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。     

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.     

重载组合货运列车空气制动技术

分析重载组合货运列车空气制动存在的问题及要求,介绍国际上重载组合列车使用的ECP系统和LOCOTROL系统;重点阐述采用LOCOTROL系统组合列车的机车制动机均衡风缸开、闭环控制模式特点以及大秦铁路组合重载试验情况。     

列车空气制动与纵向动力学集成仿真

长大列车纵向冲动一直是重载列车发展的瓶颈,空气制动不同步是列车纵向冲动的根源,制动特性试验方法已不能够满足仿真各种列车编组的纵向冲动分析的需求,特别是多机车不同步动作、列车中有可控列尾装置等使得试验基础上的制动特性更具有局限性,因此获得适用性更广的制动特性成为纵向动力学研究的首要问题。本研究开发了列车空气制动与纵向动力学联合同步仿真系统,该系统基于消息机制,能够在运行过程中改变列车驾驶指令。介绍列车制动系统和纵向动力学同步仿真基本原理,气体流动理论,列车管压强、缸内压强计算方法,机车牵引、动力制动,缓冲器特性、摩擦系数、纵向冲动等计算方法。仿真计算典型长大列车制动特性和纵向冲动特性并与试验结果进行比较,与试验结果吻合较好。该仿真系统适合于模拟各种编组列车在各种线路运行过程中制动力与车钩力等重要参数,为制动系统和列车纵向冲动等研究提供方法和手段。     

列车空气制动系统仿真的有效性

根据气体流动理论建立货运列车空气制动系统模型,概述管路内气体流动方程、制动系统中用到的各种边界方程和容器内气体压力的计算方法。利用基于气体流动理论开发的列车制动仿真系统,计算长、短编组列车的常用制动、缓解和紧急制动特性,并与试验结果进行对比。结果表明,计算得到的列车管、制动缸、副风缸、加缓风缸等的空气压力随时间的变化与试验结果非常接近,说明基于气体流动理论的空气制动仿真系统能够很好地模拟制动系统中气体流动和阀内动作过程。该仿真系统可以模拟最多4台机车组成的组合列车,不仅能仿真制动系统动态压力变化过程,而且其计算结果可以用于制动距离的计算,并通过数据传送实现列车纵向动力学分析程序的无缝连接。     

基于车辆滚动制动试验台的轨道交通列车动态制动性能试验研究

长期以来,列车制动系统在实验室内只能进行制动阀和制动系统静置试验,难以直接测试列车实际动态制动性能,因而对于长大货物列车制动性能及引起的纵向动力学效果难以判断。为此提出了基于滚动制动试验台进行车辆动态制动试验,即将虚拟列车制动系统模型与实际车辆制动系统组合,应用虚拟列车制动系统模型,通过计算机控制模拟不同编组列车的不同位置车辆的制动管路气压曲线,控制滚动制动试验台上单车做各种制动试验,以得出比较准确的列车各个车辆的实际动态制动效果。滚动制动试验台上车辆实际制动减速度和车辆前后拉杆承受的纵向力,为进一步评估各种编组列车制动纵向动力学性能提供了准确的依据,为长大货物列车运行安全提供了可靠的评估试验仿真装置。     

列车牵引计算规程的制动电算

简要介绍了列车牵引计算规程电算程序中制动计算的设计原理和功能，并分析应用详细编组和简化编组方法，按照１９９６年津浦线货物列车脱轨试验的实际列车编组和制动作用条件进行模拟计算，结果表明其精度良好，能充分满足列车制动计算的要求。     

ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动影响仿真研究

3万t重载列车是目前国内重载运输行业的重点研究对象,ECP方式是降低重载列车车钩力的重要手段。文章针对3万t重载列车,采用仿真方法研究了ECP电控信号传播方式的传播特性、列车制动能力和纵向冲动水平。研究表明,在3种ECP电控信号传播方式下,列车电控装置动作时间差为2.66～3.97 s,列车中制动缸活塞伸出时间差为2.80～3.80 s, 3种方式下列车制动能力差异不大,制动过程中产生车钩力最小的ECP传播方式为主控机车发送ECP信号的同时从控机车向前后发送ECP信号,紧急制动时最大车钩力为-1 565 kN。通过探究ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动的影响,可为3万t列车电空制动方案设计提供参考。     

超长重载列车纵向力影响规律仿真研究

建立超长重载列车纵向动力学仿真模型,并利用大秦线3万t重载组合列车长大下坡道制动试验数据对其进行验证;分析超长重载列车平直道制动工况时列车编组长度、机车无线同步控制延迟时间,以及长大下坡道常用全制动时坡度差、车钩间隙和ECP制动控制技术对纵向力的影响规律.结果表明:正常情况下,4万～12万t超长重载组合列车编组长度对平...     

