基于台架试验的高速动车组防滑控制特性研究

黏着制动是通过车轮与钢轨接触斑之间的黏着-蠕滑来传递制动力的,因此轮轨黏着是影响制动系统性能的主要因素.防滑控制系统能防止由于轮轨低黏着而引起的轮对擦伤,是列车制动系统的核心技术之一.在深入分析轮轨黏着机理的基础上,设计一种分层递阶和多模式黏着切换的防滑控制新策略,防滑控制系统能根据不同的轮轨黏着条件自适应获得最佳可用...     

适用于制动工况下的轮轨低黏着改进模型

针对轨道车辆制动工况下的低黏着特性,分析防滑控制作用下制动力调节引起轮轨间黏着变化和改善的原因;基于滑动功率和滑动能对Polach黏着模型进行改进,并考虑各轴随位置不同的黏着修正,给出适用于制动工况下的轮轨低黏着模型;基于Matlab/Simulink和AMESim的联合仿真,进行紧急制动工况下的制动防滑控制仿真分析,...     

和谐号动车组制动防滑控制理论和试验

防滑控制系统是和谐号动车组列车制动系统的核心技术之一.在列车高速运行时,具有防滑控制功能的列车制动控制系统,既能实现良好的滑行控制,又能充分利用轮轨之间的黏着作用力.主要介绍了和谐号动车组制动防滑系统,包括制动防滑系统的基本原理,硬件组成,滑行检测方法,防滑控制方法以及控制策略等.通过防滑试验验证了和谐号动车组制动防滑...     

高速轮轨黏着机理的研究进展及其应用

轮轨黏着影响列车牵引和制动,对铁路运营效率和行车安全至关重要。论述国内外高速轮轨黏着的研究成果,包括仿真研究和试验研究进展情况。在仿真研究方面,介绍国内外轮轨黏着的理论模型发展和数值方法;在试验研究方面,介绍国内外的试验方法和试验结果。通过对轮轨黏着机理进行研究,揭示影响轮轨黏着的因素及其影响规律。分析现场存在的轮轨黏着方面的问题以及国内外轮轨黏着的控制与利用情况,包括最新的轮轨增黏措施和防滑防空转技术,并对高速轮轨黏着机理未来的研究方向进行展望。     

架控制动系统空气防滑控制策略研究

车轮防滑保护可以在轮轨黏着突然降低情况下减少制动力,防止车轮擦伤,并充分利用黏着以缩短制动距离,是列车制动系统的核心技术之一。架控制动系统将防滑阀和制动阀合二为一,具有较高集成化,无独立防滑阀,此时如何有效地实施防滑保护控制,将关乎到架控制动系统的运行安全。因此,本文设计了一种架控空气防滑控制策略,满足了架控制动系统对防滑控制的要求。仿真测试和实车试验的结果已验证了该架控空气防滑控制策略的有效性和可靠性。     

动车组超低黏着轨面制动防滑性能试验研究

基于试验动车组在干燥轨面、常规低黏着轨面和超低黏着轨面的制动防滑性能试验,对比分析结果表明,相对于干燥轨面,试验动车组在超低黏着轨面的制动距离过多延长,总风消耗量过大,有一定的安全风险。结合相关黏着控制理论及试验数据,分析试验动车组防滑控制不适应超低黏着轨面的原因,进而研究制订以降低减速度检测灵敏度、缩短滑行检测后阶段排气时间、增加滑行恢复充气控制条件为主要优化措施的防滑控制方案。优化后的防滑控制能有效提高超低黏着条件下的黏着利用水平,初速度160km/h的紧急制动距离缩短56%,总风压力可维持在正常压力范围。试验结果对动车组防滑理论研究、防滑控制设计及其优化有重要的指导意义。     

高速动车组制动防滑控制问题研究

防滑控制系统是动车组列车的核心技术之一,在列车高速运行时,防滑控制系统既能实现良好的滑行控制,又能充分利用轮轨之间的黏着,保证列车的制动距离尽可能缩短。介绍了动车组制动防滑控制的基本原理,滑行检测方法,防滑控制方法,在恶劣天气下存在的问题和解决方案,并对优化后方案进行了探讨,提出新的改进建议。     

基于仿真技术的防滑试验方法研究

防滑试验台是防滑控制装置进行功能测试及相关理论研究的有效验证平台。通过对防滑试验仿真技术的研究,提出利用数学建模方法建立试验台的各项测试功能,形成一套快捷的低成本实现方案。防滑试验仿真系统按功能分为黏着模块,旋转动力学模块,气动模块和试验控制模块,论述了各模块的理论技术及仿真建模方法。以CRH3动车组制动系统各项参数为例,利用ES1000实时仿真系统建立了防滑仿真试验台,并进行了干轨和湿轨的防滑仿真试验。仿真试验结果表明,防滑系统在轮对滑行过程中能有效调节制动缸压力,使得实际施加于轮对的制动力未超过轮轨最大黏着力,避免了轮对滑行,验证了该仿真试验台方案的可行性和各功能模块建模的正确性。     

