基于试验与仿真相结合的空气制动流体方程解析

国内重载货运列车技术发展迅速,尤其是新型货车制动机技术,对长大编组的列车而言,进行空气制动性能试验的难度也在增加。每辆货车制动机结构的特性和设计参数相同,并且单车试验性能一致,但在列车管初充气和制动缓解工况下气压传递过程有所不同。通过建立列车制动管路气压数学模型,结合单阀、单车实物试验,建立整列车关于制动工况和缓解工况的半实物仿真试验平台。半实物仿真试验平台要求仿真模型通过硬件接口进行实时控制,并根据试验采集的真实数据,对模型进行修正,确保建立的试验仿真模型合理与科学,并运用制动空气流体力学方程进行解析与求解。文章采用空气动力学偏微分方程组求解,运用特征线法和气容容积充放气模型进行解析仿真计算,结合修正函数进行实时修正,实现半实物仿真试验系统实时控制的功效,为建立智能化试验平台,建立理想的数学模型提供理论基础。     

基于CompactRIO的列车制动智能化试验平台研究

为了适应列车制动机技术发展,利用智能化技术研制一种新型列车制动模拟试验系统,将实物制动试验装置与计算机控制的虚拟制动仿真试验系统有机联成一体。在分析制动作用过程压力气体状态方程以及流体变化特征基础上,推导能反映阀体结构和气压变化特征的模块化制动机数字模型,建立了反映列车制动性能特征的仿真试验系统以及与试验装置相联的接口系统。通过不同编组车辆制动系统试验验证,证明了所建立的制动模拟试验系统符合实际制动试验规律,可以作为研究制动机性能的试验平台。     

半实物列车制动系统仿真平台结构设计及空气制动模型解析

国内重载货运列车的迅速发展,对长大编组列车空气制动系统制动性能进行有效试验具有很大难度.基于每辆车制动相似性,以及整车空气波、制动波传递规律,建立了半实物列车制动系统仿真平台.在对采用典型空气制动机的小编组列车进行制动性能试验的基础上,建立了整列车的制动和缓解模型.采用气容充放气数学模型进行仿真计算,并结合修正函数进行实时修正,可实现半实物列车制动系统仿真平台的实时控制功效,为建立智能化试验平台打下较好的数学模型基础.     

HWKSF-1型货物列车微控集中试风系统简介

为了确保货物列车制动故障能够得到及时修复，各货车列检所均需按《铁路货车运用维修规程》的要求进行列车制动机性能试验。为此，原山海关车辆段结合多年列检作业的经验研制了HWKSF-1型货物列车微控集中试风系统，并在原山海关车辆段列检车间投入正式使用。     

铁路货车制动技术研究与探讨

阐述了铁路货车的技术发展趋势以及重载快捷运输对制动技术的影响,分析了重载快捷列车对空气制动机制动性能的要求和重载快捷列车制动装置应具有的特点,并对我国铁路货车制动技术的研究方向进行了探讨。     

使用F8型空气制动机的快运货车制动系统仿真分析

基于F8型空气制动机的原理和空气流动理论，建立了使用F8型空气制动机的列车制动系统模型，开发出计算机仿真程序。通过比较仿真与试验结果的缸、管压力与制动距离，证明程序的正确性。并使用仿真程序对使用F8型空气制动机的快运货物列车进行制动性能分析计算，计算结果显示快运货物列车各种制动性能正常，紧急制动距离符合《中华人民共和国铁路主要技术政策》中的有关规定，能够在规定距离内安全停车。F8型空气制动机可以作为快运货物列车的制动控制系统。     

微机控制列车制动机试验系统

列检用微机控制列车制动机试验系统包括值班室装置、执行器装置、列车制动机试验监测装置及无线遥控装置,能完成空气制动的充风、漏泄、感度、安定、缓解等试验项目。介绍微机控制列车制动机系统的工作原理、结构、性能、参数应用软件等。     

重载组合列车纵向性能的影响因素分析

介绍2004年以来大秦线开行的5种典型编组方式重载列车,比较了不同编组方式列车纵向力的大小,并分析了列车编组方式对纵向力的影响;同时结合试验数据,对其他关键因素比如Locotrol同步作用时间、机车制动机性能、货车关键技术以及列车操纵方式等对重载列车纵向力的影响进行了分析,并从减小纵向力的角度提出了3种2万t列车编组方式。试验及运用实践表明:目前我国的货车制动可以满足单元万吨货物列车的制动要求,而对于更大编组的长大列车,宜采用机车动力分散布置的组合列车。组合列车中从控机车的布置位置是影响组合列车制动性能和列车纵向力的最主要因素之一,应对其进行详细研究。     

120阀列车空气制动性能仿真程序简介

根据JZ-7型机车自动制动机原理、120型分配阀原理和一维非稳定气体流动理论，建立了列车空气制动系统的仿真模型，开发出适合预测制动系统性能和分析参数影响的列车制动系统仿真软件。文章介绍了该仿真程序的功能、用途和使用方法。     

新型重载专用货车制动系统研究

随着专用货车轴重及编组辆数的进一步增加,重载专用货车制动系统面临新的挑战：车轮／闸瓦制动热负荷进一步增大,给车轮／闸瓦带来更多的制动热损伤。现有空气制动机固有性能缺点越来越不适应重载专用列车对制动操纵性的要求。     