客车编组制动试验中存在问题的原因分析和建议

介绍了客车编组制动试验的情况,对客车编组制动试验时列车管压力变化、列车试验器使用中存在的问题、列车试验方法存在的问题、机车车辆制动机不匹配等分别进行了分析,并提出了改进建议。     

重载组合列车不同编组模式下制动性能研究分析

重载组合列车由于编组牵引机车设置位置的差异性,会造成组合列车制动指令接受/发送、列车制动/缓解以及列车充气时间等的差异性,通过对神华集团朔黄铁路开行的2万t重载组合列车不同编组模式对组合列车的影响分析,同时结合2万t重载组合列车静态时的试验数据,提出了"2+1+1编组"模式制动性能优于"1+1编组"模式的建议方案。     

长大列车空气管系充气特性数值仿真研究

应用现代流体动力学数值计算方法,以长大货物列车空气制动管系的充气特性作为研究对象,研究列车编组辆数、管系组成、管系泄漏等因素对列车管充气压力的影响和沿列车管长度方向的充气压力分布情况。建立了考虑列车管泄漏的连续性方程,给出一种求解压力速度耦合方程的显式有限差分算法。将计算结果和国内外长大列车充气特性的有关试验数据进行对比分析。研究工作为长大列车制动作用的试验研究提供理论参考,并为研制完整的货物列车空气制动系统奠定了基础。     

基于安全及运营需求的城市轨道交通制动系统模式研究

从城市轨道交通制动系统设计原则出发,分别介绍了车控制动系统和架控制动系统的技术特点。分析制动系统故障类别不同对不同编组列车运营造成的影响,并给出相应的限速建议和制动系统控制策略。从技术层面给出了选用制动系统模式的合理化建议:4节及以上编组列车可任意采用车控制动系统或架控制动系统,3节及以下编组列车优先选用架控制动系统。     

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。     

30t轴重重载列车电控空气制动试验研究

长大重载列车的制动技术是重载运输发展的关键问题。文中在瓦日线30t轴重线路和机车车辆技术平台的基础上,对30t轴重重载列车自主化电控空气制动系统进行试验研究,通过长大下坡道的循环操纵及紧急制动等试验,对比分析电控空气系统与既有列车空气制动系统的性能。研究结果表明:自主化ECP制动系统可显著改善30t轴重重载列车纵向动力学性能,缩短列车制动距离,列车的制动能力进一步增强,在长大下坡道的运行安全性得到提高,同时列车的平均运行速度也相应提高。     

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。     

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。     

广深线准高速客车用F8电空制动装置试验研究（上）

电空制动装置是广深线准高速列车的关键部件之一，Ｆ８电空制动装置经过多次改进，大量试验证明：其紧急制动，常用制动，缓解性能方面均有较大提高，在相同列车条件下，紧急制动距离较空气制动可缩短５％以上；列车纵向冲击加速度可减少２７％，邮列车操纵灵活性。该装置结构简单、紧凑、性能可靠。     

货物列车充风过程中空气流量变化的试验研究

在货物列车制动系统充风过程中，列车管空气流量的变化可分为节流充风、稳态充风和漏泄补风（充满风）3个阶段。基于流体力学的理论，利用高精度气体流量计构成的数据采集系统，测量货物列车不同编组辆数、不同减压量条件下充风时列车管空气流量的变化过程。结果表明：根据机车上检测到的列车管空气流量可以准确判断出折角塞门的关闭位置，而依据列车管空气压力变化和充风时间则很难做到这一点；由于各车连接的制动软管的空气漏泄量各不相同，且空气漏泄流量又非常小，因此很难根据空气漏泄流量检测并判断列车的编组辆数。建议在机车上广泛安装使用由气体流量计构成的列车管空气流量智能检测装置。     

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。