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鐵路客車論文

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鐵路客車論文

鐵路客車論文:高速鐵路客車空調應用論文

摘要:近年來,鐵路的高速化對空調設計人員提出了挑戰,與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此必須針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統。本文根據高速客車的運行特點,研究了與普通列車相比,高速列車對空調系統提出的新的要求。結合高速客車空調系統的要求,推出了全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用性分析以及其在高速列車運行所獨具的優點,論證了誘導空調系統運用于高速鐵路客車的可能性與必要性。文章指出誘導空調系統需要改進的某些缺陷,并提出了相應的改進措施,使得誘導空調系統在高速客車上的應用性進一步加強。

關鍵詞:高速客車誘導空調

1國內外鐵路客車及其空調系統的發展

中國鐵路擁有十分輝煌的過去。然而,隨著中國航空業的重組和大量高速公路的修建,航空運輸和長途公路運輸開始興起,到1996年,中國的公路客運量甚至超過了鐵路客運量。從1997年開始,中國鐵路開始進行全國性的鐵路提速。此后中國鐵路經過了幾次提速,到2003年客車較高運行時速已經達到了200公里以上。[1]

在國外,高速鐵路客車發展非常迅猛。例如,法國的高速鐵路技術是一種比較成熟的技術,高速鐵路(TGV)(TrainaGrandeVitesse法文超高速列車之意)已達到每小時513公里的實驗速度。而日本也正在開發"21世紀之星"高速列車,這種列車除時速達350公里的超高速外,在性能上較以往有大幅度的提高,還具有乘坐舒適和車內安靜的特點[2]。德國將磁懸浮列車作為未來的新型交通工具,幾年內這種列車較高時速將達到400公里。

國內外高速鐵路客車的發展告訴我們,鐵路即將進入一個高速時代。為適應鐵路高速化的要求,必須對現有的空調系統進行改進或提出新的空調理念。

2鐵路高速化對客車空調裝置提出的挑戰

與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此只有針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統,才能保障客車內達到所要求的空氣參數和空氣品質,為旅客提供舒適的旅行環境。

針對高速客車的運行特點對其空調系統提出了如下要求:

1)空調設備的安裝位置要求降低

高速客車由于其速度快(一般都在200km/h以上),為了保障行車的安全并且為了提高運行的平穩性,其輔助設備(包括空調系統)及車體重心位置必須降低,以利于整車重心的降低。

2)空調系統的運轉部件要求少

高速客車由于其停站間隔長,同時維護正常運營的人員少,因此必須保障其空氣調節系統具有較高的穩定性和性,這就要求高速客車空氣調節系統的運轉部件盡可能減少,以降低事故率,易于維護管理。

3)空調裝置的安裝空間要求小

高速客車由于其獨特的設計結構(車體一般采用流線型優化設計),給其空氣調節系統設備預留的安裝空間較小,因此,只有針對其預留空間的結構特點設計研制合適的空氣調節系統,才能滿足車內的空氣參數設計要求。

4)空調系統的運行品質要求高

高速客車由于其速度快,車廂的氣密性高,車內人員較密集,同時客車運行時間比較長,因此對車內的空氣品質要求高,否則旅客極易產生疲勞、惡心、乏力等不適癥狀。

5)空調系統的調節性能要求好

高速客車中一般都將整個車廂分割為若干個小包間,要求每個包間內都能夠方便的單獨調節每個包間內的空氣參數,而且由于客車經過的地域室外參數差別較大,這就要求其空氣調節系統的調節性能好,以利于適應不同的工況要求。

6)空調系統的工作條件差

高速客車空調系統的空氣處理裝置置于野外高速行駛的運動載體上,經常處于不穩定的環境條件下工作,列車本身的振動和與車軌的撞擊會給其空調系統的運行帶來很大的負面影響。

綜合以上條件可以看出,高速客車對空調系統有較高的要求,因此,必須針對高速客車實際的運行工作條件研制設計相應的空氣調節系統。針對高速鐵路客車對空調系統的新的、更高的要求,本文提出了誘導空調系統在高速客車上應用。

3全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用分析

按照誘導器內是否設置盤管,誘導空調系統可以分為兩種類別:“空氣-水”誘導器系統和全空氣誘導器系統?!翱諝猓闭T導器系統的一部分夏季室內冷負荷由空氣負擔,另一部分由水(通過二次盤管加熱或冷卻二次風)負擔。但是由于此種系統內部結構較復雜,一旦損壞維修量大,且占用空間大,同時需要一套單獨的水系統,所以不適于高速客車的要求。在高速客車上采用的是另一種誘導空調系統——全空氣誘導空調系統。

采用全空氣誘導空調系統時,車內所需的冷負荷全部由空氣(一次風)負擔。這種誘導器不帶二次冷卻盤管,實際是一個特殊的送風裝置,能夠誘導一定數量的室內空氣,達到增加送風量和減少送風溫差的作用,有時也可以在誘導器內部裝置電加熱器以適應室內負荷變動的需要。

全空氣誘導空調系統在客車上工作過程是:一次風(車外空氣經過處理由風機送入車內)進入到誘導器的靜壓箱,經噴嘴高速噴出。由于高速噴射氣流的引射作用使得車內的空氣(二次風)被誘導到誘導器中,在混合箱中與一次風充分混合,然后經出風口送入到車內[3]。

全空氣誘導空調系統特別適用于高速客車,與高速客車對空調系統的特殊要求相對照可以看出,全空氣誘導空調系統具有以下優點:

節省車廂內的空間

高速客車由于其獨特的設計結構,對于空間要求極為嚴格,空調占用的車廂空間應盡可能的小。由于誘導器系統空氣處理設備的送風量僅為一次風量,因而風量小,使得系統處理設備及風道截面也較小,與以往的集中式空調系統相比,較好的解決了風道安裝空間狹小的矛盾。且誘導器在車內布置靈活,能適應各種車型的需要。

2)提高車廂內的空氣品質及人體的舒適性

由于高速客車密閉性高,運行時間長,所以對車廂內的舒適性及空氣品質要求較高。而全空氣誘導空調系統送風溫差較小,送風量大,新風量充足,人體的舒適感和室內的空氣品質較高。另外,在軟硬座客車中,常用的頂送風空調系統氣流直接吹向旅客頭部,這樣,在冬季會使旅客感覺頭暈、不適,而夏季冷風先吹頭部也容易使人感冒。而誘導器通常安裝在客車車窗下部,不會對人體直吹,而且從送風口出來的氣流沿車窗貼附流動到車頂部,在橫斷面方向形成環流,使旅客居留區處于空氣的回流區內,大大提高了舒適度;并且由于新風量大,人體的舒適感也會明顯提高。而對于軟硬臥客車來講,由于一般是兩層或三層臥鋪,車內空間有限,如采用大風道通風系統,冷風會直接從頂部吹到上鋪旅客身上,人體的舒適感較差;而采用全空氣誘導空調系統,風道布置于車廂下部,而誘導器布置于車窗下部,不會造成直吹,這樣會大大提高車廂內人體的舒適度。

系統的穩定性與性高

高速客車由于停站間隔較長,且由于列車高速行駛,工作條件惡劣,要求空調的穩定性與性較高。誘導器空調系統的運轉部件遠遠少于其他空調系統,這對于穩定性與性都要求很高的高速列車來講無疑是一個很大的優勢;而且由于系統需要處理的風量變少了,這樣,空氣處理設備的使用壽命會大大提高,同時也就降低了空氣處理設備的損壞率,為高速列車在惡劣工作環境下正常運行提供了保障。

4)設備安裝位置低

高速客車由于速度快,為了保障車身平穩及運行安全,要求車體的重心盡可能低。相比于頂置式空調系統來說,全空氣誘導空調系統采用下部送風,空調機組可以安裝在車下,且誘導器安裝于車廂下部,從而降低了車體重心。

5)系統適用范圍大,并可以單獨調節

鐵路客車由于經過的區域范圍大,外部環境差別非常明顯,因此要求空調系統能根據情況,及時調整。誘導空調系統可以在誘導器內裝置電加熱器以適應車內負荷變化的需要。當車內負荷變化時,可以通過開啟電加熱裝置進行適應調整,使得系統的工況調節范圍變大,更好的保障車內空氣參數。同時,在每個誘導器入口處可以設置錐形調節閥,以實現包間內系統的單獨調節[4]。

6)誘導器通常安裝于車窗下部,這樣,冬季由于熱風首先接觸玻璃窗,可以解決窗口由于溫度低而產生凝結水和結霜問題。

綜上所述可以看出,誘導空調系統是一種非常適用于高速鐵路客車的空調形式,但是,其也存在著一些缺點需要進行改進。

4高速鐵路客車誘導空調系統的改進

4.1誘導空調系統存在的缺點

雖然全空氣誘導空調系統非常適合于高速鐵路客車的要求,但是它還存在著以下缺點需要加以改進:

新風比大,風機壓頭高,致使系統的能量消耗大。

系統的噪聲較大,會造成噪聲污染,影響車內的舒適度。

春秋過渡季節無法充分利用室外新風,系統冷量消耗大。

4.2誘導空調系統的改進措施

針對以上存在的缺點,可以采用以下措施加以克服:

集中排風,設置能量回收裝置

根據文獻[5],可以設置集中排風裝置,并在排風與新風管道系統設置全熱交換器,以利于回收排風冷量,降低系統能量消耗。

采取消聲措施,降低系統噪聲

為了降低系統噪聲,在風機的出口管路設置消聲靜壓箱,以降低風機噪聲;在誘導器內部的靜壓箱內壁以及混合箱內壁貼高頻吸聲材料,以消除噴射噪聲。由于誘導器噪聲主要是由于噴嘴氣流速度太大而引起噪聲,因此可以通過增加噴嘴數量,增大噴嘴面積,降低噴嘴的氣流速度來降低噴嘴噴射噪聲。

設置旁通風道,充分利用自然冷量

為了在春秋季節充分利用室外新風,可以在空調包間的送風支管上設置旁通風道,使過渡季節的室外新風不經過靜壓箱和噴嘴而直接進入室內,這樣,既節約了冷量,又提高了空氣品質。

5結語

本文對誘導器的基本原理及特點進行了簡單介紹,針對高速鐵路客車進行了全空氣誘導空調系統的適用性分析,并對其某些缺點采取了改進措施。誘導空調系統在高速列車上的應用目前在國內尚無研究,而在國外已經進行了多項研究并部分投入使用。隨著我國高速鐵路客車的發展,誘導空調系統由于其對高速客車的良好適用性定將漸受重視。

鐵路客車論文:分析鐵路客車上站點布設原則

對旅客列車進行上水作業的給水站稱客車上水站[1-2],通常設在區段站、始發終到站及檢修、整備段、所.鐵路站點客車上水的基本任務是給運行客車在允許上水時間內,補充足量的清潔水,從而保障車上旅客及乘務人員途中生活所需用水.這是鐵路客運服務的基本內容之一,也是保障旅客旅行舒適度、提高服務質量的基本要求之一.現行的關于新建鐵路客車上水站點布設[1]的原則通常是依照《鐵路給水排水設計規范》[2]按距離確定的,新規范對上水站的間距進行了修訂,規定為“鐵路區段旅客列車設計速度小于200km/h時,旅客列車給水站間距離宜為250~400km;設計速度200km/h及以上時,旅客列車給水站間距離宜為300~700km”.該規定優點是上水站點布設間距范圍大,使用方便,但對研究區域內新建鐵路客車上水站點布設規劃,指導性不夠.本文作者主持完成了鐵道部重點科研課題《鐵路客車自動上水系統優化及標準化建設的研究》,對影響新建鐵路客車上水站、點布設的各種因素進行了大量的調研和分析,系統研究了列車途中用水供需平衡模式,從而提出各種建設標準的新建鐵路上水站點布設原則及建議.

1影響新建鐵路上水站點布設因素新建鐵路客車上水站點布設的影響因素很多,如:新建鐵路的建設標準(鐵路等級、設計時速等)、行車組織、機車交路及技術作業布局、與既有車站關系、車站停車時分、車輛情況(如水箱容積、定員等)、連續行車時間、乘客情況(如滿員情況、用水定額、生活習慣等)等.而客車上水站點布設的基本要求是,及時給運行客車車上水箱上(補)滿水,保障旅客及乘務人員途中生活所需,這種供需關系即為列車用水供需平衡模式,車站總上水量應大于等于途中需水量,途中需水量決定車站總上水量.故影響新建鐵路客車上水站點布設的主要因素是途中需水量,其次是車站總上水量.

1?1列車途中需水量途中需水量主要指列車運行途中乘客及乘務人員生活飲用、盥洗(無淋浴)、沖廁及車上衛生用水的總量,與乘客(含乘務人員)人數、用水定額、連續行車時間(與行車速度、行車距離存在線性關系,可互換算)有關.由于線路運行車輛各異(如始發站、終到站、跨線運行情況、車速等),途中需水量對不同車次各不相同,需根據新建鐵路建設標準、行車組織等情況,分段確定較大的途中需水量.可按下式簡化計算確定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1為運行區段內較大的途中需水量,L;n為列車較大編組輛數,輛/列;V1為每輛運行區段內較大的途中需水量,L(可簡化按定員最多的車輛計算);q1為旅客列車用水定額,L/(人?h);m為每輛車定員,人;T為連續乘車時間,h.在新建鐵路建設標準、行車組織、車輛選型等已確定的情況下,列車較大途中需水量主要取決于列車用水定額的確定.一般情況下,乘車時間越長,用水量越多;環境溫度越舒適,用水量越少;車上節水器具越完備,用水量越少.目前,國內外尚沒有列車用水定額標準,沈陽鐵路局科研所2009年至2010年對國內大量運營車輛的實際用水量調查統計,并通過建立數學模型,確立了列車用水量與乘客人數、乘車時間的函數關系,研究分析鐵路客車途中乘客用水定額標準平均為1?5~3?0L/(人?h).選用原則:短途(運行時間4h以內)取低限,長途及跨線列車(運行時間4h以上)取高限;新車型,車上節水器具完備,環境舒適度高取低限,否則,取高限.

