车辆选型范文（精选6篇）
车辆选型 第1篇
关键词：通勤车辆,轨道交通
0 引言
目前, 我国城市轨道交通进入黄金发展时期, 发展的两大重点是:第一解决城市中心区的交通堵塞问题;第二增强中心城市的辐射能力, 带动周边中心城市的发展问题。城际通勤车的发展便是基于第二个发展重点衍生的[1,2,3,4]。本文将从以下几点对通勤车辆进行分析。
1 速度等级
目前, 北京、上海、广州、武汉、成都、长沙等城市都对中心城市与卫星城之间的轨道交通线路进行了规划, 由于这些线路的站间距较地铁长, 为缩短运行时间, 这些区域的车辆时速应高于较地铁车速, 最高时速建议选择120~160 km/h左右, 动力性能参数如下:
平均启动加速度:≥0.83 m/s2
平均加速度:≥0.45 m/s2
平均常用制动减速度:1.0 m/s2
紧急制动减速度:1.2 m/s2
根据推荐的车辆动力参数进行120 km/h线路仿真, 结果见图1, 图2, 对比分析结果见表1。 (模拟干燥、平直道的能耗对比仿真分析表) 。
实际工程可通过仿真具体的线路来选择适当的速度等级。同时, 过高的运营速度将带来车辆设计的困难和车辆成本的上升, 带来线路设计的困难和土建成本的增加, 带来运营能耗的增加和环境噪声的升高[5]。
2 车辆编组
城际之间的客流量基本不可能达到市内地铁那样的拥挤程度, 因此一般编组不宜超过6节编组, 对于国内200 km速度等级的CRH系列, 每辆车的购置成本大约几千万, 费用较高。而对于城市地铁车辆而言, 80 km速度等级的A型车的购置成本不足1000万。从车辆设计考虑, 5节编组 (3M+2T) 主电路的不对称。3节编组 (2M+T) 和4节编组 (2M+2T) 是一个既经济适用又便于车辆设计的合适编组[6]。
特别值得注意的是, 一般线路运营前期客流较少, 为维持较高的运营服务水平, 宜采用3编组的方式来提高密度, 来吸引客流, 到中、远期客流上升, 可通过适时增加上线运营车辆数量或通过重联运行来提高运力。
3 供电制式
接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网。架空式接触网用于城市地面、地下或高架的电力牵引线路。接触轨式接触网一般仅用于净空受限的地下电力牵引。对于城际通勤车, 由于多在人烟较少的市郊运行, 几乎不设置地下路段, 因此无选择接触轨式接触网的必要, 同时, 由于接触轨式接触网存在断电区, 受其车辆长度的影响, 列车在过断电区时会有短暂的不受流情况。因此, 总体来说, 当站间距不是很大时, 推荐选择DC1500 V的架空式接触网供电。当站间距较大时, 推荐选择AC25 k V的架空接触网供电制式, 减少变电站的数量 (同一区段车辆较少, 不能实现电能反馈再生利用) 。
4 车门及座椅数量
通勤车辆由于站间距较城市地铁、轻轨长, 客室座椅布置相对较多, 车门数量以2~3套为宜, 市郊区段的小时高峰客流一般只有1~3万人, 远远低于市内地铁的小时高峰客流3~6万人。客室内站立面积不宜过大, 定员载客按4人/m2计算, 超员载客按6人/m2计算。
根据上表数据对比, 各城市可根据实际情况 (客流量, 车辆购置费用等) 对停车时间, 客室车门数量等进行调整。
5 牵引、制动系统
对于牵引、制动等主要系统, 由于速度等级的不同, 通勤车辆将采用比地铁车辆更大容量, 比现有CHR系列动车组较小容量的牵引逆变器和牵引电机, 以适应制动系统。由于列车运行速度较高, 踏面制动已经不能满足要求, 而要求采用盘形制动。同时, 牵引、制动性能的高低也直接决定车辆配置的费用等, 应根据实际线路条件来决定车辆的牵引和制动性能。
6 通勤车辆技术参数建议
编组方式:-Mc+T+Mc-
最高运营速度:140~160 km/h
供电制式:DC1500V或AC25k V架空接触网
车辆定员:160~180人
最大轴重:16t
车辆定距:15 700 mm
轴距:2 500 mm
车体长度:22 800
车辆宽度:3 000~3 100 mm
列车总长:70 m
平均启动加速度:≥0.8 m/s2
平均常用制动减速度:1.0 m/s2
紧急制动减速度:1.2~1.3 m/s2
基础制动:盘式制动
7 结语
通勤车辆是符合我国区域发展需要的轨道交通运输工具, 国外许多国家已经发展了通勤铁路运输系统, 为区域发展作出了贡献。目前, 我国许多城市圈如环长株潭城市圈、长三角、珠三角、武汉城市圈、中原经济区等多个区域将快速发展, 通勤车辆将应势而出, 为城市圈的发展提供强有力的运输保障。
参考文献
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[2]田华军.轨道交通运营车辆选型都市快轨交通[J].2010, 23 (1) .
