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高原双动力机车牵引通风系统仿真计算研究

高原双动力机车牵引通风系统仿真计算研究

作者：齐洪禹大连交通大学

学位级别：硕士

目前,随着我国经济与技术的快速发展,铁路与轨道交通行业也逐渐走入人们的视野,在我国轨道交通行业快速发展的同时,高铁的大力建设与地铁的不断开通也给人们带来了生活上的诸多便利,而对于轨道车辆的研究与应用也在不断地成为挑战。随... 详细信息

目前,随着我国经济与技术的快速发展,铁路与轨道交通行业也逐渐走入人们的视野,在我国轨道交通行业快速发展的同时,高铁的大力建设与地铁的不断开通也给人们带来了生活上的诸多便利,而对于轨道车辆的研究与应用也在不断地成为挑战。随着车辆设计速度不断提高,工作环境不断变化,对于车辆牵引通风系统的研究成为保证车辆安全、平稳、正常运行的关键一面。在高原双动力机车车辆的运行中,牵引电机作为动力源之一,牵引电机所在区域会产生大量的热量,如果产生的热量不能合理的释放或转化,那么热量的积累对于零件与结构的寿命将产生极大的影响,甚至产生突发的故障,影响车辆的正常运行。而牵引通风系统的作用是为牵引电机等一系列在车辆运行中产生热量的部分进行通风散热,所以考虑到牵引通风系统的重要作用,对于牵引通风系统结构设计与改进的相关研究显得尤为重要。本文以高原双动力机车牵引通风系统为研究对象,对车辆的两个转向架牵引通风系统分别进行仿真计算分析。首先利用Creo软件对牵引通风系统进行建模,在ANSYS FLUENT软件中对牵引通风系统搭建CFD计算平台。然后根据设计要求,对牵引通风系统进行仿真计算分析,输出包括速度、压力、流量等在内的云图,以及出风口的计算结果。根据模型缺陷,提出结构改进方案,最终使两个转向架牵引通风系统均满足设计要求。在本文的最后,针对高原双动力机车的运行环境,选择海拔2100m、3300m、4000m的不同高度,将两个牵引通风系统的最终改进方案在不同海拔下进行仿真计算分析,并验证牵引通风系统在不同海拔区域的运行工况,为今后的相关研究提供理论支持。

关键词：高原双动力机车牵引通风系统 CFD仿真计算结构改进

混合动力机车牵引通风系统CFD仿真计算及结构优化

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混合动力机车牵引通风系统CFD仿真计算及结构优化

作者：刘伟曾大连交通大学

学位级别：硕士

随着人类社会化进程的不断加深,能源和环境问题愈发突出,在全世界倡导节能环保的背景下,轨道交通行业内混合动力机车逐渐发展起来。混合动力机车对线路适应性强,多种动力来源方式更为环保,但是多种动力来源也相应的带来更多的部件,使机... 详细信息

随着人类社会化进程的不断加深,能源和环境问题愈发突出,在全世界倡导节能环保的背景下,轨道交通行业内混合动力机车逐渐发展起来。混合动力机车对线路适应性强,多种动力来源方式更为环保,但是多种动力来源也相应的带来更多的部件,使机车原本紧凑的空间更加捉襟见肘。随着铁路机车高速重载化发展,车载设备的体积、功率和用电量都在增加,如何在有限体积内保证对发热部件的冷却效果,保证电气设备能够正常工作是较大的难题。本文研究对象为机车牵引通风系统的主风道,主要是如何设计风道结构使通风机排出的冷却风能够均匀地分配到每一个牵引电机进行散热,冷却类型为强迫风冷散热。本文通过三维建模软件Creo建立冷却风道1:1物理模型,测量风道内挡板与开口的位置尺寸,对非必要细小结构进行合理简化,在ANSYS Workbench平台下使用Icepak进行计算模型创建和网格划分,建模时牵引电机模块采用阻尼加载阻力曲线进行替代,并利用Fluent求解器进行仿真计算,最后进行后处理分析。经仿真计算得知初始方案无法使强迫风均匀地分配到六部牵引电机,有四个牵引电机出口流量达不到散热要求。通过对初始方案的计算结果的风量、速度和压力分析,对初始方案提出针对性结构优化措施,两个优化方案均能满足要求值且流量余量最大差值分别为4%和3%,从而验证了仿真模型优化方法的可行性,保证牵引通风系统具有良好的散热效果。确定最终方案后计算通风机的最佳工况点,保证通风机正常工作时能够提供足够的流量进行冷却,仿真计算后的工作点压力值和所求压力值基本相同,证明该方法的可行性。采取单一变量措施,验证不同方案、不同风量和不同环境温度对牵引电机模块整体温度的影响。发现并非通风机风量越大冷却效果越好,而是风量增大到一定程度后冷却效果增长变缓,同时环境温度对冷却效果影响较大,环境温度越低所能带走的热量就越多,因此选择合适的风机是牵引通风系统可靠性和经济性的基础。