1?2車站總上水量車站總上水量是指客車給水站向車上水箱注入的水量,與車站上水能力、車輛水箱容積、有效上水時間等因素有關.可按下式簡化計算確定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2為車站總上水量,L;V2為車站向每輛車的注水量,L(在始發車站,要求每列車水箱均要注滿水,因而,注水量等于列車水箱容積);q2為給水栓上水秒流量,L/s(與車站地面上水設施的設計能力有關);t為有效上水時間,min.

2客車上水站布設的計算分析

2?1中、普速鐵路設計速度160km/h及以下的客貨共線鐵路,也稱“快速鐵路(160km/h)”、“中速鐵路(120~140km/h)”或“普速鐵路(80~120km/h)”.運輸組織模式通常是客貨共線或不同等級速度的客車共線運行.客車主要車型除25B和25G等外,還有大量的22型車.車站停車時間5~15min不等.每輛普通硬座車定員118人,水箱容積1000L、車上節水器具完備程度及環境舒適度一般.根據上述分析建立的列車用水供需平衡模式,客車上水站布設計算分析如下:列車在始發站有充足的時間和條件為列車水箱上滿水,注水量等于列車水箱容積,即V2=1000L,取用水定額標準q1=3?0L/(人?h),定員m=118人,水箱供水較大可滿足旅客用水時間T=V2/q1m=2?8h.如按線路低運營速度100km/h,則客車上水站布設間距約為280km;如按線路低運營速度120km/h,則客車上水站布設間距約為336km;如按線路低運營速度140km/h,則客車上水站布設間距約為392km.與《鐵路給水排水設計規范》的規定基本一致.

2?2高速鐵路與客運專線設計速度200km/h及以上的鐵路稱“城際鐵路”、“客運專線”或“高速鐵路”.運輸組織模式同樣是不同速度等級的客車共線運行[3].主要參數:客運專線本線旅客列車主要車型為CRH(1\2\3\5)動車組,其短編組為8輛總定員600人,長編組為16輛總定員1200人,運行速度為250~350km/h,低速度為200km/h;跨線旅客列車主要車型為25Z(準高速)和25K(快速),每列車編組為16~18輛,較大定員車輛為雙層硬臥148人/輛,運行速度為160~200km/h,低速度為160km/h.動車組及25型車輛水箱容積均為1000L,車上節水器具的完備程度及車上環境舒適度好.客車上水站布設按上述原則計算分析如下:列車在始發站注水量等于列車水箱容積,按短編組8輛計算,V2=1000L×8輛=8000L/輛;總定員m=600人,取用水定額標準q1=2?0L/(人?h),水箱供水較大可滿足旅客用水時間T=V2/q1m=6?6h.由于跨線客車跨線運行時間受限,可在跨線前的客車給水站進行補水作業,客車上水站布設可不考慮跨線運行客車;本線運行動車組如按低運營速度200km/h,則客車上水站布設間距約為1300km,而《鐵路給水排水設計規范》的規定為給水站間距離宜為300~700km,顯然不合理.總之,對于高速鐵路,客車上水站布設僅需在列車始發站所在檢修整備基地(動車段、動車運用所)設置客車上水作業點,中途不需考慮補水作業,因為,始發站總上水量遠大于途中較大需水量.

3結語

對于中、普速鐵路客車上水站點的布設,應用列車途中用水供需平衡模式的理論計算成果與《鐵路給水排水設計規范》的規定基本一致;對于高速鐵路客車上水站點的布設規劃采用《鐵路給水排水設計規范》不夠合理,建議采用列車途中用水供需平衡模式,通過理論計算,按運行時間和運行距離結合的原則確定.

鐵路客車論文:淺論鐵路客車整備庫排煙系統的現狀和改進

論文關鍵詞:客車;整備庫;排煙系統;改進

論文摘要:對鐵路客車整備庫排煙系統的工作原理進行了深入分析,并根據現場實際需要提出了改進措施。

1概述

我國北方地區冬季鐵路客車進入客車整備庫整備時,客車獨立采暖鍋爐、餐車爐灶和茶爐排出大量煙塵,造成庫內空氣嚴重污染。為根治這一頑癥,呼和浩特鐵路局組織攻關,研制了鐵路客車整備庫內排煙系統,該系統1998年通過鐵道部鑒定。經呼和浩特整備庫3股道27個單元2a的使用,證明該系統排煙效果明顯,現已在通遼、圖們、白城、包頭等地推廣使用。

2 結構特點

客車庫內自動排煙系統由機械走行部分、排煙部分和自動控制部分組成(見圖1)。機械走行部分由走行小車帶動2組升降小車走行,每組升降小車帶動2個集煙罩升降,走行到位后自動落罩,集煙罩碰到下限位行程開關后風機自動啟動開始排煙;排煙部分由集煙罩、三通、軟連接、活動通風口、主煙道組成,壓火狀態的煙塵由集煙罩通過三通、軟連接、活動通風口進入主煙道,由風機排出庫外;自動控制部分由主計算機和分配電柜中的可編程序控制器(PLC)組成,主計算機發出相關指令,各分配電柜中的可編程序控制器接到指令后執行相應程序,并將執行結果反饋回主計算機。各分配電柜還設有遙控手動裝置,一般軟故障可用遙控裝置解決。

3 系統動作原理

走行小車是1個由3個通風口組成的靜壓箱式活動通風口。2個進風口在兩側,1個出風口在上面與主煙道連通,不銹鋼帶從走行小車下面繞過。不銹鋼帶在走行小車兩邊由磁性密封條吸附在走行導軌的下部起活動密封作用。該技術巧妙地利用主煙道外側作為走行導軌,既解決了活動通風口長距離移動時的移動密封問題,又提供了有一定強度的走行導軌。每個移動單元由2組升降小車帶動4個集煙罩,解決了列車編組不用定向的問題。因為25型客車比22型客車長2.1m,所以,當列車編組中25型車超過10輛時就會多出1輛22型車的長度,此時主控制計算機上的編組數量要多輸入1輛,這時就會有1組移動裝置不落罩,可以適應22型和25型客車的任意混合編組。在升降小車上裝有2個導向桿防止集煙罩擺動,在導向桿下部裝有下限位行程開關架。

4 使用現狀和存在的問題

經過幾年的使用,該排煙系統突出地解決了北方客車整備庫內煙塵嚴重污染的問題,改善了庫內環境,但仍存在一些問題,主要有:

(1)集煙罩升降小車鏈條卡阻現象時有發生。這是因為鏈條單向受力,不受力端鏈條容易彎曲,經過鏈輪時發生卡阻現象。

(2)風機及葉片煤焦油積聚,容易產生風機故障。

(3)發生簡單排煙故障也需登車頂維修,增加了勞動強度和作業危險性。

(4)餐車灶間和茶爐排煙問題一直無法解決。

(5)出庫時,排煙罩升起后風機停止工作,造成列車出庫過程中余煙積存。

(6)定位傳感器老化或電探頭臟,探位不清,造成排煙罩落位不準。

5 改進措施

為進一步解決上述問題,更好地優化和改進現階段整套排煙系統的性能,通過認真比選,充分討論,在保持原技術性能的同時,提出了以下幾點改進措施:

(1)不銹鋼鋼絲繩代替鏈條。將升降小車原來的鏈條升降形式全部改為不銹鋼鋼絲繩升降形式,有效地減少由于鏈條鏈齒經??ㄗ柙斐傻募療熣稚倒收稀?

(2)遙控代替手動。增加遙控裝置,減少操作人員與維修人員的勞動強度和作業危險性,同時提高下行程位置,增加軟簾長度,解決了出庫客車刮壞煙罩現象。

(3)增加風機加熱環。新增加風機電預熱圈和相應的控制系統,采用正常排煙前預熱和無車定期預熱2種方法進行預熱,煤焦油經過加溫軟化后由風機排出,同時也防止了冷凝水凍結發生的風機葉片凍結現象,有效地防止了煤焦油積聚在風機及葉片上引起的風機故障。

(4)加強集煙罩的骨架強度。增大原來的三通尺寸。由150mm改為200mm,進一步增加通風量,減少通風阻力,增強集煙罩的強度。

(5)增加定位餐車灶問排煙罩。以前,因為餐車不能定位,餐車的灶間和茶爐煙囪的煙塵無法清除,近期在呼和浩特客車整備庫采用增加1組“凸”字形的餐車灶間和茶爐集煙罩并在2股道分別定位2個車位的辦法,增加了餐車灶間和茶爐排煙罩,解決了餐車爐灶和茶爐的排煙難題,排煙效果良好。

(6)整列空調列車的發電車在庫內檢修試車時也會產生嚴重的煙塵污染。呼和浩特鐵路局客運公司在包頭客車整備庫進行了發電車排煙裝置設計和試驗。為了減輕大梁載荷,采用輕型方鋼管焊接成的桁架結構,使得結構件變形小、重量輕、載荷大。采用長方形可升降式集煙罩,風機和升降裝置都采用遙控方式,可以單獨操作,即集煙罩在任何位置時風機都可以啟動。集煙罩上部采用桁架結構,升降機構安裝在其上部,升降框架上下用防火布連接。長方形的集煙罩可以扣住3臺柴油發電機的煙囪,任意1臺或幾臺柴油發電機試車產生的煙塵都可以排除,解決了發電車排煙問題。

(7)其他改進措施。防撞傳感器延時停車,延時啟動風機,當有濃煙在前進方向時繼續前進5s,如果躲過濃煙干擾,小車可以繼續前進,并防止濃煙干擾時風機頻繁啟動;在出庫作業時,鎖閉所有落罩執行系統,包括自動和手動都不能落罩,防止誤操作刮壞集煙罩;升級主計算機,使用近期的WindowsNT操作系統,原主機作為備份主機,1用1備,增加系統的性;改造和增加部分程序,萬一發生主控制計算機故障,可以用手動遙控器的按鈕組合代替主計算機發出相關指令,便于維修調整操作。

(8)使用單位要加強對客車排煙系統的管理,規范各項制度和操作規程,嚴格控制好人車和落罩以及出車和升罩的時間,對列車客運人員和排煙設備操作人員配合問題進行制度卡控,以便安全高效地使用本設備,為作業人員提供良好的工作環境。

鐵路客車論文:誘導空調系統在高速鐵路客車上

摘要: 近年來,鐵路的高速化對空調設計人員提出了挑戰,與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此必須針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統。本文根據高速客車的運行特點,研究了與普通列車相比,高速列車對空調系統提出的新的要求。結合高速客車空調系統的要求,推出了全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用性分析以及其在高速列車運行所獨具的優點,論證了誘導空調系統運用于高速鐵路客車的可能性與必要性。文章指出誘導空調系統需要改進的某些缺陷,并提出了相應的改進措施,使得誘導空調系統在高速客車上的應用性進一步加強。

關鍵詞: 高速客車 誘導空調

1 國內外鐵路客車及其空調系統的發展

中國鐵路擁有十分輝煌的過去。然而,隨著中國航空業的重組和大量高速公路的修建,航空運輸和長途公路運輸開始興起,到1996年,中國的公路客運量甚至超過了鐵路客運量。從1997年開始,中國鐵路開始進行全國性的鐵路提速。此后中國鐵路經過了幾次提速,到2003年客車較高運行時速已經達到了200公里以上。[1]

在國外,高速鐵路客車發展非常迅猛。例如,法國的高速鐵路技術是一種比較成熟的技術,高速鐵路(TGV)(Train a Grande Vitesse 法文超高速列車之意)已達到每小時513公里的實驗速度。而日本也正在開發"21世紀之星"高速列車,這種列車除時速達350公里的超高速外,在性能上較以往有大幅度的提高,還具有乘坐舒適和車內安靜的特點[2]。德國將磁懸浮列車作為未來的新型交通工具,幾年內這種列車較高時速將達到400公里。

國內外高速鐵路客車的發展告訴我們,鐵路即將進入一個高速時代。為適應鐵路高速化的要求,必須對現有的空調系統進行改進或提出新的空調理念。

2 鐵路高速化對客車空調裝置提出的挑戰

與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此只有針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統,才能保障客車內達到所要求的空氣參數和空氣品質,為旅客提供舒適的旅行環境。

針對高速客車的運行特點對其空調系統提出了如下要求:

1)空調設備的安裝位置要求降低

高速客車由于其速度快(一般都在200km/h以上),為了保障行車的安全并且為了提高運行的平穩性,其輔助設備(包括空調系統)及車體重心位置必須降低,以利于整車重心的降低。

2)空調系統的運轉部件要求少

高速客車由于其停站間隔長,同時維護正常運營的人員少,因此必須保障其空氣調節系統具有較高的穩定性和性,這就要求高速客車空氣調節系統的運轉部件盡可能減少,以降低事故率,易于維護管理。

3)空調裝置的安裝空間要求小

高速客車由于其獨特的設計結構(車體一般采用流線型優化設計),給其空氣調節系統設備預留的安裝空間較小,因此,只有針對其預留空間的結構特點設計研制合適的空氣調節系統,才能滿足車內的空氣參數設計要求。

4)空調系統的運行品質要求高

高速客車由于其速度快,車廂的氣密性高,車內人員較密集,同時客車運行時間比較長,因此對車內的空氣品質要求高,否則旅客極易產生疲勞、惡心、乏力等不適癥狀。

5)空調系統的調節性能要求好

高速客車中一般都將整個車廂分割為若干個小包間,要求每個包間內都能夠方便的單獨調節每個包間內的空氣參數,而且由于客車經過的地域室外參數差別較大,這就要求其空氣調節系統的調節性能好,以利于適應不同的工況要求。

6)空調系統的工作條件差

高速客車空調系統的空氣處理裝置置于野外高速行駛的運動載體上,經常處于不穩定的環境條件下工作,列車本身的振動和與車軌的撞擊會給其空調系統的運行帶來很大的負面影響。

綜合以上條件可以看出,高速客車對空調系統有較高的要求,因此,必須針對高速客車實際的運行工作條件研制設計相應的空氣調節系統。針對高速鐵路客車對空調系統的新的、更高的要求,本文提出了誘導空調系統在高速客車上應用。