[3]蒋雅君, 杨其新.城市轨道交通系统的分类和选型[J].城市轨道交通研究, 2005 (2) .
[4]徐宗祥.我国城市轨道交通市域快线车辆选型研究[J].电力机车与城轨车辆, 2009, 32 (3) .
工业车辆轮胎选型与维护 第2篇
一、轮胎的分类
按轮胎用途,可将轮胎分为轿车轮胎、轻型载重汽车轮胎、载重和公共汽车轮胎、工程机械(工业车辆)轮胎、越野汽车轮胎、农业与林业机械轮胎等若干种。按胎体结构,可将轮胎分为充气轮胎和实心轮胎。按胎体中帘线排列方向,可将轮胎分为普通斜交轮胎、子午线轮胎和带束斜交轮胎。按轮胎充气压力,可将轮胎分为高压胎、低压胎、超低压胎。一般充气压力在0.5 MPa以上为高压胎,在0.25～0.5MPa为低压轮胎,0.15MPa以下的为超低压轮胎。
目前我国充气轮胎尺寸一般用英制单位,而欧洲国家则常用公制单位。高压轮胎一般用DB来表示,其中D表示轮胎直径,B表示轮胎断面宽度。低压轮胎常用B-d表示,B表示断面宽度,d表示轮辋直径。我国的子午线轮胎的表示方法则用R代替连接两组数的“一”符号。
在轮胎侧面有一组重要的组字标记,用以标明产地、企业标识生产日期等信息。组字标记有2方面的作用:一是轮胎出现质量问题时便于追查责任;二是给翻新提供时限要求。
1. 按帘线排列方向分类
(1)普通斜交轮胎
普通斜交轮胎的外胎由胎面、帘布层、缓冲层及胎圈组成。帘布层是外胎的骨架,用以保持外胎的形状和尺寸,通常由成双数的多层挂胶布用橡胶贴合而成。帘布的帘线与轮胎子午断面的交角一般为52°～54°,相邻层帘线相交排列。帘布层数愈多强度愈大,但其弹性会有所降低。普通斜交轮胎的优点是胎面和胎侧的强度大。缺点是胎侧刚度较大,舒适性差;行驶时帘布层间移动与磨擦较大,不适合高速行驶。
(2)子午线轮胎
子午线轮胎(用Redial或R表示)的特点是帘布层帘线的排列方向与轮胎的子午断面一致,且帘布层数一般比普通斜交轮胎的帘布层数少40～50%。子午线轮胎的优点如下:接地面积大,附着性能好,胎面滑移小,滚动阻力小,使用寿命长;胎冠较厚且有坚硬的带束层,不易刺穿;行驶时变形小,可降低油耗3%～8%;径向弹性大,缓冲性能好,负荷能力较大。缺点如下:因胎侧较薄,胎冠较厚,在其与胎侧的过渡区易产生裂口;侧面变形大,车辆的侧向稳定性差,对制造技术要求高,成本也高。
(3)带束斜交轮胎
带束斜交轮胎是介于普通斜交轮胎和子午线轮胎之间的一种折衷结构方案。其帘布层的帘线与子午断面的交角比普通斜交轮胎小,比子午线轮胎的大。因此,带束斜交轮胎的寿命和滚动阻力也介于上述两种轮胎之间,但是车辆侧向稳定性比子午线轮胎要好。
2. 按胎体结构分类
(1)充气轮胎
有内胎的充气轮胎由内胎、外胎和垫带组成,如图1所示。内胎柔软、弹性好,用于充满压缩空气;外胎强度高且富于弹性,用于保护内胎和承担路面摩擦力;垫带放在内胎和轮辋之间,用于防止内胎被轮辋及外胎的胎圈擦伤。充气轮胎的主要缺点是行驶温度高,安全性较差,不适应高速行驶。
无内胎轮胎俗称真空胎,在轮胎上用Tubeless表示。无内胎轮胎结构上与有内胎轮胎近似,不同的是无内胎轮胎的内壁上附加了一层厚约2～3mm的橡胶密封层(俗称内衬),并在密封层下面贴着一层特制的自粘层。无内胎轮胎的结构见图2。
无内胎轮胎优点如下:不存在内、外胎之间的磨擦,产生的热量直接从轮辋散出,不容易出现高温现象;在穿孔较小时能够继续行驶,安全性较高;中途修理比有内胎轮胎容易,不需拆卸轮辋;自身的缓冲性能较好,使用寿命较长。
充气轮胎的外胎由胎面、胎肩、缓冲层、胎体、胎侧和胎圈组成,如图3所示。外胎断面还可分成胎冠区、胎肩区(胎面斜坡)、屈挠区(胎侧区)、加强区和胎圈区。
胎体由一层或多层挂胶帘布组成,其作用是保证胎体以及整个外胎具有必要的强度。
