度下分若干速度級，速度級增量為10km/h或20km/h。速度控制容許偏差為±5km/h。5.1.1.2 欠超高： h £ 40mm5.1.1.3 采樣段數(shù)：每個速度級采樣段數(shù) N ³ 255.1.1.4 每段采樣長度：若 Vlim £ 200km/h, 則 l =250m ；若 Vlim >

5、200km/h, 則 l =500m ；每段采樣長度容差為10。5.1.1.5 由所采樣段組成的區(qū)段最小長度：LN·l 10 km。5.1.2 大半徑曲線區(qū)段圓曲線和緩和曲線分別處理。5.1.2.1 試驗速度： 試驗最高速度Vmax1.1Vlim ； 試驗應(yīng)在最高速度下分若干速度級，速度級增量為10km/h或20km/h。速度控制容許偏差小于±5km/h。5.1.2.2 欠超高： h 1.10 h0欠超高容許偏差應(yīng)小于±0.05h0。5.1.2.3 采樣段數(shù)l 圓曲線區(qū)段：每個速度級采樣段數(shù) N 25。l 緩和曲線區(qū)段：所有選定曲線上的全部緩和曲線都進行采樣。5.

6、1.2.4 每段采樣長度l 圓曲線區(qū)段：若 Vlim £ 160km/h, 則 l =100m ；若160km/h < Vlim £ 200km/h, 則 l =250m ；若 Vlim > 200km/h, 則 l =500m 。每段采樣長度容差為10。由所采樣段組成的區(qū)段最小長度：LN·l 10 km。l 緩和曲線區(qū)段每條緩和曲線作為一個采樣段。5.1.3 小半徑曲線區(qū)段曲線按照其半徑分為兩類分別處理。曲線半徑R范圍：400m < R £ 600m為一類；曲線半徑R范圍：250m < R £ 400m為另一類。圓曲線

7、和緩和曲線分別處理。5.1.3.1 試驗速度： 試驗最高速度Vmax1.1Vlim ； 試驗應(yīng)在最高速度下分若干速度級，速度級增量為10km/h。速度控制容許偏差應(yīng)小于±5km/h。5.1.3.2 欠超高： h 1.10 h0欠超高容許偏差小于±0.05h0。5.1.3.3 采樣段數(shù)l 圓曲線區(qū)段：采樣段數(shù) N 50。l 緩和曲線區(qū)段：所有選定曲線上的全部緩和曲線都進行采樣。5.1.3.4 每段采樣長度l 圓曲線區(qū)段：l =100m ；每段采樣長度容差為10。l 緩和曲線區(qū)段：每條緩和曲線作為一個采樣段。5.1.4 正向通過道岔5.1.4.1 試驗速度： 試驗最高速度Vma

8、x 1.1Vlim ；試驗應(yīng)在最高速度下分若干速度級，速度級增量為10km/h或20km/h。速度控制容許偏差應(yīng)小于±5km/h。5.1.4.2 采樣段數(shù)：每個速度級采樣段數(shù) N ³ 155.1.4.3 每段采樣長度： 正向通過的每一個道岔區(qū)作為一個采樣段。5.1.5 側(cè)向通過道岔5.1.5.1 試驗速度： 試驗最高速度Vmax1.1Vlim ； 速度控制容許偏差應(yīng)小于±5km/h。5.1.5.2 采樣段數(shù)：所有選定的側(cè)向通過道岔上全部都進行采樣。采樣段數(shù)N ³ 10。5.1.5.3 每段采樣長度： 側(cè)向通過的每一個道岔區(qū)作為一個采樣段。5.2 試驗車輛

9、5.2.1 機械特性（靜態(tài)和動態(tài)）5.2.1.1 鑒定試驗時所使用的車輛特性應(yīng)經(jīng)過核查，確認其狀態(tài)正常、符合規(guī)定的特性要求。必要時在試驗臺上進行預先試驗，以檢查主要的參數(shù)（剛度、磨擦力矩、阻尼、相對摩擦系數(shù)、等），保證車輛狀態(tài)在容差范圍之內(nèi)。5.2.1.2 對于空氣彈簧懸掛車輛，出于安全的考慮，應(yīng)補充進行空氣簧放氣后的運行試驗，以確認空氣彈簧無氣狀態(tài)的限速值。5.2.2 載荷狀態(tài)5.2.2.1 機車試驗應(yīng)在整備狀態(tài)下進行。5.2.2.2 客車和動車組車輛試驗應(yīng)在空車狀態(tài)下進行。5.2.3 車輪踏面做鑒定試驗時，采用設(shè)計確定的和正常磨耗的車輪踏面， 5.3 編組和運行方向5.3.1 原則5.3.