3 全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用分析

按照誘導器內是否設置盤管,誘導空調系統可以分為兩種類別:“空氣-水”誘導器系統和全空氣誘導器系統?!翱諝猓闭T導器系統的一部分夏季室內冷負荷由空氣負擔,另一部分由水(通過二次盤管加熱或冷卻二次風)負擔。但是由于此種系統內部結構較復雜,一旦損壞維修量大,且占用空間大,同時需要一套單獨的水系統,所以不適于高速客車的要求。在高速客車上采用的是另一種誘導空調系統——全空氣誘導空調系統。

采用全空氣誘導空調系統時,車內所需的冷負荷全部由空氣(一次風)負擔。這種誘導器不帶二次冷卻盤管,實際是一個特殊的送風裝置,能夠誘導一定數量的室內空氣,達到增加送風量和減少送風溫差的作用,有時也可以在誘導器內部裝置電加熱器以適應室內負荷變動的需要。

全空氣誘導空調系統在客車上工作過程是:一次風(車外空氣經過處理由風機送入車內)進入到誘導器的靜壓箱,經噴嘴高速噴出。由于高速噴射氣流的引射作用使得車內的空氣(二次風)被誘導到誘導器中,在混合箱中與一次風充分混合,然后經出風口送入到車內[3]。

全空氣誘導空調系統特別適用于高速客車,與高速客車對空調系統的特殊要求相對照可以看出,全空氣誘導空調系統具有以下優點:

節省車廂內的空間 高速客車由于其獨特的設計結構,對于空間要求極為嚴格,空調占用的車廂空間應盡可能的小。由于誘導器系統空氣處理設備的送風量僅為一次風量,因而風量小,使得系統處理設備及風道截面也較小,與以往的集中式空調系統相比,較好的解決了風道安裝空間狹小的矛盾。且誘導器在車內布置靈活,能適應各種車型的需要。

2)提高車廂內的空氣品質及人體的舒適性

由于高速客車密閉性高,運行時間長,所以對車廂內的舒適性及空氣品質要求較高。而全空氣誘導空調系統送風溫差較小,送風量大,新風量充足,人體的舒適感和室內的空氣品質較高。另外,在軟硬座客車中,常用的頂送風空調系統氣流直接吹向旅客頭部,這樣,在冬季會使旅客感覺頭暈、不適,而夏季冷風先吹頭部也容易使人感冒。而誘導器通常安裝在客車車窗下部,不會對人體直吹,而且從送風口出來的氣流沿車窗貼附流動到車頂部,在橫斷面方向形成環流,使旅客居留區處于空氣的回流區內,大大提高了舒適度;并且由于新風量大,人體的舒適感也會明顯提高。而對于軟硬臥客車來講,由于一般是兩層或三層臥鋪,車內空間有限,如采用大風道通風系統,冷風會直接從頂部吹到上鋪旅客身上,人體的舒適感較差;而采用全空氣誘導空調系統,風道布置于車廂下部,而誘導器布置于車窗下部,不會造成直吹,這樣會大大提高車廂內人體的舒適度。

系統的穩定性與性高 高速客車由于停站間隔較長,且由于列車高速行駛,工作條件惡劣,要求空調的穩定性與性較高。誘導器空調系統的運轉部件遠遠少于其他空調系統,這對于穩定性與性都要求很高的高速列車來講無疑是一個很大的優勢;而且由于系統需要處理的風量變少了,這樣,空氣處理設備的使用壽命會大大提高,同時也就降低了空氣處理設備的損壞率,為高速列車在惡劣工作環境下正常運行提供了保障。

4)設備安裝位置低

高速客車由于速度快,為了保障車身平穩及運行安全,要求車體的重心盡可能低。相比于頂置式空調系統來說,全空氣誘導空調系統采用下部送風,空調機組可以安裝在車下,且誘導器安裝于車廂下部,從而降低了車體重心。

5)系統適用范圍大,并可以單獨調節

鐵路客車由于經過的區域范圍大,外部環境差別非常明顯,因此要求空調系統能根據情況,及時調整。誘導空調系統可以在誘導器內裝置電加熱器以適應車內負荷變化的需要。當車內負荷變化時,可以通過開啟電加熱裝置進行適應調整,使得系統的工況調節范圍變大,更好的保障車內空氣參數。同時,在每個誘導器入口處可以設置錐形調節閥,以實現包間內系統的單獨調節[4]。

6)誘導器通常安裝于車窗下部,這樣,冬季由于熱風首先接觸玻璃窗,可以解決窗口由于溫度低而產生凝結水和結霜問題。

綜上所述可以看出,誘導空調系統是一種非常適用于高速鐵路客車的空調形式,但是,其也存在著一些缺點需要進行改進。

4 高速鐵路客車誘導空調系統的改進

4.1誘導空調系統存在的缺點

雖然全空氣誘導空調系統非常適合于高速鐵路客車的要求,但是它還存在著以下缺點需要加以改進:

新風比大,風機壓頭高,致使系統的能量消耗大。 系統的噪聲較大,會造成噪聲污染,影響車內的舒適度。 春秋過渡季節無法充分利用室外新風,系統冷量消耗大。 4.2誘導空調系統的改進措施

針對以上存在的缺點,可以采用以下措施加以克服:

集中排風,設置能量回收裝置 根據文獻[5],可以設置集中排風裝置,并在排風與新風管道系統設置全熱交換器,以利于回收排風冷量,降低系統能量消耗。

采取消聲措施,降低系統噪聲 為了降低系統噪聲,在風機的出口管路設置消聲靜壓箱,以降低風機噪聲;在誘導器內部的靜壓箱內壁以及混合箱內壁貼高頻吸聲材料,以消除噴射噪聲。由于誘導器噪聲主要是由于噴嘴氣流速度太大而引起噪聲,因此可以通過增加噴嘴數量,增大噴嘴面積,降低噴嘴的氣流速度來降低噴嘴噴射噪聲。

設置旁通風道,充分利用自然冷量 為了在春秋季節充分利用室外新風,可以在空調包間的送風支管上設置旁通風道,使過渡季節的室外新風不經過靜壓箱和噴嘴而直接進入室內,這樣,既節約了冷量,又提高了空氣品質。

5 結語

本文對誘導器的基本原理及特點進行了簡單介紹,針對高速鐵路客車進行了全空氣誘導空調系統的適用性分析,并對其某些缺點采取了改進措施。誘導空調系統在高速列車上的應用目前在國內尚無研究,而在國外已經進行了多項研究并部分投入使用。隨著我國高速鐵路客車的發展,誘導空調系統由于其對高速客車的良好適用性定將漸受重視。

鐵路客車論文:誘導空調系統在高速鐵路客車上

摘要: 近年來,鐵路的高速化對空調設計人員提出了挑戰,與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此必須針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統。本文根據高速客車的運行特點,研究了與普通列車相比,高速列車對空調系統提出的新的要求。結合高速客車空調系統的要求,推出了全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用性分析以及其在高速列車運行所獨具的優點,論證了誘導空調系統運用于高速鐵路客車的可能性與必要性。文章指出誘導空調系統需要改進的某些缺陷,并提出了相應的改進措施,使得誘導空調系統在高速客車上的應用性進一步加強。

關鍵詞: 高速客車 誘導空調

1 國內外鐵路客車及其空調系統的發展

中國鐵路擁有十分輝煌的過去。然而,隨著中國航空業的重組和大量高速公路的修建,航空運輸和長途公路運輸開始興起,到1996年,中國的公路客運量甚至超過了鐵路客運量。從1997年開始,中國鐵路開始進行全國性的鐵路提速。此后中國鐵路經過了幾次提速,到2003年客車較高運行時速已經達到了200公里以上。[1]

在國外,高速鐵路客車發展非常迅猛。例如,法國的高速鐵路技術是一種比較成熟的技術,高速鐵路(TGV)(Train a Grande Vitesse 法文超高速列車之意)已達到每小時513公里的實驗速度。而日本也正在開發"21世紀之星"高速列車,這種列車除時速達350公里的超高速外,在性能上較以往有大幅度的提高,還具有乘坐舒適和車內安靜的特點[2]。德國將磁懸浮列車作為未來的新型交通工具,幾年內這種列車較高時速將達到400公里。

國內外高速鐵路客車的發展告訴我們,鐵路即將進入一個高速時代。為適應鐵路高速化的要求,必須對現有的空調系統進行改進或提出新的空調理念。

2 鐵路高速化對客車空調裝置提出的挑戰

與普通空調客車相比,高速空調客車無論是速度還是設計結構都有較大區別,因此只有針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調節系統,才能保障客車內達到所要求的空氣參數和空氣品質,為旅客提供舒適的旅行環境。

針對高速客車的運行特點對其空調系統提出了如下要求:

1)空調設備的安裝位置要求降低

高速客車由于其速度快(一般都在200km/h以上),為了保障行車的安全并且為了提高運行的平穩性,其輔助設備(包括空調系統)及車體重心位置必須降低,以利于整車重心的降低。

2)空調系統的運轉部件要求少

高速客車由于其停站間隔長,同時維護正常運營的人員少,因此必須保障其空氣調節系統具有較高的穩定性和性,這就要求高速客車空氣調節系統的運轉部件盡可能減少,以降低事故率,易于維護管理。

3)空調裝置的安裝空間要求小

高速客車由于其獨特的設計結構(車體一般采用流線型優化設計),給其空氣調節系統設備預留的安裝空間較小,因此,只有針對其預留空間的結構特點設計研制合適的空氣調節系統,才能滿足車內的空氣參數設計要求。

4)空調系統的運行品質要求高

高速客車由于其速度快,車廂的氣密性高,車內人員較密集,同時客車運行時間比較長,因此對車內的空氣品質要求高,否則旅客極易產生疲勞、惡心、乏力等不適癥狀。

5)空調系統的調節性能要求好

高速客車中一般都將整個車廂分割為若干個小包間,要求每個包間內都能夠方便的單獨調節每個包間內的空氣參數,而且由于客車經過的地域室外參數差別較大,這就要求其空氣調節系統的調節性能好,以利于適應不同的工況要求。

6)空調系統的工作條件差

高速客車空調系統的空氣處理裝置置于野外高速行駛的運動載體上,經常處于不穩定的環境條件下工作,列車本身的振動和與車軌的撞擊會給其空調系統的運行帶來很大的負面影響。

綜合以上條件可以看出,高速客車對空調系統有較高的要求,因此,必須針對高速客車實際的運行工作條件研制設計相應的空氣調節系統。針對高速鐵路客車對空調系統的新的、更高的要求,本文提出了誘導空調系統在高速客車上應用。

3 全空氣誘導空調系統在高速客車上的應用分析

按照誘導器內是否設置盤管,誘導空調系統可以分為兩種類別:“空氣-水”誘導器系統和全空氣誘導器系統?!翱諝猓闭T導器系統的一部分夏季室內冷負荷由空氣負擔,另一部分由水(通過二次盤管加熱或冷卻二次風)負擔。但是由于此種系統內部結構較復雜,一旦損壞維修量大,且占用空間大,同時需要一套單獨的水系統,所以不適于高速客車的要求。在高速客車上采用的是另一種誘導空調系統——全空氣誘導空調系統。

采用全空氣誘導空調系統時,車內所需的冷負荷全部由空氣(一次風)負擔。這種誘導器不帶二次冷卻盤管,實際是一個特殊的送風裝置,能夠誘導一定數量的室內空氣,達到增加送風量和減少送風溫差的作用,有時也可以在誘導器內部裝置電加熱器以適應室內負荷變動的需要。

全空氣誘導空調系統在客車上工作過程是:一次風(車外空氣經過處理由風機送入車內)進入到誘導器的靜壓箱,經噴嘴高速噴出。由于高速噴射氣流的引射作用使得車內的空氣(二次風)被誘導到誘導器中,在混合箱中與一次風充分混合,然后經出風口送入到車內[3]。

全空氣誘導空調系統特別適用于高速客車,與高速客車對空調系統的特殊要求相對照可以看出,全空氣誘導空調系統具有以下優點:

節省車廂內的空間 高速客車由于其獨特的設計結構,對于空間要求極為嚴格,空調占用的車廂空間應盡可能的小。由于誘導器系統空氣處理設備的送風量僅為一次風量,因而風量小,使得系統處理設備及風道截面也較小,與以往的集中式空調系統相比,較好的解決了風道安裝空間狹小的矛盾。且誘導器在車內布置靈活,能適應各種車型的需要。

2)提高車廂內的空氣品質及人體的舒適性

由于高速客車密閉性高,運行時間長,所以對車廂內的舒適性及空氣品質要求較高。而全空氣誘導空調系統送風溫差較小,送風量大,新風量充足,人體的舒適感和室內的空氣品質較高。另外,在軟硬座客車中,常用的頂送風空調系統氣流直接吹向旅客頭部,這樣,在冬季會使旅客感覺頭暈、不適,而夏季冷風先吹頭部也容易使人感冒。而誘導器通常安裝在客車車窗下部,不會對人體直吹,而且從送風口出來的氣流沿車窗貼附流動到車頂部,在橫斷面方向形成環流,使旅客居留區處于空氣的回流區內,大大提高了舒適度;并且由于新風量大,人體的舒適感也會明顯提高。而對于軟硬臥客車來講,由于一般是兩層或三層臥鋪,車內空間有限,如采用大風道通風系統,冷風會直接從頂部吹到上鋪旅客身上,人體的舒適感較差;而采用全空氣誘導空調系統,風道布置于車廂下部,而誘導器布置于車窗下部,不會造成直吹,這樣會大大提高車廂內人體的舒適度。

系統的穩定性與性高 高速客車由于停站間隔較長,且由于列車高速行駛,工作條件惡劣,要求空調的穩定性與性較高。誘導器空調系統的運轉部件遠遠少于其他空調系統,這對于穩定性與性都要求很高的高速列車來講無疑是一個很大的優勢;而且由于系統需要處理的風量變少了,這樣,空氣處理設備的使用壽命會大大提高,同時也就降低了空氣處理設備的損壞率,為高速列車在惡劣工作環境下正常運行提供了保障。

4)設備安裝位置低

高速客車由于速度快,為了保障車身平穩及運行安全,要求車體的重心盡可能低。相比于頂置式空調系統來說,全空氣誘導空調系統采用下部送風,空調機組可以安裝在車下,且誘導器安裝于車廂下部,從而降低了車體重心。