架控制动系统防滑监控策略研究

紧急制动是车辆运行安全的重要保障,而防滑保护系统在轮轨低黏着条件下减少制动力,防止轮对擦伤。架控制动系统采用集约化、智能化设计,将制动阀和防滑阀合二为一,如何在保证紧急制动满足安全等级要求的情况下亦能有效发挥防滑保护功能,将直接影响到架控制动系统的安全运用。针对上述问题,设计了一种架控防滑监控策略,通过硬件电路冗余设计和软件层级控制,满足了紧急制动安全等级要求并达到防滑控制目的。仿真和试验的结果也验证了该架控防滑监控策略的有效性和可靠性。     

列车防滑控制与不利黏着时制动力计算

分析了影响黏着的基本因素和国内外关于黏着系数的规定,介绍了防滑控制的方法,并结合列车运行的实际情况及试验经验,提出了轮轨间不利黏着状态下的制动力计算方法。     

基于单轮对试验台的高速制动防滑试验研究

利用高速轮轨关系试验台,接入制动气路设备,建立试验台与制动防滑器间的信号和指令传递,进行高速制动防滑试验。首先,采用电惯量模拟的方式,实现制动条件下试验台轨道轮的运动惯量与实车试验车辆轴重的运动惯量一致,通过控制轨道轮的圆周速度,使试验台试验车速与实车试验车速保持一致,并将其作为防滑控制系统的参考速度;然后,依据试验台制动防滑试验流程,通过干燥条件下的纯空气紧急制动试验结果对试验方法的可靠性进行验证;在此基础上,试验某动车组制动防滑器在200和300 km·h^-1制动初速度及在喷水和喷防冻液条件下的制动防滑特性。结果表明:干燥条件下的纯空气紧急制动试验,实际减速度与目标减速度基本吻合,试验台试验的制动距离较实车试验的相对误差满足标准要求,试验方法可靠;喷水条件下,制动初速度为200 km·h^-1时初始滑行阶段的制动率更高,而喷防冻液条件下,制动初速度为300 km·h^-1时初始滑行阶段的制动率更高;喷防冻液条件下的轮轨黏着利用比喷水条件下更充分,制动率更高,制动距离更短。     

基于虚拟样机的机车黏着控制研究

为了抑制轮对空转并最大限度利用轮轨黏着能力,需要开发基于虚拟样机和现代控制理论的机车黏着控制技术.建立了大功率机车牵引列车及电气牵引传动系统的机电一体化动力学模型,考虑到了大蠕滑率时轮轨黏着负斜率特性、电机磁饱和及转矩机械特性,对机车驱动过程进行仿真研究.提出通过检测同一转向架内不同轴之间的最大角速度差和角加速度差,实时计算轮轨黏着度,并采用模糊控制策略的黏着控制方法.仿真结果表明:在不同轨面及运行工况下,黏着控制使得轮轨有效黏着系数保持在黏着峰值,提高了机车的牵引性能;轮对的蛇行运动使得黏着控制中产生波动现象,波动频率与蛇行运动频率一致;针对不同结构参数机车和运行工况,黏着控制参数需要优化以达到最大的轮轨黏着利用率.     

高速列车防滑控制策略研究

防滑控制技术是高速列车制动系统的核心技术,有效及可靠的防滑控制策略既可以避免轮对擦伤、保证车辆设备安全,又可以充分利用轮轨粘着力并保证制动距离。从制动力与轮轨粘着力关系的角度,介绍了高速列车滑行的产生机理,结合UIC 541-05标准,提出中国最新型高速动车组的滑行检测方法、防滑控制方法、安全导向控制、车轮不旋转冗余检测、增粘控制方法等控制策略,并通过线路试验验证了防滑系统的有效性和可靠性。     

广州地铁速度120km/h车辆自主牵引系统防滑控制策略优化

阐述了地铁车辆轮轨间的黏着特性,介绍了广州地铁3号线120km/h车辆自主牵引系统的黏着控制策略,重点对列车防滑控制逻辑进行分析,包括滑行检测逻辑和力矩减载恢复逻辑。试验表明,自主牵引系统的防滑控制逻辑能有效检测到滑行现象,及时对力矩进行调整,有效提高了黏着控制性能。     