胎体与胎面之间的胶片或挂胶帘布一胶片复合结构称为缓冲层。缓冲层用来预防胎体受到振动和冲击,减少作用于胎体的牵引力和制动力,增强胎面胶与胎体之间的附着力。子午线结构轮胎的缓冲层由于其作用不同,一般称为带束层。
外胎最外面与路面接触的橡胶层称为胎面。通常把外胎胎冠、胎肩、胎侧、加强区部位最外层的橡胶统称为胎面。胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损,向路面传递车辆的牵引力和制动力,增加外胎与路面(土壤)的附着力,以及吸收轮胎在运行时的振动。
轮胎在正常行驶时直接与路面接触的那一部分胎面称为行驶面。行驶面表面由不同形状的花纹块、花纹沟构成。凸出部分为花纹块,花纹块表面用于增大外胎和路面(土壤)的附着力,保证车辆具有必要的抗侧滑力。花纹沟下层称为胎面基部,用来缓冲振动和冲击。
充气轮胎的特点:易于安装,使用时车辆驾驶员受颠簸影响较小,价格也比较实惠。缺点:使用寿命不如实心轮胎,容易发生爆胎现象。
(2)实心轮胎
实心轮胎结构如图4所示,其优点如下:耐磨性好,使用寿命是一般充气轮胎的3～4倍;胎体为全橡胶构成,安全性较高,最大限度地保证了轮胎的耐刺穿性。其缺点如下:轮胎较硬,容易发生颠簸现象;安装时麻烦、工序多,如果安装不好还会导致轮胎与轮辋之间打滑。为了保证车辆运行稳定,同时提高驾驶员的操作舒适性。如条件容许,建议不使用实心轮胎。
二、轮胎的正确选用
1. 选用同尺寸同花纹轮胎
应尽量选用车辆生产厂家所推荐的轮胎厂生产的同尺寸、同花纹的轮胎。如果找不到相同厂家所生产的轮胎,则一定要选用相同尺寸的轮胎。
2. 根据轮胎使用条件选用花纹
常用轮胎的花纹有条形花纹、横向花纹、混合花纹、越野花纹等。
条形花纹是以纵沟为主的花纹,横向花纹是以横沟为主的花纹,混合花纹(直横交错花纹)是以条形与横向混用的花纹,越野花纹(块状花纹)是块状规则排列的花纹。这4种花纹的特点、适用条件、适用车型如附表所示。
3. 避免选用翻新轮胎
用户在选用轮胎时,应避免选用翻新轮胎。鉴别翻新轮胎的方法有2种: 一是观察轮胎的色彩和光泽,一般翻新后的轮胎颜色和光泽都比较黯淡。二是通过轮胎上的标志来鉴别,翻新过的轮胎的标志大都是翻新后重新贴上去的,而崭新轮胎的标志则是和轮胎一体的。若用手指甲抓挠轮胎上标志,能抓掉的必是翻新轮胎。
三、轮胎的正确使用与维护
在轮胎使用过程中,若缺乏轮胎相关知识,或对轮胎使用不当可能引起安全事故的意识淡薄,就有可能造成安全事故或经济损失。为此需做到以下几点:
一是在转弯半径充足的情况下,应边打方向边使车辆行走,避免原地猛打转向,以减少轮胎的磨损。
二是在车辆运行当中,应当尽量避免急加速、急制动和急转向,以延长轮胎的使用寿命。
三是当轮胎花纹磨损到残留深度极限时,应将该轮胎立即更换,否则将导致轮胎驱动力和制动力的大幅下降,甚至形成安全隐患。
四是车辆使用过程中,应经常检查胎压是否正常、胎面有无扎坏、两轮间有无石块卡住。若有上述状况应及时处理,以防轮胎磨损过快。
五是停车时应避免将轮胎停放在有粗大、尖锐或锋利障碍物的路面上,并避免与石油产品、酸类物质及其他可能造成橡胶变质的物料停放一起。车辆停靠带有路缘石的路边时,应与路缘石保持一定距离。
六是轮胎在夏季行驶或高速行驶时,若出现过热与气压增高现象,应停车散热。停车后,严禁放气降压或泼水降温。
城轨车辆用蓄电池选型分析 第3篇
蓄电池主要为城轨车辆提供110 V控制电源, 为照明、网络控制系统、乘客信息系统级安全防护设备等低压电器设备提供110 V直流电源, 以保证城轨车辆能正常升弓并投入工作。在车辆正常运行过程中, 对110 V控制电源起滤波作用, 降低控制电源的纹波系数, 提高控制电源品质;在车辆运行过程中发生紧急故障、等待救援时, 蓄电池为紧急通风设备、外部照明、乘客信息系统、门控设备、车钩110 V控制电路等提供紧急供电电源, 以维持规定要求的紧急供电时间, 乘客可以安全逃生[1]。