5)系統適用范圍大,并可以單獨調節

鐵路客車由于經過的區域范圍大,外部環境差別非常明顯,因此要求空調系統能根據情況,及時調整。誘導空調系統可以在誘導器內裝置電加熱器以適應車內負荷變化的需要。當車內負荷變化時,可以通過開啟電加熱裝置進行適應調整,使得系統的工況調節范圍變大,更好的保障車內空氣參數。同時,在每個誘導器入口處可以設置錐形調節閥,以實現包間內系統的單獨調節[4]。

6)誘導器通常安裝于車窗下部,這樣,冬季由于熱風首先接觸玻璃窗,可以解決窗口由于溫度低而產生凝結水和結霜問題。

綜上所述可以看出,誘導空調系統是一種非常適用于高速鐵路客車的空調形式,但是,其也存在著一些缺點需要進行改進。

4 高速鐵路客車誘導空調系統的改進

4.1誘導空調系統存在的缺點

雖然全空氣誘導空調系統非常適合于高速鐵路客車的要求,但是它還存在著以下缺點需要加以改進:

新風比大,風機壓頭高,致使系統的能量消耗大。 系統的噪聲較大,會造成噪聲污染,影響車內的舒適度。 春秋過渡季節無法充分利用室外新風,系統冷量消耗大。 4.2誘導空調系統的改進措施

針對以上存在的缺點,可以采用以下措施加以克服:

集中排風,設置能量回收裝置 根據文獻[5],可以設置集中排風裝置,并在排風與新風管道系統設置全熱交換器,以利于回收排風冷量,降低系統能量消耗。

采取消聲措施,降低系統噪聲 為了降低系統噪聲,在風機的出口管路設置消聲靜壓箱,以降低風機噪聲;在誘導器內部的靜壓箱內壁以及混合箱內壁貼高頻吸聲材料,以消除噴射噪聲。由于誘導器噪聲主要是由于噴嘴氣流速度太大而引起噪聲,因此可以通過增加噴嘴數量,增大噴嘴面積,降低噴嘴的氣流速度來降低噴嘴噴射噪聲。

設置旁通風道,充分利用自然冷量 為了在春秋季節充分利用室外新風,可以在空調包間的送風支管上設置旁通風道,使過渡季節的室外新風不經過靜壓箱和噴嘴而直接進入室內,這樣,既節約了冷量,又提高了空氣品質。

5 結語

本文對誘導器的基本原理及特點進行了簡單介紹,針對高速鐵路客車進行了全空氣誘導空調系統的適用性分析,并對其某些缺點采取了改進措施。誘導空調系統在高速列車上的應用目前在國內尚無研究,而在國外已經進行了多項研究并部分投入使用。隨著我國高速鐵路客車的發展,誘導空調系統由于其對高速客車的良好適用性定將漸受重視。

鐵路客車論文:淺論鐵路客車整備庫排煙系統的現狀和改進

論文關鍵詞:客車;整備庫;排煙系統;改進

論文摘要:對鐵路客車整備庫排煙系統的工作原理進行了深入分析,并根據現場實際需要提出了改進措施。

1概述

我國北方地區冬季鐵路客車進入客車整備庫整備時,客車獨立采暖鍋爐、餐車爐灶和茶爐排出大量煙塵,造成庫內空氣嚴重污染。為根治這一頑癥,呼和浩特鐵路局組織攻關,研制了鐵路客車整備庫內排煙系統,該系統1998年通過鐵道部鑒定。經呼和浩特整備庫3股道27個單元2a的使用,證明該系統排煙效果明顯,現已在通遼、圖們、白城、包頭等地推廣使用。

2 結構特點

客車庫內自動排煙系統由機械走行部分、排煙部分和自動控制部分組成(見圖1)。機械走行部分由走行小車帶動2組升降小車走行,每組升降小車帶動2個集煙罩升降,走行到位后自動落罩,集煙罩碰到下限位行程開關后風機自動啟動開始排煙;排煙部分由集煙罩、三通、軟連接、活動通風口、主煙道組成,壓火狀態的煙塵由集煙罩通過三通、軟連接、活動通風口進入主煙道,由風機排出庫外;自動控制部分由主計算機和分配電柜中的可編程序控制器(PLC)組成,主計算機發出相關指令,各分配電柜中的可編程序控制器接到指令后執行相應程序,并將執行結果反饋回主計算機。各分配電柜還設有遙控手動裝置,一般軟故障可用遙控裝置解決。

3 系統動作原理

走行小車是1個由3個通風口組成的靜壓箱式活動通風口。2個進風口在兩側,1個出風口在上面與主煙道連通,不銹鋼帶從走行小車下面繞過。不銹鋼帶在走行小車兩邊由磁性密封條吸附在走行導軌的下部起活動密封作用。該技術巧妙地利用主煙道外側作為走行導軌,既解決了活動通風口長距離移動時的移動密封問題,又提供了有一定強度的走行導軌。每個移動單元由2組升降小車帶動4個集煙罩,解決了列車編組不用定向的問題。因為25型客車比22型客車長2.1m,所以,當列車編組中25型車超過10輛時就會多出1輛22型車的長度,此時主控制計算機上的編組數量要多輸入1輛,這時就會有1組移動裝置不落罩,可以適應22型和25型客車的任意混合編組。在升降小車上裝有2個導向桿防止集煙罩擺動,在導向桿下部裝有下限位行程開關架。

4 使用現狀和存在的問題

經過幾年的使用,該排煙系統突出地解決了北方客車整備庫內煙塵嚴重污染的問題,改善了庫內環境,但仍存在一些問題,主要有:

(1)集煙罩升降小車鏈條卡阻現象時有發生。這是因為鏈條單向受力,不受力端鏈條容易彎曲,經過鏈輪時發生卡阻現象。

(2)風機及葉片煤焦油積聚,容易產生風機故障。

(3)發生簡單排煙故障也需登車頂維修,增加了勞動強度和作業危險性。

(4)餐車灶間和茶爐排煙問題一直無法解決。

(5)出庫時,排煙罩升起后風機停止工作,造成列車出庫過程中余煙積存。

(6)定位傳感器老化或電探頭臟,探位不清,造成排煙罩落位不準。

5 改進措施

為進一步解決上述問題,更好地優化和改進現階段整套排煙系統的性能,通過認真比選,充分討論,在保持原技術性能的同時,提出了以下幾點改進措施:

(1)不銹鋼鋼絲繩代替鏈條。將升降小車原來的鏈條升降形式全部改為不銹鋼鋼絲繩升降形式,有效地減少由于鏈條鏈齒經??ㄗ柙斐傻募療熣稚倒收?。

(2)遙控代替手動。增加遙控裝置,減少操作人員與維修人員的勞動強度和作業危險性,同時提高下行程位置,增加軟簾長度,解決了出庫客車刮壞煙罩現象。

(3)增加風機加熱環。新增加風機電預熱圈和相應的控制系統,采用正常排煙前預熱和無車定期預熱2種方法進行預熱,煤焦油經過加溫軟化后由風機排出,同時也防止了冷凝水凍結發生的風機葉片凍結現象,有效地防止了煤焦油積聚在風機及葉片上引起的風機故障。

(4)加強集煙罩的骨架強度。增大原來的三通尺寸。由150mm改為200mm,進一步增加通風量,減少通風阻力,增強集煙罩的強度。

(5)增加定位餐車灶問排煙罩。以前,因為餐車不能定位,餐車的灶間和茶爐煙囪的煙塵無法清除,近期在呼和浩特客車整備庫采用增加1組“凸”字形的餐車灶間和茶爐集煙罩并在2股道分別定位2個車位的辦法,增加了餐車灶間和茶爐排煙罩,解決了餐車爐灶和茶爐的排煙難題,排煙效果良好。

(6)整列空調列車的發電車在庫內檢修試車時也會產生嚴重的煙塵污染。呼和浩特鐵路局客運公司在包頭客車整備庫進行了發電車排煙裝置設計和試驗。為了減輕大梁載荷,采用輕型方鋼管焊接成的桁架結構,使得結構件變形小、重量輕、載荷大。采用長方形可升降式集煙罩,風機和升降裝置都采用遙控方式,可以單獨操作,即集煙罩在任何位置時風機都可以啟動。集煙罩上部采用桁架結構,升降機構安裝在其上部,升降框架上下用防火布連接。長方形的集煙罩可以扣住3臺柴油發電機的煙囪,任意1臺或幾臺柴油發電機試車產生的煙塵都可以排除,解決了發電車排煙問題。

(7)其他改進措施。防撞傳感器延時停車,延時啟動風機,當有濃煙在前進方向時繼續前進5s,如果躲過濃煙干擾,小車可以繼續前進,并防止濃煙干擾時風機頻繁啟動;在出庫作業時,鎖閉所有落罩執行系統,包括自動和手動都不能落罩,防止誤操作刮壞集煙罩;升級主計算機,使用近期的WindowsNT操作系統,原主機作為備份主機,1用1備,增加系統的性;改造和增加部分程序,萬一發生主控制計算機故障,可以用手動遙控器的按鈕組合代替主計算機發出相關指令,便于維修調整操作。

(8)使用單位要加強對客車排煙系統的管理,規范各項制度和操作規程,嚴格控制好人車和落罩以及出車和升罩的時間,對列車客運人員和排煙設備操作人員配合問題進行制度卡控,以便安全高效地使用本設備,為作業人員提供良好的工作環境。

鐵路客車論文:淺論鐵路客車整備庫排煙系統的現狀和改進

論文 關鍵詞:客車;整備庫;排煙系統;改進

論文摘要:對鐵路客車整備庫排煙系統的工作原理進行了深入分析,并根據現場實際需要提出了改進措施。

1概述

我國北方地區冬季鐵路客車進入客車整備庫整備時,客車獨立采暖鍋爐、餐車爐灶和茶爐排出大量煙塵,造成庫內空氣嚴重污染。為根治這一頑癥,呼和浩特鐵路局組織攻關,研制了鐵路客車整備庫內排煙系統,該系統1998年通過鐵道部鑒定。經呼和浩特整備庫3股道27個單元2a的使用,證明該系統排煙效果明顯,現已在通遼、圖們、白城、包頭等地推廣使用。

2 結構特點

客車庫內自動排煙系統由機械走行部分、排煙部分和自動控制部分組成(見圖1)。機械走行部分由走行小車帶動2組升降小車走行,每組升降小車帶動2個集煙罩升降,走行到位后自動落罩,集煙罩碰到下限位行程開關后風機自動啟動開始排煙;排煙部分由集煙罩、三通、軟連接、活動通風口、主煙道組成,壓火狀態的煙塵由集煙罩通過三通、軟連接、活動通風口進入主煙道,由風機排出庫外;自動控制部分由主 計算 機和分配電柜中的可編程序控制器(plc)組成,主計算機發出相關指令,各分配電柜中的可編程序控制器接到指令后執行相應程序,并將執行結果反饋回主計算機。各分配電柜還設有遙控手動裝置,一般軟故障可用遙控裝置解決。

3 系統動作原理

走行小車是1個由3個通風口組成的靜壓箱式活動通風口。2個進風口在兩側,1個出風口在上面與主煙道連通,不銹鋼帶從走行小車下面繞過。不銹鋼帶在走行小車兩邊由磁性密封條吸附在走行導軌的下部起活動密封作用。該技術巧妙地利用主煙道外側作為走行導軌,既解決了活動通風口長距離移動時的移動密封問題,又提供了有一定強度的走行導軌。每個移動單元由2組升降小車帶動4個集煙罩,解決了列車編組不用定向的問題。因為25型客車比22型客車長2.1m,所以,當列車編組中25型車超過10輛時就會多出1輛22型車的長度,此時主控制計算機上的編組數量要多輸入1輛,這時就會有1組移動裝置不落罩,可以適應22型和25型客車的任意混合編組。在升降小車上裝有2個導向桿防止集煙罩擺動,在導向桿下部裝有下限位行程開關架。

4 使用現狀和存在的問題

經過幾年的使用,該排煙系統突出地解決了北方客車整備庫內煙塵嚴重污染的問題,改善了庫內環境,但仍存在一些問題,主要有:

(1)集煙罩升降小車鏈條卡阻現象時有發生。這是因為鏈條單向受力,不受力端鏈條容易彎曲,經過鏈輪時發生卡阻現象。

(2)風機及葉片煤焦油積聚,容易產生風機故障。

(3)發生簡單排煙故障也需登車頂維修,增加了勞動強度和作業危險性。

(4)餐車灶間和茶爐排煙問題一直無法解決。

(5)出庫時,排煙罩升起后風機停止工作,造成列車出庫過程中余煙積存。

(6)定位傳感器老化或電探頭臟,探位不清,造成排煙罩落位不準。

5 改進措施

為進一步解決上述問題,更好地優化和改進現階段整套排煙系統的性能,通過認真比選,充分討論,在保持原技術性能的同時,提出了以下幾點改進措施:

(1)不銹鋼鋼絲繩代替鏈條。將升降小車原來的鏈條升降形式全部改為不銹鋼鋼絲繩升降形式,有效地減少由于鏈條鏈齒經??ㄗ柙斐傻募療熣稚倒收稀?