10、1.1 試驗列車編組和運行方向應(yīng)能覆蓋被試車運營當中所有可能遇到的運用工況。為簡化試驗可以只進行經(jīng)過試驗證明是最不利的運用工況。5.3.1.2 試驗列車為專列方式運行。5.3.2 在列車中的位置對于動車組或無法改變編組的列車組，應(yīng)在報告中說明被試車輛種類及其在列車中的位置。5.3.3 運行方向一般試驗應(yīng)在兩個運行方向上進行。如果不能在兩個方向進行試驗，則按照轉(zhuǎn)向架走行方向進行試驗。裝備有測試傳感器的轉(zhuǎn)向架放在已經(jīng)過試驗表明是最為不利的位置。5.3.4 鋼軌狀態(tài)鋼軌表面狀態(tài)一般應(yīng)是干燥的。鋼軌的狀態(tài)、氣候條件、試驗時間都必須在試驗報告中說明。6 測量參數(shù)6.1 輪軌力輪軌接觸的橫向力Q和垂向力P

11、采用測力輪對方法測量，測力輪對應(yīng)安裝在一個轉(zhuǎn)向架兩個端軸上。6.2 加速度6.2.1 車體橫向加速度Ay和垂向加速度Az6.2.1.1 機車安裝在車體端梁中央。6.2.1.2 司機室安裝在司機座椅下地板上。6.2.1.3 客車安裝在1、2位轉(zhuǎn)向架中心偏向車體一側(cè)1000mm的車內(nèi)地板上。6.2.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫向加速度AyG6.2.2.1 安裝在測量輪軌力轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，位置在對應(yīng)一個軸箱之上的構(gòu)架端部。6.2.3 部件上的橫向加速度Ay*、垂向加速度Az*6.2.3.1 牽引電機加速度安裝在其重心線附近的殼體上。6.2.3.2 齒輪箱加速度安裝在其重心線附近的殼體上。6.3 彈簧動撓度D6.3

12、.1 一系彈簧垂向動撓度DzF6.3.1.1 測量一系彈簧動撓度的位移傳感器安裝在一系彈簧垂直方向兩側(cè)。6.3.1.2 測力輪對兩側(cè)都應(yīng)安裝。6.3.2 二系彈簧橫向動撓度DyB和垂向動撓度DzB6.3.2.1 測量二系彈簧橫向動撓度的位移傳感器安裝在車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間。6.3.2.2 測量二系彈簧垂向動撓度的位移傳感器安裝在二系彈簧垂直方向兩側(cè)。6.3.2.3 裝有測力輪對的轉(zhuǎn)向架都應(yīng)安裝。6.4 輔助測量參數(shù)為描述車輛的走行安全和動態(tài)性能以及在必要時解釋車輛的某些特性，還可以進行一些輔助的測試。應(yīng)按照每種情況的需要確定輔助測試點，并在試驗大綱和試驗報告中詳細說明。6.5 測試參數(shù)的記錄所

13、有測試信號原始數(shù)據(jù)都應(yīng)記錄，記錄信號可以是模擬量或數(shù)字量，記錄媒介可以是磁帶機、計算機等。7 評定指標7.1 運行穩(wěn)定性車輛運行穩(wěn)定性指標按脫軌系數(shù)、輪重減載率、橫向力允許限度和輪軌最大垂向力等指標評定。7.1.1 脫軌系數(shù)7.1.1.1 脫軌系數(shù)用于評定車輛的車輪輪緣在橫向力作用下是否會爬上軌頭而脫軌。7.1.1.2 脫軌系數(shù)定義為爬軌側(cè)車輪作用于鋼軌上的橫向力Q與其作用于鋼軌上的垂向力P的比值；即脫軌系數(shù) Q/ P。7.1.2 輪重減載率7.1.2.1 輪重減載率是評定在特定工況下因輪重減載過大而引起脫軌的另一種脫軌安全指標。7.1.2.2 輪重減載率定義為輪重減載量P與該軸平均靜輪重的比