2 蓄电池选型原则
满足城轨车辆紧急情况下直流负载的总功率要求 (紧急情况下地铁车辆在运行过程中最大的110 V直流负载完全由蓄电池供电, 一般要求供电维持时间大于45 min) ;依据当地气候条件及使用条件确定蓄电池种类;充分考虑所选蓄电池的温度补偿系数、老化效率、充电效率及使用寿命等性能参数;充分考虑蓄电池对车辆运用环境的适应性, 考虑蓄电池的可维护性、环境保护、人身安全防护性能, 考虑蓄电池是否满足地铁车辆对体积和质量的要求[2];根据以上内容及蓄电池容量冗余设计确定电池型号和电池容量。
3 蓄电池选型比较
蓄电池形式基本有两种, 镉镍碱性电池和铅酸电池。近年来两种蓄电池在性能上均有很大改进, 两种少维护型蓄电池均在城轨领域获得应用。新型镉镍蓄电池的特点是充放电特性平稳、自放电小、耐过充放电能力强、应用范围广、寿命长、少维护、不漏液 (塑料外壳) , 抗震性和机械强度好等。新型铅酸蓄电池的特点是比能量高、常温放电性能平稳、少维护、不漏液 (塑料外壳) , 一次性价格低等。二者本身性能比较见第64页表1。
4 镉镍碱性蓄电池与铅酸蓄电池应用性能比较
1) 耐过充及过放电能力。镉镍碱性蓄电池耐大电流充、放电, 即使亏电到0电压也能恢复正常使用;铅酸蓄电池所允许的充、放电电流较小, 长期以大电流反复充电会造成蓄电池慢性损伤;蓄电池亏电也会对蓄电池造成损伤。
2) 抗短路和错接能力。镉镍碱性蓄电池发生短路和错接时, 经容量恢复后能照常使用, 不会造成报废;铅酸蓄电池一旦短路或错接会造成蓄电池损坏甚至引起火灾[3]。
3) 带故障运行能力。镉镍碱性蓄电池没有腐蚀性, 而且由于抗震性能和机械强度好, 一般不会因膨胀导致开路故障;当某节电池发生短路故障、导致电池组内所有其他电池浮充电压升高, 由于镉镍碱性蓄电池的浮充电电压范围宽, 不会造成连锁反应;该故障电池相当于前后电池间联线, 整组电池相当于比原来少一节, 可以继续维持故障运行。
4) 铅酸蓄电池由于其电解液对极柱和板栅具有腐蚀性, 若充电时过热膨胀导致某节电池开路, 则整组电池将失去作用;当某节电池发生短路故障、导致电池组内其他电池浮充电压不均匀升高, 若有电池超过限值, 将发生连锁损坏, 直至损毁所有电池。
5) 维护周期。镉镍碱性蓄电池5~8年更换一次电解液, 每半年进行一次电池状态常规检查, 每2~3年进行一次加纯水和容量均衡;铅酸蓄电池终身免换液, 每半年进行一次电池状态常规检查, 每两年进行一次电池容量均衡。
6) 容量均衡过程 (一般按2次充放电循环考虑) 。镉镍碱性蓄电池每个充放电循环约需20 h, 整个容量均衡过程约需40 h (包括加纯水时间约45 h) ;铅酸蓄电池每个充放电循环约需35 h, 整个容量均衡约需70 h。
7) 维护所需时间, 镉镍碱性蓄电池比铅酸蓄电池少1/3。比能量, 镉镍碱性蓄电池比铅酸蓄电池低;充放电电流比率, 镉镍碱性蓄电池比铅酸蓄电池大;一次性成本, 镉镍碱性蓄电池约比铅酸蓄电池高1/3;循环寿命, 镉镍碱性蓄电池寿命是铅酸蓄电池寿命的 (2~3) 倍;总成本, 镉镍碱性蓄电池要比铅酸蓄电池低。
8) 环保性。镉镍碱性蓄电池的负电极镉对人体神经有危害, 电解液氢氧化钾属强碱, 对人体有腐蚀性;维护和使用寿命结束后, 对电解液进行中和处理, 对电极必须进行回收。
9) 铅酸蓄电池的电极铅是有毒金属, 电解液稀硫酸对人体和金属均有腐蚀性;维护和使用寿命结束后, 对电解液进行中和处理, 对电极必须回收 (目前国内有成熟的废旧铅酸蓄电池回收体系) 。