(2)遙控代替手動。增加遙控裝置,減少操作人員與維修人員的勞動強度和作業危險性,同時提高下行程位置,增加軟簾長度,解決了出庫客車刮壞煙罩現象。

(3)增加風機加熱環。新增加風機電預熱圈和相應的控制系統,采用正常排煙前預熱和無車定期預熱2種方法進行預熱,煤焦油經過加溫軟化后由風機排出,同時也防止了冷凝水凍結發生的風機葉片凍結現象,有效地防止了煤焦油積聚在風機及葉片上引起的風機故障。

(4)加強集煙罩的骨架強度。增大原來的三通尺寸。由150mm改為200mm,進一步增加通風量,減少通風阻力,增強集煙罩的強度。

(5)增加定位餐車灶問排煙罩。以前,因為餐車不能定位,餐車的灶間和茶爐煙囪的煙塵無法清除,近期在呼和浩特客車整備庫采用增加1組“凸”字形的餐車灶間和茶爐集煙罩并在2股道分別定位2個車位的辦法,增加了餐車灶間和茶爐排煙罩,解決了餐車爐灶和茶爐的排煙難題,排煙效果良好。

(6)整列空調列車的發電車在庫內檢修試車時也會產生嚴重的煙塵污染。呼和浩特鐵路局客運公司在包頭客車整備庫進行了發電車排煙裝置設計和試驗。為了減輕大梁載荷,采用輕型方鋼管焊接成的桁架結構,使得結構件變形小、重量輕、載荷大。采用長方形可升降式集煙罩,風機和升降裝置都采用遙控方式,可以單獨操作,即集煙罩在任何位置時風機都可以啟動。集煙罩上部采用桁架結構,升降機構安裝在其上部,升降框架上下用防火布連接。長方形的集煙罩可以扣住3臺柴油發電機的煙囪,任意1臺或幾臺柴油發電機試車產生的煙塵都可以排除,解決了發電車排煙問題。

(7)其他改進措施。防撞傳感器延時停車,延時啟動風機,當有濃煙在前進方向時繼續前進5s,如果躲過濃煙干擾,小車可以繼續前進,并防止濃煙干擾時風機頻繁啟動;在出庫作業時,鎖閉所有落罩執行系統,包括自動和手動都不能落罩,防止誤操作刮壞集煙罩;升級主 計算 機,使用近期的windowsnt操作系統,原主機作為備份主機,1用1備,增加系統的性;改造和增加部分程序,萬一發生主控制計算機故障,可以用手動遙控器的按鈕組合代替主計算機發出相關指令,便于維修調整操作。

(8)使用單位要加強對客車排煙系統的管理,規范各項制度和操作規程,嚴格控制好人車和落罩以及出車和升罩的時間,對列車客運人員和排煙設備操作人員配合問題進行制度卡控,以便安全高效地使用本設備,為作業人員提供良好的工作環境。

鐵路客車論文:關于鐵路旅客車站設置靜態標志信息系統的探討

論文關鍵詞:鐵路旅客車站 公共信息標志 設置

論文摘要:主要對鐵路旅客車站靜態信息標志進行簡要歸納,從鐵路旅客車站旅客進出站流線、車站使用功能、安全與疏散等方面提出靜態信息標志設置的一些理念。提出從鐵路旅客車站信息系統的整體上考慮動態顯示系統與靜態標志系統的協調性。同時,從方便旅客、保障旅客安全的角度,提出標志的一些設置原則,以供探討。

鐵路旅客車站,特別是大型和特大型旅客車站是城市重要的交通樞紐,城市中的各種交通工具幾乎都在這里匯集。每天都會有大量流動的旅客在這里集散,特別是在節假日出行的高峰時刻,給整個車站的疏導、安全與管理帶來了很大的問題。如何使來站、離站的大量旅客形成有序流動,如何方便旅客了解車站內設置的各種功能場所及相關設施的位置,這一方面體現在車站整體布局與城市交通系統的銜接和車站使用功能及流線設計上,同時還與合理設置在車站內的各種公共信息標志和引導標志有著很大關系。

鐵路旅客車站設置的各種列車動態綜合顯示屏(圖1),售票和檢票顯示屏,行李、包裹管理服務顯示屏,多媒體查詢,廣播和靜態標志構成了完整的車站公共信息服務系統。信息的傳遞可以采用動態形式,也可以采用靜態的形式,或采用動態靜態相結合的形式。本文提到的“靜態標志”主要是相對于車站內設置的由電子屏幕“動態顯示”的有關旅客列車到發信息而言,靜態標志主要是指顯示固定圖形、符號、文字等公共信息的標志。靜態標志一般由導向標志(圖2)、位置標志(圖3)、安全標志(圖4)、疏散標志(圖5)等組成。

公共信息標志是現代化公共建筑人性化服務的重要體現方式。建立完善的旅客信息系統,不僅可以提高旅客車站的人性化管理和服務效果及工作效率,同時還可使旅客在不用問詢的情況下,在位置標志或導向標志的引導下就可以毫無障礙地到達目的地。這樣,不僅減輕了旅客車站工作人員的壓力,同時也給旅客提供了便利條件。

目前,鐵路旅客車站設置的靜態標志尚不夠系統和完善,也缺乏統一標準,為此,鐵道部專門組織修訂了《鐵路旅客車站信息系統設計規范》(tb10074)。該規范依據國家標準的相關規定,結合鐵路旅客車站的功能布局和流線特點,并根據旅客車站的使用功能對信息標志進行了分類,明確了鐵路旅客車站靜態標志的設置原則和使用要求,使不同功能的標志之間即互有區別又易于辨識。這對推動和規范全國鐵路旅客車站信息標志的設置和統一標準奠定了基礎。

1導向標志

導向標志是按旅客到站和離站流線設置的重要引導標志,在大型車站,特別是一些特大型車站一般會有城市地下鐵道或高架輕軌鐵道引入車站,從目前城市交通發展形勢來看,大型和特大型鐵路旅客車站將會隨著城市交通系統的現代化,逐步發展成為集地下鐵道、地上高架輕軌及公共汽車交通等綜合性的城市交通樞紐。車站也將會逐步采用多通道的立體廣場形式加快旅客的疏導。當車站很大、設施又多,且地上、地下有多個方向的進站和出站口時,很容易使及時次到達車站的旅客失去方向感。所以,進站導向標志應該從旅客進入車站廣場的公共交通站點、出租車站、停車場和城市軌道交通站點等進入車站范圍的起點開始設置,并沿進站流線引導旅客至售票處、進站口、候車室檢票口、直至站臺。出站導向標志應該從站臺開始設置,沿旅客出站流線引導旅客至出站口、公共交通站點、出租車站、停車場和城市軌道交通站點。導向標志應該按通向目標的路線進行布置,而且標志應該非常醒目,有很好的連續性,使旅客在視線之內很容易看到。另外,在道路和通道的節點處由于方向發生改變,特別是當通往多個方向或多個目標時,如果沒有導向標志會使旅客感到迷茫。所以,在這些地方應該設置指示方向明確的通往不同方向、不同目標的導向標志。這樣,就可以使旅客很容易在標志的引導下到達目的地。

對于較小的鐵路旅客車站,由于車站規模很小,目標基本都在旅客的視野范圍之內,車站可以根據實際情況僅設置一些位置標志就可以達到目的了。

鐵路旅客車站內設置的無障礙通道和無障礙設施應該按國家現行標準《城市道路和建筑無障礙設計規范》(jgj50-2001)、《鐵路旅客車站無障礙設計規范》(tb10083-2005)和《公共信息導向系統設置原則與要求第1部分:總則》(gb/t15566.1)的有關規定設置無障礙標志。

當車站內的無障礙流線與普通旅客進出站流線分開設置時,導向標志應該根據殘疾人的特點在地面設置盲道(圖6),并在有扶手或欄桿處設置明顯的帶有提示性質的盲文;另外,車站內走動的人很多,坐輪椅旅客的視線很容易受到干擾,所以應該適當調整導向標志的設置位置和設置間距(圖7)

2位置標志

位置標志是設置在旅客車站內表示設施和場所位置及提供管理、服務功能性質的圖形信息標志。國家標準中有關在公共場所設置位置標志的公共信息圖形標志的內容很多,鐵道部客運管理部門也根據鐵路旅客車站客運服務的特點,正在編制適用于鐵路客運服務的相應圖形符號標準。目前,在鐵路旅客車站為旅客提供服務的場所和設施主要有以下這些:

(1)車站范圍內設置的公共交通站點、停車場、出租車站點、城市軌道交通站點;

(2)售票處(自動售票機)、進站口、行李托取和包裹辦理處、候車(區)室、檢票口、站臺、天橋和地道的各出人口、出站口;

(3)國境站和口岸站的海關、邊防檢查、衛生檢疫、動植物檢疫、免稅店;

(4)旅客車站公共區內設置的問詢處、醫務室、公安值班室;

(5)行李寄存、無障礙設施、母嬰服務設施、公用電話、飲水處、盥洗間、廁所、商業零售、小型餐飲、郵政、自動取款機等。

以上這些位置和設施均應按現行國家標準或鐵道部有關規定設置與其功能相適應的圖形信息標志。

3平面圖和信息板

除設置位置標志外,鐵路旅客車站設置的平面示意圖和信息板也是展示服務功能信息非常重要的內容。特別是一些較大的站,一般設有立體廣場或地下廣場或有與城市軌道交通相結合設施,另外站內還設有很多公共服務設施,進出通道較多,流線復雜。旅客在進入或離開車站時,很想明確自己的位置和想要達到的處所。當車站的人口處和出口處設置有與實際設置功能相一致的圖形標志和旅客當前位置的總平面示意圖和各層的平面示意圖時,旅客會對自己的位置和整個車站的功能布置情況一目了然,這樣旅客很容易找到想要到達的區域。所以,較大一些的鐵路旅客車站應該在旅客進站處或集散廳、出站處設置車站總平面示意圖(圖8),站房各層也應該在主要出入口處設置相應層面的平面示意圖和信息板(圖9)。

4安全標志

鐵路旅客車站的站臺、進出站通道、候車室等是人員比較密集的場所,特別是節假le和季節性客運高峰時段,就更加密集,大量旅客行走在進站和出站口、自動扶梯、樓梯等處,并聚集在檢票口處等候檢票。有的高架候車室的檢票口平臺距樓梯很近,當大量旅客托帶行李由平臺下樓梯時,后面的旅客很可能由于前面人多看不到臺階,踏空摔倒,所以很容易發生危險。另外,有始發和終到列車的車站,大量旅客同時擁擠在進站口或出站口、通道的樓梯或自動扶梯等處,也非常容易發生危險,大量人員高密度的聚集,在擁擠的情況下隨時會發生危險,這一點應該引起車站管理的高度重視。尤其對老人、兒童、孕婦和攜帶嬰幼兒的婦女,在這些人員較多的場所更容易發生危險。所以,應該在人員流動密集的場所、平面位置發生變化的位置和其他必要處所,在加強疏導的同時,應該設置醒目的提示標志,提前并及時告知旅客,使其注意安全,主動避免傷害事件的發生。2004年11月13el,印度首都新德里鐵路車站發生了數百旅客踩踏的安全事故,結果造成5人死亡,數十人受到嚴重傷害。國內的某些場所也曾發生過類似的擁擠踩踏事件。因此,此類似事件的慘痛教訓應該引起高度警惕,引以為鑒。

另外,站臺也是容易發生事故的場所,特別是設有高站臺的車站,雖站臺邊緣有明顯的黃色安全警戒線,但還是容易發生旅客掉下站臺的事故?,F代化的地鐵車站為了防止此類事故的發生甚至設置了全封閉的安全門。由于鐵路車站不同于地鐵車站,無法設置全封閉的安全門,但可以在旅客進入站臺后的明顯位置,設置告知旅客進入站臺后的安全注意事項和站臺安全區的標志。特別是有一些中間站,通常還會有一些列車貼近站臺高速通過,為了保護站臺上人員的安全,有些車站在站臺上還設置了安全護欄。在這些安全設施的明顯位置應該設置相應的禁止標志、警告標志和安全提示標志(圖10,圖11)。

禁止標志、警告標志和安全提示標志是防止旅客誤走、誤動引發人身傷害和其他安全事故的重要標志。因為沒設安全標志或安全標志設置不當引發的教訓很多。因此,在旅客活動的場所凡有可能因誤走、誤動、不了解情況會發生安全事故的處所,都要按國家的有關規定設置安全標志。

5疏散標志

疏散標志是在緊急情況保障旅客沿疏散通道逃生的重要標志(圖12,圖13),尤其為在地面上設置的燈光型疏散標志,這對中型及以上較大車站非常重要,特別是大型和特大型車站。當有城市軌道交通引人車站時,由于通道較多,設置明顯的疏散標志,在緊急情況下可幫助旅客辨明逃生方向,這對于沒有受過緊急疏散訓練的旅客,在突發事件的情況下疏散標志的作用就顯得非常重要。有關安全疏散標志的設置要求,現行國家《建筑設計防火規范》( gb50016-2006)已有規定。但對總建筑面積大于5 000 m2的鐵路旅客車站站房,規范中沒有明確提出要在主要疏散通道的地面上設置燈光型疏散標志的要求??紤]到旅客車站是人員密集的公共場所,尤其在季節性高峰時段,其人員密度要遠遠大于地上商場。另外,逛商場內的顧客一般不會隨身攜帶行李,攜帶嬰幼兒的顧客比例也很少。

所以,為保障在突發事件的情況下順利疏散、確保旅客的安全,依據《建筑設計防火規范》( gb50016-2006 )第11. 3. 5條“下列建筑場所應在其內疏散走道和主要疏散線路的地面上增設能保持視覺連續的燈光疏散指示標志或蓄光疏散指示標志”中第3款“總建筑面積超過5 000 m2的地上商場”的要求,應該考慮在“總建筑面積大于5 000 m2的站房應在疏散走道和主要疏散線路的地面上,設置保持視覺連續性的燈光型疏散指示標志或蓄光型疏散指示標志”。

6文字標志

靜態標志在使用文字標志時,應該采用國家規定使用的規范漢字和有關文字書寫格式。文字表述的內容應該簡潔、含義明確。文字標志又分為單一文字標志、文字輔助標志(圖14)和文字補充標志(圖15)當文字標志中使用多種文字時,文字標志的含義應當以中文為主,在視覺上中文也應比其他文字醒目。

在少數民族自治區域使用民族文字時,應當尊重少數民族語言文字使用規則。如內蒙古和西藏自治區對蒙漢和藏文字的應用就有專門規定,要求文字橫寫時蒙文和藏文在上漢字在下,或蒙文在前漢字在后、藏文在左漢字在右。其他少數民族自治區域可能也有類似的規定。當既有少數民族文字又有漢字,同時還有外文時,其文字使用規則應該依據國家標準的有關規定和民族自治區政府的有關規定執行。對有多個少數民族共同居住的自治區域,需要使用哪一個民族的文字和文字應用的性,應該征求省或自治區政府有關部門的意見。