成果信息

调车作业列车风压贯通状态检测装置调车作业列车风压贯通状态检测装置由检测仪、传感器和执行机构组成,运用微电子技术和C 编程语言,采用减压方法检测列车制动管风压贯通状态,排除了车辆制动机种类、副风缸大小差别、制动机空重车位不同等因素的影响;可在调车作业常规制动试验时检测出列车风管贯通辆数,判定结果以语音和视频形式提供给机车乘务人员,货车混编模式下检测误差     

轨道交通列车制动性能半实物仿真试验方法研究

随着铁路货车制动技术快速发展,新型控制阀不断涌现,列车编组辆数不断增加,传统的列车制动性能试验设备已经不能满足发展需要。引入计算机虚拟仿真技术,探索列车制动性能智能化试验方法及装备,是提升试验研究能力的必由之路。提出了基于虚拟仿真技术与实物试验台相结合的列车制动性能半实物仿真试验新思路。介绍了半实物仿真试验方法及技术方案、制动系统虚拟仿真模型建立、接口设备及控制系统研发、实物列车制动性能试验台研制及试验系统试验验证情况。     

列车试风系统执行器充风速度慢的原因及其处理

太原铁路局曹西列检作业场地面试风设备为TWL-01型微机控制制动机试验系统和列车制动机试验监测系统。通过对列车车辆制动试验数据的分析,还原试风过程,为准确判断处理列车试风系统设备故障提供依据。     

电空制动机故障诊断系统设计

通过对制动机故障诊断系统功能和原理的分析,介绍了制动机故障诊断系统的总体结构、信息采集硬件系统、软件流程以及地面分析模块。调试试验证明装载该故障诊断系统后能大大提高制动机的制动性能。     

成果信息

TG-2型微控智能列车制动机试验系统列车试风试验是检验列车制动系统性能的重要试验。现有试验系统的可靠性、自动化程度和观测数据实时性与准确性不理想。西安客车车辆段结合现场实际研发了TG-2型微     

列车空气制动系统数值仿真

根据气体流动理论和120阀原理建立了列车空气制动系统仿真模型。介绍了机车自动制动机和车辆120阀模型的组成，各种功能的实现方法，给出了各种编组长度和各种减压量的制动缓解和紧急制动仿真结果，并与实验结果进行了对照，结果表明，该程序系统能很好地仿真列车制动系统性能，该系统可以用于分析制动过程。为制动系统的设计和改进提供了有力的分析工具。     

长大货物列车智能型电控空气制动动力学性能分析

针对货物列车智能电控空气制动系统，首先进行一维纵向动力学分析计算，然后取出列车中纵向力量大的车辆，并结合前后两辆车形成三车三维动力学模型，输入轮轨参数、制动力矩，利用ADAMS/Rail模块建立了动力学仿真系统并进行了动力学仿真分析，并和我国重载货物列车最常用120型空气制动系统进行了比较。通过一维纵向动力学分析，指出电控空气制动货物列车在制动距离、车钩力等参数上较120型空气制动机货物列车优良。电控空气制动车钩力和纵向加速度的变化均较小，且最大车钩力车位在整个制动过程中基本为压钩力，且制动力分布均匀，减少了列车纵向力，有利于重载货物车辆的运输安全和延长车辆的使用寿命。三维仿真分析表明，电控空气制动在脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体点头加速度等有关安全性的动力学性能指标上都远远优于传统的120型空气制动机。因此，无论从一维和三维动力学，列车智能电控空气制系统对货物列车制动性能及运行安全性都具有极大的改善。列车电控空气制动对于货物列车的制动具有极大的经济效益，是未来我国长大重载货物列车抽旧动系统的发展方向。     

列车电控制动试验装置原理及应用

正随着我国铁路"提速、重载"的并举发展,铁路货车由60t级向70t级全面升级换代,既有货车120km/h提速改造完成,极大提高了铁路运输能力和运输质量,取得了良好经济和社会效益。为了确保货车安全运行,检查确认货车制动性能是否良好尤为重要。列检作业场是检查货车制动性能的主要场所,为了模拟机车对货车进行制动性能试验,在机车所用DK-I型制动机基础上,研制出适于列检作业场专用列车电控制动试验装置。通过现场反复测试、改进和完善,该装置能够满足现场实际需求,投入使用后提高了货车制动试验效率和质量。     

重载列车有线电控空气制动系统的研究

重载列车在制动时,由于列车前后部制动力不一致而产生巨大的车钩力和剧烈的纵向冲动,极易造成列车断钩和脱轨事故。研究利用电力线作为通信介质,采用网络控制系统和每辆车作为一个网络节点,结合我国货车120空气制动机,实现有线电控空气制动。研究表明:由电控空气制动系统(ECP系统)控制列车制动,列车中所有车辆的制动和缓解动作几乎同步进行,全部车辆制动缸开始升、降压的时间差在0.2 s以内;在网络条件允许的范围内,装有ECP系统的车辆制动和缓解的同步性不受列车编组辆数的影响,各车辆制动缸的升压、降压曲线形状几乎相同;车辆制动缸压力的控制精度达到制动命令要求值的±20 kPa。由于ECP系统实现了对列车制动和缓解的同步控制,能够保证长大重载列车安全运行。     

地铁车辆牵引仿真计算

介绍了地铁车辆仿真系统的建模和计算过程,建立了列车牵引、电制动特性模型和仿真计算模型,以基本动力性能要求和列车运行能力要求为输入,仿真得到列车牵引、电制动特性曲线,并对典型区间及实际线路进行模拟运行,通过对比分析仿真和实际运行数据,为地铁牵引系统国产化研制提供参考。