10) 总运行成本。镉镍碱性蓄电池比铅酸蓄电池的价格高, 循环寿命时铅酸电池的2~3倍, 采用镉镍碱性蓄电池的总运行成本比铅酸蓄电池低。
镉镍碱性蓄电池比铅酸蓄电池对控制电源故障及人为的意外误操作的承受能力强, 检修、维护所需时间短, 使用过程中对周围其他设备的腐蚀性以及对人体的危害性低, 可靠性高, 因此镉镍碱性蓄电池总的性价比较铅酸蓄电池高。
5 蓄电池选型结论和建议
通过比较与分析, 镉镍碱性蓄电池具有以下主要优点, 建议选用。
1) 充放电特性平稳。镉镍碱性蓄电池的额定电压为1.2 V。充放电特性平稳, 仅在充放电开始和结束时电压变化较大, 充电一般平稳上升至1.4~1.5 V。放电终止电压一般规定为1.0 V。平均工作电压1.2~1.25 V。最高浮充电压可达1.75 V。该电池也适用于高倍率放电特性要求的场合, 放电深度可达100%。
2) 自放电小。自放电大小与温度有关。例如在+20℃经720 h容量损失15%, 而在+40℃同样情况下损失23.4%。
3) 低温性能好。低温时放电容量大, 例如在-20℃时5 h放电容量75%, -40℃时以0.1C10A可放额定容量的45%以上。使用环境温度-50~55℃。
4) 耐过充放能力强。即使亏电 (下转第67页) 到电压为0也能恢复至正常使用。
5) 寿命长。循环寿命可达3 000~4 000周。若在电解液中加入氢氧化锂, 寿命可更长。同时, 其机械强度高, 易制成密封电池。
摘要：文章简述了城轨车辆蓄电池的主要用途, 介绍了城市轨道交通车辆普遍应用的铅酸酸性蓄电池和隔镍碱性蓄电池的优、缺点, 并对城轨车辆蓄电池选型提出建议。
关键词：城轨车辆,蓄电池,选型
参考文献
[1]张宽发.地铁供电系统蓄电池的合理性选择及运用维护[J].中国高新技术企业, 2009 (2) :78-79.
[2]王庆召, 刘东广.深圳地铁5号线车辆蓄电池的选型分析[J].电力机车与城轨车辆, 2011 (3) :45-46.
地铁车辆蓄电池选型分析及建议 第4篇
关键词：蓄电池,地铁车辆,选型
0 前言
地铁车辆蓄电池是电气系统中的一个重要组成部分, 主要用于启动前激活列车、启动后为列车提供110V直流电以及在无网压时, 能够使列车应急照明、紧急通风、车载安全设备、广播、通讯系统等辅助设备在停车计划规定的时间内保持运行, 以保证乘客安全逃生。此外, 在SIV投入工作后对110V控制电源起滤波作用, 降低控制电源的纹波系数, 提高控制电源品质[1]。
1 蓄电池选型原则
满足地铁车辆运行时直流负载的总功率要求, 能够平稳的输出110V直流电;满足在列车出现故障或高压供电中断等紧急情况下能为紧急负载 (如应急通风、应急照明、应急广播等) 提供至少45 min的直流电;根据列车运行环境及当地气候条件确定蓄电池的种类;充分考虑蓄电池的后期维护、环境保护、人身安全防护及防火性能, 考虑蓄电池的体积和重量是否满足车辆设计要求[2];根据列车实际所需容量及冗余设计原则确定电池容量, 并确保蓄电池使用寿命终止时仍能满足列车运营需要[3]。
2 蓄电池选型比较
地铁车辆目前主要采用胶体铅酸蓄电池及镉镍碱性蓄电池。经过多年技术革新, 两者均得到广泛应用, 也有其各自优缺点。现选择两种具有代表性的蓄电池进行对比分析。
2.1 胶体铅酸蓄电池
胶体铅酸蓄电池由金属铅和硫酸为主要材料制作而成, 化学反应方程式如下:
胶体铅酸蓄电池采用二氧化硅与硫酸液配制而成的胶体作为电解质, 使用过程中不会产生酸雾, 减小了内压, 安全性较高;单体蓄电池额定电压及容量较高, 自放电率低;对使用环境无污染, 可避免废水、废电解液的产生, 废旧电池可合法持证且有价回收, 整体回收不会造成二次污染;胶体铅酸蓄电池可以卧放工作, 可大大减小车载蓄电池体积及重量, 降低车辆能耗。