7結語

較大的鐵路旅客車站一般都設有電子屏幕動態顯示裝置,特別是大型和特大型旅客車站的不同位置,不同候車區(室)都設有這種裝置。這些裝置設置位置明顯,一般占據空間主要位置。所以,在設置靜態標志時,應該結合車站動態電子屏幕顯示裝置的設置情況,使動態顯示系統和靜態標志系統有機地結合在一起,達到標志優化布置的目的。

靜態標志對旅客車站的建筑環境、流線布置、使用功能和人們的活動有較大的影響。標志的設計、制作和設置不僅應該體現建筑美學與環境的統一,更應該體現以人為本,達到滿足旅客基本活動功能需求的目的。醒目、清晰的標志對旅客至關重要,由于車站內設置了很多廣告,靜態標志的設置應該在視覺上保持與廣告有的明顯區別,同時還應保障各種標志之間,標志與背景之間有足夠清晰的對比度。

總之,只有在統籌考慮,合理分布的情況下,靜態標志才能傳達給旅客明確的信息,使旅客在車站的活動過程中切實感到標志設置所帶來的便利。

鐵路客車論文:中小型鐵路旅客車站公共衛生間設計淺析

摘要:中國鐵路建設在近幾年迎來了突飛猛進的跨越式發展,最合理而創新的設計理念貫徹在站房設計中。公共衛生間作為站房一項必備的公共活動空間不可或缺。本文探討了公共衛生間的設計原則,從設計位置、男女廁位比例、視線、流線和人性化等方面出發,探索中小型鐵路車站公共衛生間的設計方法,以求指導今后的實際設計。由于大型車站一般設置在大型城市和省會城市,規模大、等級高、換乘系統復雜,一般具有重要的戰略地位,衛生間服務人數和功能更加復雜,本文暫不做討論。

關鍵詞:公共衛生間 鐵路旅客車站 人性化設計

中圖分類號:X731文獻標識碼: A

引言:

伴隨著我國鐵路跨越式的發展,鐵路車站也如雨后春筍般出現在華夏大地上,以中小型車站最為突出。中小型火車站具有分布廣、密度高、聚集人數少和換乘系統簡單的特點。而公共衛生間作為人流密集場所必備的公共活動空間,在中小型車站建筑中發揮了不可替代的作用。鐵路旅客車站公共衛生間一般為獨立式公共衛生間,不在站房外另外附建。由于中小型站房數量眾多,系統化和標準化設計在設計過程中顯得尤為重要,同時系統化和標準化設計也要力求從人性化角度出發,當前研究尤為重要。

中小型站房內的公共衛生間一般分為兩種設置,一種附設于候車空間附近,一種設置于出站空間附近,由于出站空間人流量雖然大,但是旅客僅作短暫停留,故此處衛生間使用率較小。設計時僅考慮設置較少廁位的衛生間,無需按照聚集人數確定。候車空間附近的衛生間一般是中小型車站設計的重要細節設計部位。

1、設置部位

候車空間內的衛生間作為候車室重要的服務空間,一般毗鄰候車室設置,根據候車室大小,相應設置不同規模的衛生間。在設計過車中考慮到旅客使用方便,其設置位置應明顯且標志易于識別,候車室內最遠地點距廁所距離不宜大于50m。超過50m及候車室分層設計時,應根據較高聚集人數相應增加衛生間數量。

2、男女廁位的數量比例

車站作為城市大門,人流聚集量巨大,往來人數較多,公共衛生間就顯得格外重要。以往男女比例設計過程中均按男女1:1設計,廁位數也按照1:1設計,導致了男衛生間相對空閑,女衛生間擁堵現象。所以在設計時應充分考慮女性上廁所時間長的特點,適當增加女廁位的數量和建筑面積。

設計時應嚴格按照《鐵路旅客車站建筑設計規范GB50091-2006》的“5.7旅客用廁所、盥洗室”章節嚴格執行。廁位數宜按較高聚集人數或高峰小時發送量2個/100人確定,男女人數比例應按1:1、蹲位按1:1.5確定,且男、女廁所大便器數量均不應少于2個,男廁應布置與大便器數量相同的小便器。男女廁所宜分設盥洗間,盥洗間應設面鏡,水龍頭應采用衛生、節水型,數量宜按較高聚集人數或高峰小時發送量1個/150 人設置,并不得少于2個。在實際過程中還應根據實際情況適當的增加衛生間蹲位和洗手盆的數量。

3、視線遮擋

中小型鐵路車站候車區公共衛生間入口一般采用門洞(一般前室門洞1500×2400(2100),內門洞采用1200×2100),由于視線直接干擾和鏡面反射,所以極易產生視線干擾。注意公共衛生間的視線遮檔是保護個人隱私的需要,也是社會文明的重要標志。特別是男廁的小便斗和女廁的蹲坑都不要暴露在門外人的視線之內。所以在實際設計過程中,應根據功能,合理組織衛生間流線,合理通暢條件下盡可能的使流線變長,從而避免視線的干擾。營造一個相對私密的環境(見圖表1)。

4、流線順暢

公共衛生間的平面布局應該做到人流流線直接順暢、男廁女廁的標志醒目鮮明。方便旅客清楚流線,方便使用。為了不產生視線干擾,應采取較長的流線,但不可迂回,產生“迷宮”效應。順應人體工程學原理,根據流程合理安排流線。

5、門洞口設計

中小型旅客車站候車空間公共衛生間一般不設門,因為公共衛生間人流量大,使用集中,出入口的寬度應該滿足人流要求。只要視線遮擋合理,出入口處一般只做門洞口(一般前室門洞1500×2400(2100),內門洞采用1200×2100),沒有門扇人流會更通暢。從衛生習慣方面看,在衛生間洗過手以后的人都不愿意再用手去摸門把手,不設門會更衛生。但對于出站空間的小衛生間而言,由于建筑面積小,設置門洞勢必造成視線干擾,不利于隱私,所以一般均設置門,門一般為木門,門寬度根據實際情況調整,范圍為700~1000mm。門開啟方向根據實際情況開設,盡量不影響內部使用空間,同事方便旅客使用。

6、前室布置

候車空間公共衛生間應該做到明亮、清潔、無異味,要滿足這些要求就必須采取有效的相應措施。措施之一就是設置前室。設置前室并不是簡單的將房間一分為四,男女各設置前室。這樣做容易產生視線干擾和異味無法阻擋。在車站設計過程中,應充分利用空間,合理分配候車空間的服務設施,將無障礙衛生間、開水間及清掃工具間和衛生間合理分配,做成統一前室,既能做到空間緩沖,也能做到對候車空間少開門洞,不影響整個候車空間的整體性,還能做到視線不干擾。

7、無障礙衛生間

無障礙衛生間設置也是當前車站設計的一個重要的人性化設計方面。一般中小型旅客車站在無條件設置無障礙衛生間時,也應設置無障礙廁位。無障礙衛生間凈尺寸應達到2000mm×2000mm,衛生間內按照《無障礙規范》設置馬桶、洗手盆等設施,且中間留出750mm半徑圓空置區域供輪椅旋轉。無障礙衛生間門凈寬應做到800mm以上,方便有需要旅客進入(見圖表2)。無障礙廁位也應按照標準圖集設置,凈寬及設備也應相應配備。

8、細部設計

公共衛生間的細部設計最能直接地體現出對各種人的關懷。鐵路旅客車站的公共衛生間設計應根據《鐵路旅客車站細部設計》的統一規定執行。本書對墻地面、隔斷、小便斗、盥洗臺和飲水臺都有統一規定。例如衛生間和相鄰衛生間不得出現錯臺,高差處應采取緩坡銜接,過門石不得采用黑色石材,廁位間應設掛鉤,以及衛生間蹲位、小便器和盥洗設備尺度要宜人。同時將《民用設計通則》和《城市公共廁所設計標準》作為參照。同時在人性化方面與地方建筑材料和建筑手法相結合,創造出具有地域文化的公共服務空間,與站房風格相統一。

9、結語

中小型旅客車站在我國分布廣、數量大,服務人群較多,公共衛生間設計在中小型車站設計中不可替代,在設計過程中應注意:

(1)合理安排衛生間位置,靠近候車空間,服務半徑不超過50m;

(2)合理布置男女廁位比例,不重男輕女,按照《鐵路旅客車站建筑設計規范GB50091-2006》較高聚集人數執行;

(3)避免視線干擾,不要將蹲位和小便器暴露在廁所門外人的視線內(包括直視和鏡面反射);

(4)合理組織衛生間流線,流線要順暢無阻。

(5)公共衛生間盡量不要設門,用門洞代替門。無條件設置門洞時,門的開啟方向要考慮衛生間內使用設備和人流通行,尺度適宜;

(6)前室設置盡量不做暗前室,合理配置清潔工具間、開水間、無障礙衛生間等建筑空間,保障流線順暢及視線不干擾;

(7)設置專門無障礙衛生間,無條件時要設置無障礙廁位,按照人體工程學原理布置建筑空間,增加人性化設計;

(8)增加細節設計,公共衛生間內洗手臺、蹲位、隔斷、鏡面等采用成品,注重顏色及細節配置,達到統一、清潔、明亮空間。

車站是城市的大門,也是八方旅客南來北往重要中轉站,配套的服務設施就成為車站的必備部分。公共衛生間尤為重要,只有精心設計才能達到人性化空間,為旅客營造溫暖的家。

鐵路客車論文:鐵路客車照明的現狀及改善

[摘 要]隨著鐵路行業的發展,對列車舒適性、性、節能環保等性能指標提出了更高的要求。然而,我國的鐵路客車目前均采用傳統的熒光燈照明,在節能環保、使用維護以及外觀、結構多樣性等方面都存在局限性。本文在對我國鐵路現狀進行分析的基礎上,提出了以新的光源形式如節能環保的LED燈具代替傳統的熒光燈具的思路,對鐵路客車照明狀況進行改善。

[關鍵詞]鐵路客車;照明現狀;改善;LED

一、我國鐵路客車照明的現狀

目前,我國鐵路主干線上的車輛包含25G型、25T型客車車內照明大部分采用的熒光燈照明,其中以XKTD系列統型燈具及熒光燈帶為主。常用光源為直管形熒光管,管徑多為T8,功率多選用15W,20W, 36W,燈腳采用G13。雖然熒光燈具在鐵路客車上的應用已經相當成熟,但也存在一些缺陷:

1、發光效率低,能耗高。熒光燈的發光效率一般只有55~80lm/W。熒光燈的發光是360度的,為了使反方向的光得到利用,常利用反光板進行反射,這無疑增加了材料損耗。一般來說熒光燈的燈具效率只有70%。

2、使用壽命短、維護頻率高、維修工作量大。熒光燈的使用壽命一般在8000小時左右,有些國產熒光燈僅有300小時。因為使用壽命的限制,熒光燈管需要經常更換,維護頻率高。一個擁有700輛客車的車輛段一般有一萬余支燈管和電子鎮流器,維護工作量極大,燈管平均一個多月就要換一次。由于逆變器的故障發生率高,需要配備十人以上的專業維修人員,才能勉強滿足及時更換的要求。每年用于照明的經費總額一般不低于50萬元。由此我們可以看到,客車照明的改善不僅能創造巨大的經濟效益,更是適應現代化鐵路運輸的需要。

3、節能環保性能差。熒光燈容易導致汞污染。我們知道,熒光燈都含有一種有害的物質--汞,0.04毫克以上的汞蒸氣就可以讓人體在兩三個月內慢性中毒,1.2毫克以上則會誘發急性汞中毒,如果含量達到20毫克,就會直接致使動物死亡。而熒光燈的外殼由易碎的玻璃制成,玻璃一旦破碎,汞蒸氣就會進入到空氣里,周圍空氣中的汞含量在很短時間內就會超標兩千倍,達到20~20mg/m3。

4、外觀、內部結構靈活性差。傳統熒光管徑、長度相對固定,因此外形及內部結構在此基礎上固化,安裝占用空間大,應用起來就喪失了靈活性。

二、我國鐵路列車照明現狀的改善

要對我國鐵路客車的照明進行改善,建議采用LED燈具代替傳統熒光燈。LED光源不僅壽命長,而且具有光效高,且能耗低,抗震性強,環保等一系列優點。LED照明的應用可以降低能耗、提高車內照明的舒適性及性。

1、LED的定義

LED是發光二極管的簡稱發光二極管(light emitting diode)的簡稱,它由鎵與砷、氮、磷、銦的化合物制成,當電子與空穴復合時能輻射出可見光。

2、LED燈具的優點

1)LED照明燈的能耗低。與傳統的照明相比,LED可以減少80%的能耗,同等照度下,耗電量僅為普通照明用具的20%~30%。

2)LED照明燈的使用壽命長。傳統照明燈最長的使用壽命不超過8000小時,而LED照明燈的使用壽命則在40000h小時以上,最長可達1000000小時。

3)LED照明燈耐振動和耐沖擊性能強。在TB/T 3058-2002《鐵路應用 機車車輛設備沖擊和振動試驗》所規定方向的振動和沖擊的幅值下進行試驗,產品能保障正常工作,無長期性變形或損壞

4)LED照明燈綠色環保。LED的制作材料沒有毒性,不含鉛、汞等重金屬,不會產生眩光和紫外線輻射,符合歐盟ROHS標準,而且可以回收利用。LED燈具是通過環氧樹脂封裝的,內部不存在松動的地方,不易損壞,遠比熒光燈和白熾燈堅固耐用。

5)LED照明燈顯色性好且應用靈活。顯色指數高,白熾燈的顯色指數為95,熒光燈為65-80,而LED照明則可以>80另外,LED光源能夠以紅色、綠色、藍色等為基礎,根據實際需要,輔之以一定的技術便能設置出不同樣式的多種圖案來,而且可以可以根據需要調整光的亮度和效果。

3 LED照明電路設計

LED照明燈具有調亮度的功能,電源的輸入控制方式采取pwm方式,頻率為1kHz,電壓值為12V(0-2V代表“0”, 7-12V代表“1”),pwm輸入端采用BSS138功率管同等參數元器件。電源輸出到LED的控制方式也是采用pwm的調光方式,輸出頻率為1kHz。車輛輸入給電源的pwm波定義如下:占空比為時,該路燈全部熄滅;占空比為0%時,該路燈為全亮狀態。燈內每一路串聯LED中加恒流調整器件,每個LED壓降為2.9-3.3V。每個LED的有效電流控制在42-45mA。

