制动缸充气时间对货物列车性能影响的仿真研究

采用列车空气制动和纵向动力学联合仿真系统研究制动缸充气时间对万吨列车和快捷货车的车钩力、制动距离与纵向加速度的影响。计算结果表明,长大列车制动缸充气时间对车钩力影响较大,快捷货车制动缸充气时间主要影响制动距离和列车纵向加速度,因此在长大列车制动系统充气时间设计时必须考虑车钩力因素,在设计运送易碎货物列车制动系统时需要考虑纵向加速度的限制。     

JZ-7型空气制动机工作风缸充气慢故障的判断与处理

正JZ-7型空气制动机中,通过工作风缸与列车管压力比较,控制作用风缸的充气、排气,实现机车制动缸的充气、排气,即机车的制动、缓解。在某机务段配属的内燃机车中,工作风缸充气缓慢已成为JZ-7型制动机的典型故障之一。由于工作风缸充气不足导致机车制动时制动缸压力偏低甚至不产生制动缸压力,威胁列车运行安全。对这一故障发生的原因进行分析,并提出相应的故障判断及处理方法。     

列车尾部制动器在铁路运输安全中的作用

铁路运输中，机车车辆是通过车钩编组成列车运行的，列车管是一根贯通整列车的、两端封闭的、压力空气的输送管和制动机的操纵管，其传递制动信息的速度不超过声音的传播速度330m／s，列车中各车辆制动缸开始充气的时间总是沿列车长度依次滞后，列车编组越长，尾部车辆制动缸开始充气的时间越滞后。制动初期，列车头部和尾部车辆制动缸的压力总存在一定压力差，列车扩编到一定辆数后，这个压力差将达到最大压力差（制动缸最高压力）。     

列车空气管系及副风缸充气特性数值仿真研究

利用有限体积法和改进的算子分裂法 ,以货物列车空气制动系统的充气特性作为对象 ,研究列车副风缸在列车充气作用时压力变化情况。建立长大列车空气管系的二维计算模型 ,对车辆制动系统的三通阀进行了合理的简化和等效计算后 ,研制了可完整求解货物列车空气制动系统充气特性的数值仿真程序。进行了 1万t和 2万t重载列车空气制动系统充气特性的数值仿真研究。将计算结果与有关试验数据进行了对比分析。本研究工作是进行货物列车空气制动系统研究的重要组成部分 ,可以为长大列车空气制动系统的试验研究和性能改进提供理论参考。     

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。     

货物列车纵向制动冲击问题分析与建议

分析货物列车制动冲击的原因,总结出减轻货物列车制动冲击的方法:一是提高列车管的减压速度;二是配置性能优良的空重车调整装置;三是制动缸变速充气。     

万吨重载列车制动系统初充气性能仿真研究

以万吨重载列车空气制动系统的充气特性作为研究对象，研究副风缸在列车充气作用时的压力变化情况。应用CFD理论，建立了重载列车空气管系的二维模型，对三通阀进行了合理的简化和等效计算后，给出了一套可完整求解货物列车空气制动系统充气特性的算法和程序，将计算结果与有关试验数据进行了对比分析，并对1万t和2万t列车在不同编组形式下末车的副风缸初充气压力变化情况进行了计算分析。     

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。     

高速综合检测车停放制动功能设计

停放制动是防止列车在静止状态下发生溜逸的一种制动方式。动车组上广泛采用空气制动缸与停放制动缸一体化结构的制动夹钳单元，由弹簧储能式停放制动缸来实现停放制动力输出，由空气制动缸实现空气制动力输出。基于某型高速综合检测车现状，对其设计了一种停放制动功能的方案，并根据方案中该型高速综合检测车停放制动夹钳单元的配置进行了停放制动力校核计算，为实现停放制动功能，对相关的硬件设备、电气原理和软件控制逻辑进行了优化设计。此外，利用AMESim软件对方案中停放制动的功能进行了验证并与试验台数据进行对照。     

一种基于纯电制动系统的铁路货车多功能电制动缸研制

针对现有铁路货车空气制动缸存在泄漏、缓解性能与制动效率相制约、制动力一致性差等技术问题，并结合研发重载列车纯电制动系统的需求，研制出了一种以电能替代压力空气的多功能电制动缸。该多功能电制动缸采用具有精准输出能力的伺服直流电机以及具有单向自锁特性的蜗轮蜗杆传动结构，实现了多功能、高集成、准输出设计，具有自动驻车、自动制动及缓解、手动制动及缓解、自动调整闸瓦间隙等功能，同现有空气制动缸相比，制动力输出一致性好，功能多，智能化、集成化程度高，检修周期长，安全可靠性高。     

一种新型空气停放制动系统

目的：为解决现有轨道交通车辆用弹簧停放制动装置存在停放制动力大小不稳定、停放制动力随弹簧疲劳而衰减、机械结构复杂等问题，设计了一种新型空气停放制动系统。方法：介绍了弹簧停放制动系统的结构组成及功能原理，分析了其系统特性；介绍了空气停放制动系统结构组成及功能原理；分析了新型空气停放系统的特性。结果及结论：所提新型空气停放制动系统能够改变行车制动缸的工作模式，将制动缸的输出力转变为停放制动力。当向停放缸充入压缩空气时，停放缸内部弹簧被压缩，使停放缸与拉杆保持分离，同时非自锁螺纹也保持在解锁状态，此时制动缸具备行车制动和行车制动缓解功能。当停放缸内无压缩空气时，停放缸与拉杆保持压紧，同时非自锁螺纹被单向锁死，此时停放缸将制动缸锁定在最大行程处无法退回，实现停放制动作用。在行车制动控制模块和停放制动控制模块之间安装双向阀，双向阀的出口与制动缸连通，停放制动控制模块的另一出口与停放缸连通。在施加停放制动时，充入制动缸内的压缩空气由停放制动控制模块提供。该系统可实现全列车所有空气停放复合制动装置的停放制动力大小一致，也可根据需要灵活调节单个停放制动力的大小，还可保持停放制动力的长期稳定，避免了现有...     