地铁车辆纯空气制动滑行研究

根据地铁车辆纯空气制动的工作原理,设计某无人驾驶地铁车辆的纯空气制动系统,并对调试过程中出现的滑行现象进行研究分析。通过对系统性能理论计算和实际调试的参数进行对比分析,结合防滑试验和闸瓦动力台架试验,深入分析防滑试验过程中的滑行和性能验证过程中的低速滑行之间的区别。结果表明:(1)系统性能从理论到实际都满足设计要求,且两者相比有8%左右冗余;(2)系统防滑功能可及时介入,并适时释放排制动缸压力控制车轮速度,避免车轮滑行擦伤,同时又能充分利用当前轮轨间的黏着,尽量缩短制动距离;(3)制动闸瓦的马鞍形摩擦特性导致制动到低速阶段时,表现出制动缸有一定的排气动作及部分车轴轴速变化。     

成都地铁2号线车辆空气制动防滑保护控制策略

制动防滑保护作为地铁车辆空气制动系统的核心组成部分之一,对车辆的制动效率发挥以及轮轨关系都有着极其重要的影响。以成都地铁2号线车辆为例,主要介绍空气制动防滑系统的硬件组成和工作原理,针对防滑保护控制策略中的参考速度选取、滑行判断指标和防滑失效控制等内容进行了探讨,并且通过滑行试验验证了列车空气制动防滑系统的有效性。     

基于pc/104标准的嵌入式内燃机车恒功率控制及粘着控制系统的研制

分析研究牵引工况恒功率控制及粘着控制的原理和方法,认为牵引工况恒功率控制和粘着控制,制动工况恒励磁电流控制、恒制动电流控制和防滑行控制都需要调节励磁机的励磁电流,粘着控制必须以恒功率控制为前提,防滑行控制必须以恒励磁电流控制或恒制动电流控制为前提,才能获得满意的结果。亦认为,由于实际的轮轨系统粘着状况比较复杂,影响因素很多,确定速度差、加速度及加速度微分的大小与粘着状态、空转程度之间精确的数量关系比较困难,最有效的控制方法是采用三维模糊控制策略。     

高速动车组制动系统防滑控制研究

防滑保护是高速列车制动系统的核心技术之一。防滑控制参数和控制逻辑是防滑控制系统的难点和核心.通过对防滑控制理论的深入研究及国内外防滑标准的系统梳理,结合高速动车组制动系统技术平台的设计和开发经验,设计了高速动车组制动系统的防滑技术方案,采用了一种基于速度差和减速度的复合判据式防滑控制策略.仿真测试和线路试验的结果验证了所设计的防滑控制系统的有效性和可靠性,为实现我国高速动车组制动系统防滑控制的完全自主化奠定了理论基础和技术支持。     

无人驾驶地铁列车防空转防滑行的研究

针对无人驾驶地铁列车防空转防滑行问题，充分利用无人驾驶条件下的控车信息与控车方案，从列车底层控制、单列车最佳干预和多列车协同调度3个层面讨论了无人驾驶地铁列车防空转防滑行的关键技术和解决方案。列车底层控制在基于轮轨黏着特性和辨识方法基础上，分析了几种典型防空转防滑行的控制策略，单列车最佳干预提出了基于当前轮轨黏着状态下实现动力再分配的策略，多列车协同调度则利用线路信息和控车策略对全线路列车进行运营策略再调整。通过方案讨论，在基于列车底层控制的基础上，可使单列车获得最佳黏着利用，全线路列车获得最佳运营效能，并为无人驾驶列车的防空转防滑行设计提供参考。     

基于ALE方法的高速轮轨黏着特性仿真及试验验证

根据全尺寸高速轮轨关系试验台,建立基于ALE方法的轮轨滚动接触三维有限元模型,仿真分析干燥条件下高速轮轨黏着特性曲线,并采用试验台的高速黏着试验结果对其进行验证。在此基础上,分析高速条件下从制动到牵引工况变化过程中的轮轨接触斑状态、摩擦力分布、Mises应力分布等的演变规律。结果表明:有限元模型可用于模拟干燥轮轨接触表面条件下的高速轮轨黏着特性;黏着轮从自由滚动状态(全黏着)到最大牵引力(全滑动)过程中,轮轨接触斑从靠近轮缘的一侧进入滑动状态并逐渐扩大到整个区域,而制动工况时则从远离轮缘的一侧进入滑动状态;摩擦力从黏着轮自由滚动时的自旋分布状态逐渐变化为趋于一致方向,纵向蠕滑力达到饱和;Mises最大应力点由黏着轮自由滚动时的接触表面以下2 mm处逐渐转移到接触表面,应力更加集中。