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【摘 要】本文介绍了一种回转质量系数和运行阻力的测试方法，并在某地铁列车上验证了该方法的可行性。通过该方法推导出的运行单位基本阻力公式与TBT 1407-1998《列车牵引计算规程》给出的典型列车单位运行基本阻力公式基本一致。
【关键词】地铁列车;回转质量系数;运行阻力
中图分类号： U279 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）11-0052-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.024
【Abstract】This paper introduces a test method for the rotary mass coefficient and resistance to motion， and verifies the feasibility of the method on a subway train. The operating unit basic resistance formula derived by this method is basically consistent with the operating unit basic resistance formula of typical trian given by TBT 1407-1998 “Train Traction Calculation Procedure”.
【Key words】Ubway train; Rotary mass coefficient; Resistance to motion
0 引言
列车运行阻力作为选择配置列车牵引力的基本参数，直接影响列车的运行速度与列车运行质量优化，并且与列车能耗密切相关[1]。回转质量系数作为推导列车运行单位基本阻力公式的关键参数之一。在以前的研究中，大多采用回转质量系数的理论计算值推导列车运行单位基本阻力公式。理论计算值没有经过试验验证，无法确定其准确性。因此采用回转质量系数的理论计算值推导列车运行单位基本阻力公式可能会产生偏差。本文提出了一种回转质量系数的试验测试方法，通过该方法可得到回转质量系数的实测值。采用转质量系数的实测值推导列车运行单位基本阻力公式可避免采用理论值推导列车运行单位基本阻力公式带来的偏差。
1 运行阻力测试
1.1 试验条件
试验列车为六编组A型车，试验时列车载荷为AW0状态，试验速度范围为0～100km/h，保证轨面具有良好的粘着条件。试验区间为业主线路某一带有一定坡度的直线隧道。
1.2 试验设备
在列车底部适当的位置安装速度传感器测量列车速度。在司控器手柄处安装接近开关测量列车手柄信号。所有测试信号通过信号线接入车内数据采集系统中。测试系统框图见图1。
1.3 试验过程
由于试验区间线路长度有限，试验分不同的速度区间进行。操作如下：
（1）被试列车在进入试验区间前加速到100km/h，当车尾进入直道时将主控器控制手柄拉回“0”位，使被试列车以100km/h的速度开始惰行，被试列车直至试验区间的终点前约300米处施加制动停车。除了最后施加制动停车，惰行过程中不能施加任何制动。
（2）根据步骤（1）中最后施加制动前的速度，确定下一个速度区间，并按步骤（1）的方式进行测试，直至被试列车惰行到0km/h。
1.4 试验结果分析
列车单位基本阻力计算公式[4]：
ω0i：列车单位基本阻力（N/kN）;ωr：单位曲线附加阻力（N/kN）;ωi：单位坡道附加阻力（N/kN）;vi、vi-1：ti、ti-1时刻对应的速度;ti、ti-1：采集时间，s;γ：回转质量系数。求出各个速度点的单位阻力并减去附加阻力，用最小二乘法回归得到单位基本阻力计算公式。
通过公式1可得到各速度点下对应的单位基本阻力。部分结果记录如下表所示。
可以看出实测的运行单位基本阻力公式与TBT 1407-1998《列车牵引计算规程》给出的典型车辆运行单位基本阻力公式基本一致，但也存在一定的偏差。
运行单位基本阻力公式w0=a+bv+cv2。式中w0是运行单位基本阻力，单位为N/KN。a、b、c为回归系数。v为速度，单位为km/h。一般定性认为a+bv为机械阻力，cv2为空气阻力。通过公式18和公式19比较可知，两个公式的系数a相差不大，而系数b和c相差较大。系数b与列车长度、车体结构、编组方式、头型有关。试验列车与21、22型客车在列车长度、车体结构、编组方式、头型等方面存在一定的差异，从而造成了实测的系数b偏差较大。系数数c与列车质量无关，而与列车受到的空气阻力关系较大[6]。由于业主未提供试验区段的隧道数据，试验计算中未将隧道内的运行单位空气附加阻力剔除，从而造成了实测的列车运行单位基本阻力公式系数c偏差较大。
2 结论
提出了一種回转质量系数和运行阻力的测试方法，并在某地铁列车上验证了该方法的可行性。实测的列车运行单位基本阻力公式和TBT 1407-1998《列车牵引计算规程》给出的典型列车运行单位基本阻力公式基本一致，但也存在一定的偏差。这是因为试验列车与21、22型客车在列车长度、车体结构、编组方式、头型等方面存在一定的差异，且试验计算中未将隧道内的运行单位空气附加阻力剔除。由于列车长度、车体结构、编组方式、头型、隧道截面积等因素都会影响列车隧道内的运行单位空气附加阻力，不同列车或不同隧道的阻力也可能存在较大的差异[7]。在后续的试验研究中，将对不同列车在同一隧道内的运行单位空气附加阻力和同一列车在不同隧道内的运行单位空气附加阻力进行研究，以得到更加准确的运行单位基本阻力公式。
【参考文献】
[1]张会青，肖婵娟.城市有轨列车运行阻力的再思考[J].电子制作，2002，Z1：110-111.
[2-3]宋锴，牛会想.回转质量系数对高速列车牵引电算的影响[J].铁道机车车辆，2010，30（3）：56-59.
[4]铁道部标准计量研究院.TB/T 2514-2014 电力机车及电动车组阻力试验方法[S].北京：国家铁路局，2014.作者简介：黄焱（1984.10.22—），男，湖北人，汉族，太原理工大学12届测试计量技术及仪器专业硕士，中车株洲电力机车有限公司，助理工程师，长期从事轨道交通车辆制动系统试验技术的研究与实施工作。
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