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。     

机车充风能力对重载列车缓解性能及车钩力影响研究

机车充气与排气性能是列车制动系统重要指标,目前机车制动系统验收指标仅对排气性能有明确要求,对充气性能无要求。机车供风能力不仅影响重载列车缓解特性和车钩力,而且严重制约重载列车在循环制动中的操纵方法。了解机车充气能力对缓解特性和车钩力的影响规律,以及重载列车安全运行和制动系统设计具有重要意义。通过建立列车空气制动系统仿真模型,分析机车充风能力对重载列车缓解特性和车钩力的影响。分析发现,机车充风能力对列车再充风时间、缓解波传播和车钩力都有明显影响;充风能力越弱,则缓解波传递越慢,车钩力越大。在本文研究范围内,合适的充气能力将比弱充风能力首尾车缓解时间差缩短3 s,最大车钩力降低16.2%。建议机车验收时增加机车充风能力检测,并给出了建议检测标准。针对重载列车充风能力,建议多部门联合系统性开展实验与仿真研究,制订重载列车制动系统检测标准与方法。     

列车管定压对列车制动性能影响仿真研究

我国货运列车一直使用500kPa和600kPa两种列车管定压,两种列车管定压带来列车管理和运用中的一系列问题,要求统一列车管定压呼声很高。但列车管定压对列车制动性能影响一直没有明确结论,因此统一列车管定压工作迟迟不能推进。使用基于气体流动理论的列车空气制动仿真系统,仿真分析了两种主管定压下重载列车的常用制动,紧急制动和常用制动后缓解的制动系统性能,系统的分析了列车管定压对列车制动和缓解性能的影响。计算结果表明,当常用制动减压量在140kPa以下时,主管定压600kPa时制动能力略强,约增强1.5%左右,其主要原因制动缸充风略快。当全制动时,主管定压600kPa比500kPa制动缸平衡压强高约74kPa,制动能力增强5.4%;主管定压600kPa时全制动减压量范围扩大,制动缸压强变化范围增大,列车调控能力更强。紧急制动时,定压600kPa制动能力比500kPa能力更强,制动距离缩短11.4%,主要原因是副风缸初压高,紧急制动后制动缸最终压力也高。常用制动缓解时,在制动系统漏泄较小时主管定压对列车再充风能力影响不大,但当制动系统漏泄较大时,列车管定压越高,再充风时间越长,在中度漏泄时,再充风时间约延长13.9%。     

问与答

高速列车制动系统与传统列车制动系统有什么不同 ?答 :列车制动系统由控制系统和基础制动系统组成。传统的制动系统由司机控制制动管的压力变化来控制各车辆的制动缸压力 ;其基础制动系统则接受上述的制动缸压力 ,通过杠杆比率的放大 ,实施闸瓦与车轮踏面的摩擦制动 ,将列车的动能转换为热能达到列车制动的目的。其特点是 :(1)作用可靠、简单 ,且当列车分离时能自动产生紧急制动作用 ,故具有故障自动导向安全的保护作用。因此 ,这种制式的制动系统长期以来得到广泛的应用。(2 )以贯穿全列车的制动管的压力空气为介质 ,沿制动管来依次传递压…     

列车管局部减压对重载列车纵向冲动影响仿真研究

应用重载列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统,分析了常用制动时,一段局减孔、二段局减孔和局减阀弹簧对列车制动特性和纵向冲动的影响.常用制动时,一段局减孔面积增加90％,尾车列车管排气时间减少约7％,尾车制动缸达到平衡所用时间减少约10％,最大压钩力减小3.30％～4.84％.二段局减孔面积对列车制动特性和纵向冲动影响很小.局减阀弹簧工作弹力从35.8N增加到90.8N时,尾车列车管排气时间减少10.04％～18.24％,尾车制动缸达到平衡的时间减少19.25％～34.43％,压钩力减小3.30％～11.63％.局减阀弹簧工作弹力对重载列车车钩力影响最大,局减阀弹簧工作弹力越大,车钩力越小;一段局减孔径对车钩力影响次之,孔径越大,车钩力越小.二段局减孔径对车钩力影响很小.该研究为重载列车用新分配阀的设计和发展提供了方向.     

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。     

智能化制动缸试验台研制

制动缸是制动夹钳单元的核心部件之一,其性能和功能直接影响到列车制动系统状态,随着中国铁路的大力发展,伴随交通强国的建设,对列车制动缸新造和检修提出更高的要求。智能化制动缸试验台是能够有效提高制动缸检测精度、降低工人劳动强度、减少劳动力、提高制动缸新造和检修效率的有效手段。其主要有机械系统、气动系统、电气及控制系统组成,能够对制动缸的各个试验项点进行完整准确的全自动检测,且具有存储和打印数据报告功能。     

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。     

104阀客车制动性能预测研究

根据空气流动理论和车辆分配阀原理,利用计算机计算空气瞬时状态和分配阀的工作状态,预测104客运列车制动系统特性.同时分析了活塞面积及重量参数对制动性能的影响,总结出制动特性规律.同时为下一步工作,如列车动力学分析提供参数,也为挖掘104阀性能提供了指导.