2.2 镉镍蓄电池
正极板是将镍粉末用高温烧结为多孔性的导电板, 以氢氧化镍作为活性物质。负极板是用加强筋制造的膏涂敷多孔性的导电板, 以氢氧化镉作为活性物质。化学反应方程式如下:
镉镍碱性蓄电池耐过充或过放能力较强, 即使亏电到零电压恢复后还能正常使用。该蓄电池中的极板不参与化学反应, 极板长期使用后不会变薄, 但会产生碳酸盐, 影响离子在电解液中的运动, 长期使用后会使蓄电池内阻加大;电解质中的水参与化学反应, 一方面会分解为氢气及氧气, 增大内压, 存在一定的安全隐患, 另一方面会使电解液水份缺失, 需要定时补水, 维护工作量较大;长时间使用后蓄电池液口栓盖处会出现爬碱现象, 易引起短路。两种蓄电池性能对比如表1 所示。
2.3 蓄电池性能比较
胶体铅酸蓄电池额定电压及容量较高, 自放电率低, 长期使用后内阻变化小;不需补水, 后期维护工作量小;回收率高, 环境污染小;蓄电池使用过程中不会产生酸雾, 内压稳定, 提高了安全性;可以大大减小车载蓄电池体积, 总重量也会有所减小, 降低车辆能耗。
2.4 成本分析
由于两种蓄电池使用材料、使用寿命及维护保养工作都不同, 因此需要对比地铁车辆生命周期内的总运行成本。镉镍碱性蓄电池的一次性采购成本比胶体铅酸蓄电池高约1/10, 循环寿命是胶体铅酸蓄电池的1.2 ~ 1.25 倍, 因此采用胶体铅酸蓄电池采购成本略低。
3 蓄电池选型结论和建议
通过上述对比与分析, 胶体铅酸蓄电池具有以下优点, 建议选用。
(1) 性能。具有自放电率低, 大电流放电性能好, 安全性高, 搁置寿命长, 搁置期间失水少搁置后可100% 恢复容量[4];
(2) 维护。整个寿命周期内无需加液、补水, 维护工作量小, 节省人力、物力, 维护成本低;
(3) 环保。对使用环境无污染, 可避免废水、废电解液的产生, 废旧电池可合法持证且有价回收, 整体回收不会造成二次污染, 回收率高;
综合上述分析, 胶体铅酸蓄电池无论在性能、维护、环保和成本方面都优于镍镉蓄电池。所以选型时可优先考虑胶体铅酸蓄电池。
参考文献
[1]阎纯洁.城轨车辆用蓄电池选型分析[J].应用技术, 2015 (02) .
[2]王庆召, 刘东广.深圳地铁5号线车辆蓄电池的选型分析[J].电力机车与城轨车辆, 2011 (03) :45-46.
车辆选型 第5篇
1.1 结构介绍
蓄电池矿用机车主要用于隧道的长距离运输牵引。主要结构有机械和电气两大部分。机械部分由车体、走行部、司机室、基础制动系统、牵引装置、空气制动系统等组成;电气系统由蓄电池箱组、牵引逆变器、交流异步牵引电动机、电气操纵控制系统、制动电阻、照明等组成。走行部为车架式二轮对走行部,包括牵引减振装置、轮对组成、轴箱组成、走行减速器等。机车主传动采用直—交电传动技术,由铅酸蓄电池供电,经一台牵引逆变器将直流电变成电压、频率可调的三相交流电,供给两台并联的交流异步牵引电机,通过走行减速器驱动机车轮对运行。目前地铁盾构施工中蓄电池矿用机车按自重大小主要有20 t,25 t和35 t等几种型号。
1.2 机车主要参数(以JXK20-7/252型机车为例)
机车主要参数见表1。
2 盾构施工水平运输车辆编组分析及机车选型
2.1 盾构机掘进过程中的运输作业
盾构施工中盾构机每掘进一环包含一个作业循环。掘进过程中需要出卸渣土,一环掘进完成后需要拼装管片,管片拼装后需要注浆加固。一个作业循环中的运输作业主要包括渣土外运和管片、砂浆等材料的向内输送。机车后配车辆的编组首先要考虑到渣土的重量与体积,在能够满足一环出渣要求的前提下,考虑运输效率和起吊效率。
2.2 设定工矿条件