关键词：混合动力机车牵引通风系统 CFD计算结构优化风机验证

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电力机车牵引电机通风系统比较

机车电传动 2016年第5期 51-54页

作者：武学良刘银涛郝占红中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

比较分析了多国电力机车牵引通风方式的使用情况,重点介绍了离心式通风机和轴流式通风机2种电力机车通风机的优缺点,列举几种最常用的牵引通风过滤器结构,搭建了车体侧墙独立通风方式、顶盖夹层独立通风方式牵引通风系统的2个技术平台。

关键词：牵引通风系统车体侧墙顶盖夹层独立通风

SS_9型机车牵引通风系统设计分析与试验调试

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电力机车技术 2000年第3期23卷 20-22页

作者：赵江农易柯株洲电力机车厂株洲412001

介绍SS9型机车牵引通风系统的设计和试验调试过程，简要说明通风机的选型方法以及如何通过对系统管网阻力的调节使通风机在所需工况点运行。

关键词： SS9型机车牵引通风系统设计分析试验调试

160 km/h动力集中动车组动力车牵引通风系统仿真分析与模拟试验

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铁道机车与动车 2018年第7期 32-34页

作者：邓纪辰隋锡征梁海涛吕九龙中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022 大连机车车辆厂配件四分厂辽宁大连116022

依据速度160 km/h动力集中动车组动力车牵引电机通风冷却性能要求,利用三维CFD软件对牵引电机通风系统进行仿真计算,分析其运行各个工况的通风能力,并根据整车实际布置情况,在地面搭建牵引电机通风系统模拟试验平台,检验装车情况下的牵... 详细信息

依据速度160 km/h动力集中动车组动力车牵引电机通风冷却性能要求,利用三维CFD软件对牵引电机通风系统进行仿真计算,分析其运行各个工况的通风能力,并根据整车实际布置情况,在地面搭建牵引电机通风系统模拟试验平台,检验装车情况下的牵引通风系统能否满足动力车牵引电机的冷却需要,保证动力车正常运行,提高整列动车组的可靠性。

关键词： 160 km/h动力组动力车牵引通风系统仿真分析模拟试验

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SS_4改进型机车牵引通风系统的改进

电力机车技术 1997年第2期20卷 29-30页

作者：肖云华株洲电力机车厂株洲412001

介绍SS_4改进型机车牵引通风系统和影响通风量的环节，对存在的问题进行分析，并提出了改进方法，使硅机组通风量满足设计的要求。

关键词： SS4改进型电力机车牵引通风系统改进设计

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HX_D2D电力机车通风系统研制

机车电传动 2018年第6期 59-62,88页

作者：武学良郝占红范晓鹏中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

从HX_D2D型交流传动快速客运电力机车通风冷却系统的设计要求出发,详细分析和阐述了该机车牵引通风系统、复合冷却塔通风系统、机械间补风系统的通风方式结构特点及技术参数等。试验表明,该系统的设计满足电力机车通风系统的需要,可推... 详细信息

从HX_D2D型交流传动快速客运电力机车通风冷却系统的设计要求出发,详细分析和阐述了该机车牵引通风系统、复合冷却塔通风系统、机械间补风系统的通风方式结构特点及技术参数等。试验表明,该系统的设计满足电力机车通风系统的需要,可推广应用。

关键词： HXD2D电力机车牵引通风系统复合冷却塔通风系统机械间补风系统

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HX_D2机车牵引电机风机RAMS评价

重庆工学院学报（自然科学版） 2008年第10期22卷 5-9页

作者：杨俊杰刘建新北京交通大学机械电子工程学院机车车辆研究所北京100044 西南交通大学牵引动力国家重点试验室成都610031

针对HXD2电力机车牵引通风机及电机系统,根据NSWC98标准,建立了系统的可靠性模型并引用NPRD数据计算出系统的故障率λ和MTBF时间;引用系统中各单元的实际维修时间数据,计算了系统的MTTR和可用度A;根据ASCE APM和CEI EN50126标准,对系统... 详细信息

针对HXD2电力机车牵引通风机及电机系统,根据NSWC98标准,建立了系统的可靠性模型并引用NPRD数据计算出系统的故障率λ和MTBF时间;引用系统中各单元的实际维修时间数据,计算了系统的MTTR和可用度A;根据ASCE APM和CEI EN50126标准,对系统的风险进行了评价;基于故障树分析,对系统的"散热不良"和"噪音超标"2个顶事件对机车的影响进行了安全性评估.

关键词： RAMS HXD2机车牵引通风系统

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《铁道机车与动车》2018年总目次

铁道机车与动车 2018年第12期 49-52页