4 LED光源的選型

LED的驅動與散熱是提高LED壽命的關鍵,相關參數:

1)允許功耗Pm:允許加在LED兩端的正向直流電壓與流過它的電流之積的較大值。超過此值時,LED發熱甚至損壞。(小功率LED芯片0.066W)

2)較大正向直流電流IFm:允許通過LED的正向直流電流的極限值。超過此值時,可損壞LED。(小功率LED芯片20mm)

3)較大反向電壓VRm:LED所允許加的較大反向電壓。超過此值時,LED可能被擊穿損壞。(小功率LED芯片5-6V)

4)工作環境topm:LED可正常工作的環境溫度范圍。超出此溫度范圍,LED將不能正常工作,效率會大大降低。(高于55度,效率、壽命會降低)

LED顏色是燈具色溫的決定因素,其范圍很寬,用在照明上的白光LED色溫一般在K=3200-10000K,顯色指數(Ra)在70-89之間。

目前用在客室照明主要選以下三種顏色:暖白(色溫K=3200±250K)、偏暖白(色溫K=4100±250K)、自然白(色溫K=6000±250K)。

要實現照明光線連續、無陰影,根據車內斷面結構需要兩個不同照射方向的光源。根據需要,要求向車體中心方向射出的光是主要照明,向頂板內部射出的光為輔助照明,所以我們選擇了不同功率的LED光源來搭配,確保照射到頂板上的光強度是均勻的。主光源選用功率較大的5X5mm的LED,輔助光源選擇3x3mm的LED.輔助LED光源的結構原理與主光源一致,詳細結構見附圖1。

4 LED燈具斷面

LED燈體可以根據所處的位置具體制作,斷面、長度可以根據空間大小任意確定。燈具斷面的設計要求:

1)保障客室的燈光均勻并且不存在暗區;

2)確保客室兩條燈帶的最遠光線要照射到車體中心線;

3)透射照明經過折射照明補充形成。

圖2為廣九直通車客室LED燈斷面。

結束語

將具有時代先進水平的科技成果運用到鐵路列車照明中,讓我國鐵路列車照明與世界同步,這是鐵路客運實現現代化的需要,同時由于降低了能耗,減少了維修的工作量和成本,也會創出巨大的經濟效益和社會效益。通過現代技術手段,采用先進的元器件,對鐵路客車的照明進行改善并不是一件十分困難的事情。然而我們必須清醒的認識到,鐵路客車的照明涉及到列車供電系統、內裝布置、環境色調、光源照明、燈具安裝以及電子鎮流器等諸多環節,這就從某種程度上決定了它是一個較為系統的工程。對電路驅動形式進行研究和改善,使其自控、高效,并提高其性和穩定性,將損耗低、性高、價廉物美的電器元器件應用到鐵路客車照明領域,從電路設計、LED材料選擇、燈具結構三者之間的優化匹配,是從根本上解決當前我國鐵路列車照明領域存在的諸多問題。由于采用LED新燈具以后,逆變器不復存在,也就不再有故障頻發的可能。燈管損壞率大的問題也就得到了根本的解決,鐵路客車的照度和照明質量也得到很大提高。

鐵路客車論文:鐵路客車電氣系統熱點檢測技術研究

摘要:在技術創新的大力推動下 , 新型、 快速 、 舒適的旅客列車大量投入使用, 改善了客運服務條件 ,就車輛電氣系統的發展而言就有了很大變化, 客車新技術的發展和廣泛應用也給客車運用維修部門帶來了嚴峻挑戰, 如何使運用客車各部功能保持在良好的技術狀態, 保障安全不留隱患, 這是我們十分關注的問題

關鍵詞:電氣系統、鐵路客車、新技術

一、客車電氣系統的性

客車電氣系統的性在于電路設計、 元器件質量、 電路安裝質量、 系統絕緣質量以及電器連接點緊固質量等 。電路設計中在考慮原理實現的同時考慮必要的保護電路;電氣元器件在安裝前要經過老化等必要試驗的篩選;電線路安裝質量以及系統絕緣質量在客車新造和各種修程中通過各種測試手段來保障 。在運用中, 盡管電線路因鼠害和振動等情況有造成斷路或短路現象 , 但是, 發生故障較多的還是在電路連接點緊固質量方面 , 它不僅與負載 、 工作質量有關 , 而且, 與列車運行品質有關。

二、維修檢測技術的適應性

客車電氣控制系統維修技術的適應性在于檢車乘務人員以及定檢維修人員的綜合技能和檢測檢修技術裝備手段 。鐵路總公司要求提速干線客車維修人員尤其是負責發電車、 客電的檢車乘務人員要具備高級技工技能的人員擔當 , 現在距這一要求差距較大 ; 目前 , 定檢維修的檢測檢修裝備有了較大改進 , 而隨車檢測檢修手段相對落后, 制約了維修工作的開展。

三、工作質量負載的變化

在電氣系統中電壓變化幅度較小, 基本恒定 。線路及負載等效電阻隨負載增加或減小而發生變化 , 進而引起電氣系統電流的變化。這種變化應在系統技術條件范圍之內 , 超出范圍則屬異常 。由于系統中電流的變化使通過電路連接點的熱量變化 , 尤其是在主回路中使連接螺釘及壓板有松動趨勢

四、機械振動的影響

客車電氣系統在列車運行中始終處在機械振動的工況之中 ,盡管客車轉向架在抗振方面有了很大改進 ,但振動仍然是存在的,車輛本身結構、軌道線路狀況、機車的牽引與制動等對車輛的振動影響是很大的 , 所以 ,由于機械振動引起的電氣系統連接點松動的可能性是較大的。在電氣故障統計中這類問題是大量的。機械振動可造成元器件的損壞 , 使用電器停止工作, 尤其是電線路斷路、 短路或連接點松動使用電器處于非正常工作狀態,這就給列車安全運行帶來嚴重的隱患

五、原理分析

負載的變化和機械振動都會造成電氣系統故障直至引發火災, 在電氣系統中電路的電阻主要是取決于負載的大小, 與負載相比線路本身的電阻可以忽略不計。電路連接點相當于線路的一個點, 所以, 連接點的電阻也是忽略不計的, 此時, 主回路的電流由負載的大小決定 ,即 I( 主)=U/R( 負載) , 控制回路的電流由元器件和線路等效電阻的大小決定, 即 I( 控) =U/ R( 等效) 。在正常工況下 ,系統匹配 ,線路連接點的溫度表象是在允許值范圍內的 。當線路連接點松動時 ,工況就發生了大的變化, 連接點接觸面減小 ,趨于點接觸,連接點原先電阻可以忽略不計的條件失去, 電阻值急劇增加 ,R =ρ ?l/S , 其中, ρ ― ― ―連接點材料電阻率; l ― ― ―材料長度; S ― ― ―接觸面積。這樣, 使得松動的接觸點熱量增加, Q =0. 24I 2 Rt , 其中 I ― ― ―回路中電流; R ― ― ―連接點電阻 ; t ― ― ―通過電流時間。由于連接點的熱量與電阻值呈線性關系, 電阻的增大必將引起熱量的增加 ,直至造成連接點過熱 、 破壞絕緣,使電路短路引發火情 ,危及安全

六、電路熱點檢測原理

信息采集 ―A/D 轉換 ―數據分析 ―判定標準 ―反饋―結論。信息采集是利用信號采集器對電路連接點溫度按照一定的時間段進行原始溫度信息采集 , 采集的信號可以是值也可以是相對值, 統一為一種值進行采集; A/D 模數轉換是將采集的溫度信號轉換為數字信號, 利用微處理機進行快速分析處理 , 尤其是采用相對值法時更顯示其優越性 ; 數據分析是對數值進行排列, 分析變化趨熱 , 找出突變點 ;判定標準是根據行業或專業技術標準制定階梯檔線值作為判定標準, 與排列數值進行比較 ;反饋是將排列數值逐一與判定標準的階梯檔線進行快速比較, 為檢測結論提供依據;結論是檢測的結果 , 對達到不同階梯檔線的連接點采取不同的處理方法 。

七、儀器檢測及結果

檢測的結果有 3 種可能, 一是正常情況 , 檢測工作往下進行;二是故障臨界情況 , 未發生故障, 但是 ,從檢測值看已漸離正常值 , 應加強觀察和處理;三是故障情況 , 馬上停機處理。根據這一原理制造的電路熱點檢測儀器已經面市 ,它不僅能夠定性,而且能定量描述電氣系統運行狀態 。它以溫升作為電路連接點狀態的檢測指標 , 以常溫 、室溫為基準零點, 根據連接點相對溫度( Δt) 升高量, 用綠、黃、 紅 3 色燈條快速顯示連接點的實際狀態。( a)綠燈區點亮, Δt = 0~ 10 ℃, 連接點正常, 無熱點。( b)黃燈區點亮, Δt =10 ℃~ 15 ℃, 應引起注意, 定期復查 ;Δt = 15 ℃~ 20 ℃, 表明潛在熱點 , 要加強觀察 , 方便時安排檢修 。( c)紅燈區點亮, Δt > 20 ℃, 必須馬上安排處理。

八、效果分析

針對電路連接點故障熱特性 , 隨車檢測裝備已配備了紅外數顯測溫儀 , 對電氣系統檢測提供了較好的手段 。但是, 這種點的間斷采集方式使檢測效率受到影響 , 若一個連接點的檢測時間是 3s, 一個電氣柜則需要十幾分鐘才能 , 而且, 測點誤差也是存在的 。電路熱點檢測儀可以對電路連接點的檢測實現數據連續采集, 作到快速采樣響應 , 每秒30 個采樣點, 靈敏度達到 0. 1 ℃, 采用相對值判定, 并且將數據采集 、分析 、 判定和結果顯示融為一體 , 是當前較理想的電路熱點檢測手段。現在, 在部分集中供電空調客車上配備試用 , 效果很好。

九、建議

( 1)強化車輛檢修員工的技術培訓。要熟悉和掌握車輛技術業務知識 , 在車上配備電氣線路圖紙及必備資料 。同時, 進行檢測技術的培訓, 利用檢測手段對電氣系統工況進行有效檢測 , 使員工素質與客車技術的發展相適應。

( 2)加大對車輛檢車人員的裝備投入。一般來講 ,“三分手藝 , 七分工具” , 而我們現在配 備的工具還基本上是老三樣 , 極不適應工作的需要 。要對車輛檢車人員配備多功能電工鉗 、 多功能測電表、 袖珍測振儀 、電路熱點普查儀、 故障檢測儀等必要的儀器工具裝備 。

( 3)檢車作業規范化。檢車作業的工作標準已比較完善, 重在落實 。按照時間、 質量 、 程序的要求 ,嚴格檢車作業的全過程 , 以過硬的技能、 完善的技術手段和嚴密的作業制度作為客車安全的保障 。

2鐵路客車論文:5TYW型鐵路客車臥鋪舒適性探究

摘 要:由于25TYW鐵路客車車廂臥鋪的結構導致行車時振動較大,該文擬用ANSYS對猜想結構進行數值模擬以得到一個理想的結構,從而提高旅客行車體驗。

關鍵詞:床鋪連接方式 ANSYS 仿真數值模擬 減震 改善空間

隨著經濟的發展和社會的進步,鐵路作為運輸旅客的主力工具不僅僅需要提速更需要堅持以人為本關注旅客的乘坐體驗,尤其是硬臥作為現在大部分長途旅行的乘客的交通工具仍然在舒適性上存在很多問題,該文即列舉一些存在的問題并且依次提出一些解決辦法。

1 客車振動對人體的影響

首先,車輛在軌道上運行時,會伴隨行駛產生復雜的振動現象,有構造速度共振、輪過軌縫振動、車輪過道岔有害空間振動、轉彎車鉤引起的振動、氣動剎車和緩解時引起的振動、以及啟動時車鉤空隙引起的闖動,這些都會造成顛簸,而且由于振動車廂也會產生大量的噪聲。列車運行速度越高,這些振動和沖擊的危害就越嚴重。

振動作用到人體表現為振動幅度,頻率,作用的方位和作用時間而這些振動可能會引起人體正常生理參數狀態的改變如:心電、血壓、脈搏、肌電,當振動強度達到使人不舒服的程度時,人就會出現以下癥狀:一般性不舒適、耳鳴、鼻血、胸腹痛、虛弱、頭痛、頭暈、瞌睡、噩夢、口語不便、發音不清、注意力分散、從而大大影響旅客的行車體驗。

不僅如此還會影響到人體正常心理狀態的改變,其表現為不舒服、煩躁、疼痛、厭倦并且這些也與旅客的身體素質、工作經歷也有著密切的關系。但是與此相反,在一定范圍內的特定的頻率、振幅有時也會對人們的情緒和植物神經起到有益的調節。

在全身振動作用下,人的生理反應特點決定于兩個方面:一是與組織器官的位移和變形直接有關,具有明顯的頻率響應特征;二是與應激的非特異性全身性反應有關,具有較明顯的強度響應和時間效應。在次聲頻中等強度(1~10 m/s)作用下,心肺的反應表現為心率、心輸出量、呼吸率、肺通氣量、氧攝取量增加。振動可改變大腦的醒覺水平,1~2 Hz的振動具有催眠作用,高頻較強的振動或不穩定的振動則提高醒覺水平。重復性慢性應激會引起代謝指標的輕度紊亂。重復振動時,組織器官的長時間反復變形和生理應激的累積作用,也是對于列車員慢性損傷和致病的主要因素。

為了提高車輛運行平穩性和減少有害的車輛沖動車輛一般需要在走行部分安裝緩沖和衰減振動的裝置,但是在這并沒有消除乘客在硬臥上的不適感覺。25T硬臥作為現在主要的載客車體,本文運用Anasys軟件進行數值模擬來了模擬25T型硬臥車廂在軌道上運動時所出現的一些諧振動,以及在停車變道時發生的一些瞬態激勵下臥鋪的響應,通過改進臥鋪的結構以及進行一定的分析來找出一種合適的方法來減輕振動影響。