1)配套用于地铁盾构施工运输,盾构机采用土压平衡盾构机,盾构机直径6.39 m、管片宽1.5 m。
2)线路最大坡度为35‰。
3)线路使用38 kg/m及以上的钢轨。
4)运输轨道为单线,轨距900 mm。
2.3 掘进一环的渣土重量计算
1)单线隧道采用一台土压平衡盾构机,盾构机直径ϕ=6.39m、管片宽L=1.5 m。
2)每环渣土实方数约为:V=πr2L=3.14×(6.39/2)2×1.5=48 m3。
3)每环渣土重量为(渣土比重ρ=2t/m3):
4)每环最大立方数约为(渣土的松散系数Ks=1.3):
2.4 机车后配车辆选型分析
2.4.1 运输方案分析
机车后配车辆根据用途需要渣土车、管片车和砂浆车。如考虑运输效率和时间利用率,编组方案宜采用整列一次出渣及运送管片和砂浆。机车进入隧道时将4辆15 m3空载渣土车(合计60 m3)、1辆重载砂浆车、2辆重载管片车(一环6块管片需2辆管片车装载)一次运输至工作面。盾构机掘进作业时,渣土车装渣土、砂浆车转运砂浆、管片车卸载管片可同时进行,有利地提高时间利用率,一环掘进完成后,机车牵引4辆满载的渣土车和空载的砂浆车、平板车出洞。
2.4.2 列车编组
1辆机车+4辆渣土车+1辆砂浆车+2辆管片车。
2.4.3 最大运输载荷校核
1)渣土重约:G1=96 t。
2)4辆渣土车(自重4t/辆)重量约:G2=10×4=40 t。
3)2辆管片车(自重2.5t/辆)重量约:G3=2.5×2=5 t。
4)一环管片自重:隧道内径ϕ1=5.4 m,管片厚度d=300 mm,隧道外径ϕ2=6.0 m,管片宽度L=1.5 m。钢筋混凝土管片比重ρ1=2.4 t/m3。G4=π(r
5)1辆砂浆车(自重5t/辆)约:G5=5 t。
6)满车砂浆重量(6m3/辆,砂浆比重取2.2 t/m3):
7)机车牵引退出隧道时,渣土车满载,管片车、砂浆车空载。
牵引负荷为:
8)机车牵引进入隧道时,运送管片和砂浆至工作面,此时渣土车为空载。
牵引负荷为:
故机车最大牵引重量出现在出渣运输过程中为:G=146 t。
2.5 电机车选型
2.5.1 基本参数及牵引重量的计算
在盾构施工中要求电机车编组在坡道线路停车、启动,牵引重量主要按启动地段坡度计算。
1)机车最大牵引重量:G=146 t。
2)拟选用25 t和35 t机车做对比计算分析,主要参数见表2
2.5.2计算公式
其中,Fq为启动牵引力;p为机车计算重量,t;iq为启动地段的加算坡道千分数(启动阶段只考虑坡道附加阻力);w′q为机车单位启动阻力计算单位启动阻力,根据牵规取5 N/kN;w″q为货运车辆的启动基本阻力,按w″q=3+0.4 ig计算,N/kN。
2.5.3 25 t机车35‰坡道启动牵引吨位计算
故25 t电机车在35‰坡道上的启动牵引重量不能满足运用要求。
2.5.4 35 t机车35‰坡道启动牵引吨位计算
考虑机车功率储备,选用35 t型电机车是合适的。
3结语
在本文模拟工况下,采用土压平衡盾构机施工,若采用一次出渣方案,选用35 t电瓶车,既满足了运输载荷要求又兼顾了作业效率。在盾构施工电瓶车选型时,可根据线路条件、掘进参数,在提高掘进和运输效率的前提下,选择合理的机车型号和编组。
摘要：介绍了蓄电池矿用机车的结构及机车主要参数,进行了盾构施工水平运输车辆编组分析及机车选型,指出在盾构施工电瓶车选型时可根据线路条件、掘进参数,在提高掘进和运输效率的前提下,选择合理的机车型号和编组。
关键词：盾构施工,蓄电池矿用机车,选型,编组
参考文献
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[3]饶忠.列车牵引计算[M].北京:中国铁道出版社,2003.