14、值。即：輪重減載率 ；式中：；7.1.3 輪軸橫向力7.1.3.1 輪軸橫向力用于評定車輛在運行過程中是否會因為過大的橫向力而導致軌距擴寬或線路產(chǎn)生嚴重變形等。7.1.3.2 輪軸橫向力用H表示。7.1.4 橫向穩(wěn)定性采用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫向加速度評價轉(zhuǎn)向架的運行穩(wěn)定性。7.1.5 輪軌最大垂向力7.1.5.1 輪軌最大垂向力用于評定車輛在運行過程中是否會因為過大的輪軌垂向力而導致鋼軌破壞或線路產(chǎn)生嚴重變形等。7.1.5.2 輪軌最大垂向力用Pmax表示7.2 運行平穩(wěn)性運行平穩(wěn)性分別按舒適度指數(shù)NMV或平穩(wěn)性指標W。7.2.1 舒適度指標NMV【1】 UIC 513 的簡化方法。7.2.1.1 乘

15、坐舒適度用于評定旅客和司機的舒適性。7.2.1.2 乘坐舒適度指標按下式計算：式中： NMV 舒適度指標； a 加速度的均方根值； wd,wb 此上標與按加權(quán)曲線d,b的頻率加權(quán)值有關(guān)； iP95 這些下標與界面及統(tǒng)計概率有關(guān)：i=X,Y,Z表示加速度傳感器縱向，橫向， 垂向的敏度方向；P 表示地板面；95 表示分布概率分位點95。7.2.1.3 舒適度指標等級表1 舒 適 度 等 級 劃 分 表 舒 適 度 等 級舒 適 度 指 標評 定1 級 N1 非 常 舒 適2 級1N2 舒 適3 級 2N4 還 算 舒 適4 級4N5 不 舒 適5 級 N5 非 常 不 舒 適7.2.2 平穩(wěn)性指標

16、【2】 GB5599規(guī)定的方法。7.2.2.1 平穩(wěn)性指標按下式計算： (28)式中：W 平穩(wěn)性指標； A 振動加速度，g； f 振動頻率，Hz； F(f) 頻率修正系數(shù)，見表6。表6 頻 率 修 正 系 數(shù) 表垂 直 振 動橫 向 振 動0.5 5.9 HzF(f)=0.325f20.5 5.4 HzF(f)=0.8f25.9 20.0HzF(f)=400f25.4 26.0HzF(f)=650f2 20.0HzF(f)=1 26.0HzF(f)=17.2.2.2 平穩(wěn)性指標等級表7 平 穩(wěn) 性 指 標 等 級 表平穩(wěn)性等級平穩(wěn)性指標W評 定客車、動車組車輛機車1 級2.52.75優(yōu)2 級2

17、.52.752.753.0良好3 級2.753.03.03.45合格7.3 運行品質(zhì)7.3.1 車輛的運行品質(zhì)用車體振動加速度Ay、Az進行評價。7.3.2 車體振動加速度Ay、Az是車輛振動特性的客觀度量參數(shù)。8 評定指標限度值8.1 運行穩(wěn)定性各指標應(yīng)小于下列限值：8.1.1 脫軌系數(shù)評定限值（Q/ P）lim 0.8 8.1.2 輪重減載率評定限值當速度 160km/h時： （）lim 0.65 當速度 160km/h時： （）lim 0.65 （準靜態(tài)）（）lim 0.80 （動態(tài)）8.1.3 輪軸橫向力評定值Hlim （10P0/3）其中 P0是靜軸重，單位為kN；n 對于機車、客車、動車組車輛：1；8.1.4 輪軌最大垂向力的限值Plim 170kN8.1.5 橫向穩(wěn)定性評定8.1.5.1 評定原理橫向穩(wěn)定性評定是用構(gòu)架橫向加速度來監(jiān)測轉(zhuǎn)向架是否發(fā)生了不能迅速衰減的連續(xù)橫向振蕩。對于不同型式的轉(zhuǎn)向架發(fā)生不能迅速衰減的連續(xù)橫向振蕩的加速度