在有阻尼自由振動下有:

令相對阻尼比為則根據理論當ξ>1以及當ξ

可以看到在大阻尼情況下,系統的運動迅速衰減,并無振動的特點,而小阻尼下有振動特點。

所以提出假設:25 t型車廂臥鋪采用固定連接方式,當列車受到瞬態激勵以及振動激勵時雖然車輛底部的彈簧裝置會吸收很大一部分振動能量但是臥鋪床板和間隔板依舊采用固結的方式,導致振動直接傳導到床板上,所以提出可以使用床板和間隔板之間的連接方式改為鉸接,并且將床板底部的斜支撐改為彈簧阻尼減震器。

首先分析固定連結情況下的振動情況,可以查到25 t型車廂床板寬585 mm長2000 mm,按照普通正常成年人重700 N載荷均布加在在床板上,列車一般振動頻率范圍為0.5~25 Hz,強迫振動幅值也并無定值,所以進行數值仿真模擬時采用較大幅值來進行模擬。并且在相同激勵載荷下分析不同結構的響應情況。

在ansys中先采用諧響應分析分析用于確定一個線性結構在一定頻率下的簡諧載荷作用下的結構穩態響應技術,然后采用瞬態動力學分析確定承受任意隨時間變化的載荷的結構的動力學響應。

2 已知動力學方程

其中[M]為質量矩陣,[C]為阻尼矩陣,[K]為剛度矩陣,{x}為節點位移向量,{F}載荷可為時間任意函數。對于簡諧運動而言,{u}和{F}均為簡諧形式,設其頻率為w,則有用ANSYS進行建模(包括間隔板、床板、斜支撐)進行模態分析(見圖3,表1)。

根據多質點體系自由振動運動微分方程的通解,在一般初始條件下,結構的振動是由各主振型的簡諧振動疊加而成的復合振動;因為振型越高,阻尼作用造成的衰減越快,所以高振型只在振動初始才比較明顯,以后則逐漸衰減,因此選取的八幅圖表示間隔板四條邊的自由度在不同的約束情況下所表現的出來的一階及二階的主振型,從圖中也可以看到約束升高后固有頻率也在升高,而火車的振動頻率在0~25 Hz內所以提高固有頻率是一種有效的減振的方法所以將間隔板四邊與車體固結可以減輕對床板的振動。

同樣另外使床板與間隔板之間的固結改為鉸接并且將床板與間隔板之間的剛性連桿變為彈簧阻尼減震器。并進行數值模擬。可以也發現可以起到明顯的減震效果。

鐵路客車論文:我國鐵路客車空調技術的回顧與展望

摘 要

我國是一個人口大國,并且幅員遼闊,地域之間差異較大,而鐵路客車的存在則有效的解決了人們的出行問題。近年來,我國的社會經濟水平與科學技術水平都得到了不同程度的提升,人們的物質文化生活條件也越來越好,因此,人們對鐵路客運條件與服務水平的要求也越來越高。為了滿足乘客高標準的要求,我國的鐵路客車也在保障安全、衛生、快速運輸的前提下安裝了空調設施,在便利群眾出行的同時極大的促進了鐵路運輸事業的快速發展。本文將主要對鐵路客車空調技術應用與發展的歷史進行回顧與展望。

【關鍵詞】鐵路客車 空調技術 低碳節能 回顧與展望

我國鐵路空調車運行始于二十世紀五十年代末期,但使用初期只有為數很少的幾列客車得以安裝。二十世紀六十年代中期,我國在型號為18、24的鐵路客車上安裝了能夠進行手動調節的空調,從此以后,我國鐵路客車空調技術的發展就一直沒有間斷過,半個多世紀以來,我國的鐵路客運已經基本走進了空調列車時代,鐵路客車的空調技術更是獲得了飛躍式的發展。筆者將在本文中對鐵路客運空調技術的發展歷程進行回顧與展望。

1 鐵路客車空調技術發展回顧

1.1 普通鐵路空調客車發展階段

普通鐵路空調客車指的是型號為22和25的鐵路客車。其中型號為22的鐵路客車主要生產與1956到1994年,此種列車內的空調裝置主要采用的是手動型自然切入通風系統。型號為25的鐵路客車有著多種以25為首的型號變種鐵路客車機型,生產日期最早的為1967年生產的25型鐵路客車,此種型號的鐵路客運列車所采用的空調裝置為列車集中供電型空調;生產日期最晚的為1997年出產的25K型號鐵路客運列車,此型號列車所采用的空調裝置為集中全供電式中央空調。

1.2 提速鐵路空調客車發展階段

我國鐵路客運列車于2004年實現了第五次提速,而型號為25T的鐵路客運列車則是為了這次鐵路客運提速而專門生產出來的。此種鐵路客車幾乎集中了此前鐵路客運列車的全部優點,并適當的應用了當時最為先進的制車工藝技術。此型號的鐵路客運列車所采用的空調裝置為集中供電全空調類型。

1.3 高原區―青藏鐵路空調客車發展階段

青藏高原是不僅是我國海拔較高的高原鐵路列車專線,更是世界上海拔較高的鐵路客運列車,高海拔、低氧氣的高原環境不僅為鐵路建造帶來了極大的困難,也為高原鐵路客運列車的制造帶來了不小的挑戰,尤其是在高原鐵路列車的空調裝置上。為了克服高原低氧的惡劣外在環境,青藏鐵路客運列車的空調裝置上安裝了獨創的制氧系統,并且為了保護青藏高原這片圣潔的土地,列車空調采用了綠色環保的設計理念,實現了污染的零排放,并且為了保護旅客,列車還設計了獨特的防紫外線曬傷、防風沙裝置,在便利了旅客的同時也向世人展示了我國先進的鐵路設計與制造技術。

1.4 城市地鐵空調客車發展階段

隨著城市化進程的加快,我國城鎮的人口數量與規模也在不斷加大,為了緩解城市交通擁堵的現狀,城市地鐵被廣泛的應用,現階段,我國的許多大中城市中都已經廣泛的應用了地鐵,除了上海、廣州與深圳這三大城市的地鐵是由國外引進外,我國城市中的全部地鐵都是由本國研發制造的,并且地鐵內的空調機組設施也全部為國產品牌。

1.5 城際高鐵空調客車發展階段

我國目前所生產的高速鐵路列車全部都是擁有空調裝置設施的,其中早期生產的CRH1型號鐵路客運列車所采用的空調裝置為分體式空調裝置,而后期所采用的則與CRH3與CRH5型號的鐵路客運列車的空調裝置一樣,為車頂單元式空調機組,并且配有壓力波保護裝置對空調進行保護。而CRH2型號的高鐵客運列車所采用的空調裝置則為下懸掛式空調機組裝置,也配有壓力波保護裝置對客運列車內的空調進行保護。

2 鐵路客車空調技術的未來發展展望

2.1 應用先進的節能與控制技術

為了提高鐵路客運列車內部的舒適度,較大程度的將列車內部的空間環境與列車外部的空間環境相隔絕,就要將鐵路客運列車內外的空氣交換控制在可控的狀態下。而要實現這一目的就需要從以下幾方面來進行:首先,努力的提高鐵路客運列車車體本身的隔熱性能,以降低列車內部空調機組在夏季和冬季時的制冷與供暖的能源負荷。其次,做好列車內空調制冷量的調節控制與節能降耗工作。第三,做好鐵路客運列車內部空調裝置的新風預熱與車內加熱工作,而這一目標則需要通過列車內空調機組人員做好空調機組設施的安全保護與調節控制工作來實現。

2.2 鐵路客車空調技術的效能比大大提高

要想實現提高鐵路客運列車空調技術效能比的目的,就需要列車內的空調機組人員及時的做好列車內空調機組換熱器的調配。通常來說,高效換熱器的使用、高校風機的科學合理安裝能夠有效提高列車內空調技術的效能,而增強鐵路客運列車自身的隔熱與氣密性能也能夠有效的降低列車內的能源消耗,提高列車內空調技術利用的效能比。

2.3 鐵路客車空調技術將更加綠色環保

在提倡低碳、環保、綠色、健康的可持續發展戰略的今天,只有不斷的節能減排,為人們提供資源節約型與環境友好型的服務才能夠被人們接受和認可,從而獲得更大的發展空間。在這樣的趨勢下,鐵路客運列車空調技術的發展也會朝著綠色環保的方向上發展,努力做到污染物零排放,在便利人們出行的同時不對社會自然生態環境造成污染。

3 結束語

從1958年及時列空調客運列車啟動到如今,我國的鐵路客運列車的空調技術發展已經走過了五十多年的歷程,從最初的技術簡陋到現如今我國的鐵路空調客運技術已經居于世界前列,我國的鐵路客運列車空調技術取得了巨大的發展與進步。本文主要對我國的鐵路客運列車空調技術發展進行了回顧與展望,希望通過對鐵路客運空調技術研究、生產、應用等的整理與展望能夠進一步推動我國鐵路客運空調技術的發展。

作者簡介

蔣宇輝(1973-),男,廣西壯族自治區桂林市人。1993年參加工作就職于呼和浩特鐵路局包頭車輛段,先后在呼和浩特成人中專,和大連鐵道學院車輛專業學習,一直在行車一線從事客車車電維修工作。

作者單位

呼和浩特鐵路局包頭車輛段呼和車間 內蒙古自治區呼和浩特市 010020

鐵路客車論文:淺談鐵路列車防護報警和客車列尾系統在京九線的應用

【摘要】 本論文是一份關于鐵路列車防護報警設備和客車列尾系統在濟南鐵路局的使用情況的介紹。首先論文介紹該系統的結構及實現的功能,其次分析該系統的工作過程,在第三部分簡述該系統在實際的運用和日常維護情況。

【關鍵詞】 CIR KLWD LBJ

一、下面介紹一下該系統構成以及實現的主要功能

1、系統構成。系統由數據采集編碼、LBJ電臺、道口報警設備、施工防護報警設備、列車接近預警器、旅客列車尾部安全防護裝置和便攜式測試臺、數據管理器、出入庫檢測設備等組成。

2、系統所實現的主要功能。(1)LBJ可以查詢KLW的列車尾部風壓和控制KLW排風制動。(2)LBJ可以接收和發送有提示音的列車防護報警信息。(3)LBJ可以接收有提示音的道口事故報警和施工報警信息。(4)LBJ可以發送列車接近預警信息。(5)預警器可以接收有提示音的列車接近預警信息。(6)道口預警設備可以接收有提示音的列車接近預警信息和發送道口事故報警信息。(7)施工保護報警設備可以接收有提示音的列車接近預警信息和發送施工報警信息。

二、分析系統主要工作過程

1、啟動列車防護報警:按下MMI上的報警按鍵,LBJ每5~10S隨機連續發送5幀列車防護報警信息并記錄的CIR中,同時揚聲器發出提示音,鄰近列車也會接收到報警信息并記錄下來,每5S發出一次提示音。按下確認鍵方可停止播放提示音。

2、解除列車防護報警:再次按下MMI上的報警鍵并恢復為守候接收狀態,解除報警時,LBJ連續發送5幀列車報警解除信息并進行記錄,MMI的狀態指示燈持續閃亮5S后轉為長亮,揚聲器發出5S提示音后停止。

3、啟動和解除道口報警:按下道口報警設備的報警按鍵,道口報警設備每5~10S機連續發送6幀道口事故報警信息并記錄下來。鄰近列車同樣會接收到報警信息并進行記錄,每5S發一次提示音。 再次按下道口報警按鍵解除報警,發送道口事故報警解除信息,鄰近列車接收和記錄報警解除信息,發出提示音后恢復守候接收狀態。

4、啟動和解除施工防護報警:按下施工報警設備的報警按鍵,施工報警設備每5~10S機連續發送6幀施工事故報警信息并記錄下來。鄰近列車同樣會接收到報警信息并進行記錄,每5S發一次提示音。再次按下施工報警按鍵解除報警,發送施工事故報警解除信息,鄰近列車接收和記錄報警解除信息,發出提示音后恢復守候接收狀態。

5、列車信息傳送:(1)建立列尾連接關系:在MMI上輸入KLW ID并按下確認按鍵,LBJ向KLW發送輸號命令信息,KLW對輸號命令信息包含的KLWID進行判斷與本機一致則向LBJ返回應答信息,雙方建立列尾連接關系。(2)風壓查詢:每隔120-130秒自動 更新風壓,顯示風壓值。注意:LED顯示當前風壓 如果5分鐘未收到 風壓反饋信息 系統進入連接 中斷狀態。(3)排風制動:按排風鍵,LED顯示PF。(4)風壓異常提示:KLW 向 LBJ 發 送 風 壓 異 常 信 息 揚聲器發出提示音,XXXX機車注意 風壓XXX 顯示風壓 LED顯示風壓:按“確認”鍵應答,終止信息發送。(5)壓欠壓提示:KLW 向 LBJ 發 送 風 壓 異 常 信 息 揚聲器發出提示音,XXXX機車 列尾裝置電壓不足 dy 風壓,LED顯示按“確認”鍵應答,終止信息發送。(6)解除列尾連接關系:輸入六個0并按下確認鍵,LBJ向KLW發送消號命令信息,如信息一致,消號成功。

三、該系統在濟南鐵路局的運用和日常維護情況

目前在濟南鐵路局所管轄的線路上,LBJ設備以正式使用。LBJ設備是機車綜合無線通信設備(以下簡稱CIR)的組成部分,標準型CIR在主機B子架內裝設LBJ設備單元,小型化CIR的主機通過電纜連接外置LBJ設備主機。濟南鐵路局動車組、和諧電型電力機車配置標準型CIR,內置LBJ單元。列尾裝置由固定在機車司機室的司機控制盒和安裝在列車尾部的列尾主機組成。列尾主機使用前由列尾檢測人員、司機控制盒在機車出庫前由電務部門按機車無線列調的有關規定進行檢測,合格后方可投入使用。列尾主機的安裝與摘解由濟南鐵路局車務段人員負責;制動軟管連接,有列檢作業的列車,由列檢人員負責;無列檢人員作業的列車;由車務人員負責。LBJ設備由濟南通信段人員負責;機務段乘務員要正確使用連接方法,才能順利安全的完成出乘任務。

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