车辆选型 第6篇
本文对湖北省建筑定额中的钻孔桩、搅拌桩、PHC管桩的综合单价进行了讨论分析。通过结合武汉市最近设计施工的两个运用库实例, 从安全性、适用性和经济性的角度研究不同基础选型各自的优缺点, 试图为运用库设计人员进行设计方案比选提供参考, 在满足安全性的基础上得到最经济的基础方案。实际运用库工程中, 钻孔桩多采用直径600、含钢量80 kg/m3的钻孔灌注桩;搅拌桩多采用三轴搅拌桩;PHC管桩多选用直径400~600的管桩;本文重点对以上方案进行讨论分析。
1 钻孔桩、PHC管桩和搅拌桩介绍
1) 钻孔灌注桩直接在工程现场就地成孔, 在孔内安放钢筋笼、再灌注混凝土而成。钻孔桩无须接桩, 有承载能力高、工艺成熟、机械化作业、与沉入桩中的锤击法相比施工噪声和震动小得多等特点, 已被广泛应用于公路、铁路桥梁等结构工程基础中。
2) PHC管桩即预应力高强度混凝土管桩, 均采用C80以上的混凝土, 通过先张法预应力, 由专业厂家大批量自动化生产制作。桩身质量稳定可靠、承压力高, 能抵抗较大的抗裂弯矩, 具有较好的工程性能, 目前广泛的应用于各类工程的基础。
3) 搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂, 使用专门的深沉搅拌机械, 在地基深处就地强制搅拌软土和固化剂, 通过软土和固化剂所产生的一系列物理化学反应, 使软土硬结成具有水稳定性、整体性和一定承载能力的复合地基。
4) 优缺点见表1。
2 钻孔桩、PHC管桩和搅拌桩的单价分析
1) 定额选用及信息价。
定额:湖北省房屋建筑与装修工程消耗量定额及基价表2013版;
信息价:人材机调整到《武汉建设工程价格信息》2015年2月公布的材料市场信息价。信息价与基期价之差作价差处理, 机械使用费按编制期价格调整机械台班燃料动力差价;价差仅计取利润、规费及税金。
2) 钻孔桩。
根据现场实际施工情况, 对定额进行了合理化调整, 如泥浆运输运距调整为10 km, 采用的C35商品混凝土含运费但不含泵送费, 钢筋笼含钢量统一调整为80 kg/m3等。
经过以上分析和调整后, 钻孔桩综合单价见表2。
3) PHC管桩。
根据现场实际施工情况, 统一标准, 如选用PHC 400 AB 75的管桩, 运距调整为10 km等。
经过以上分析和调整后, PHC管桩综合单价见表3。
4) 搅拌桩。
水泥掺量统一标准如下:
三轴搅拌桩:水泥掺量18%。
三轴搅拌桩综合单价见表4。
5) 综合单价汇总。
将表2~表4分析的结果汇总, 得到表5。
3 运用库不同基础选型的费用对比分析
运用库下地质为软土类时, 柱下采用钻孔灌注桩承台基础, 库内检查坑和道床采用预应力混凝土管桩基础。当地质情况较好时, 则利用搅拌桩对地基进行加固, 并配合采用独立基础 (综合单价为1 400元/m3) 。
下面以武汉市两个几乎同时设计及施工的车辆段综合基地为例, 对这两种基础选型的费用进行分析。
1) 车辆段甲:运用库的规模为8B, 建筑面积为30 000 m2, 填方为主, 地质情况较差。基础方案采用:钢柱基础采用钻孔灌注桩承台基础, 直径600 mm, 主要桩长为9 m, 共2 500 m3。整体道床采用预应力混凝土管桩基础, 直径400 mm, 主要桩长约8 m, 共36 000 m。
2) 车辆段乙:运用库的规模为8B, 建筑面积为27 000 m2, 挖方为主, 地质情况较好。基础方案采用:5 000 m3搅拌桩对地基进行加固, 并配合采用独立基础2 000 m3。
3) 基础费用计算见表6。
从表6可以看出, 车辆段甲所建运用库采用的钻孔桩+PHC管桩基础方案的费用为934.40万元, 每单位建筑面积的费用为311.47元/m2;而车辆段乙所建运用库采用的独立基础+搅拌桩基础方案费用为438.21万元, 每单位建筑面积的费用为162.30元/m2。钻孔桩+PHC管桩基础方案费用指标大约是独立基础+搅拌桩基础方案费用指标的两倍。
4 结语
经过上述分析, 单从费用指标来看, 钻孔桩+PHC管桩基础方案高于独立基础+搅拌桩基础方案。但是具体地质情况千差万别, 基底的强度要求各不相同, 方案与方案之间因地制宜的搭配使用, 各种基础方案选型也并非文中例子所述的那样非此即彼。所以根据实际情况, 科学、经济、合理的进行基础选型, 才能合理的控制成本、节约资金。
参考文献
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