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。     

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。     

长大货物列车制动时纵向动力学模型及求解方法初探

针对制动情况下长大货物列车的纵向动力学问题，建立了纵向动力学模型，介绍了求解该模型的方法。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

繁忙干线开行5000t级重载列车的制动动力学问题

本文根据我国繁忙干线的现有机车车辆条件，应用列车制动动力学理论和计算机仿真研究方法，分析了繁忙干线开行５０００ｔ级重载列车的制动动力学问题，以京沪线的线路条件和列车编组为例计算研究了ＤＦ４双机牵引５０００ｔ级列车的紧急制动、低速缓解、常用调速及停车制动等各种工况，并结合上海局５０００ｔ级列车实际运行试验的结果，探讨了通过改善操纵方法以降低重载列车纵向力的途径。     

重载组合列车机车智能制动仿真研究

针对目前在复杂线路上动力分布式重载组合列车机车制动的不足,提出了一种新的机车智能制动控制方法,该智能制动控制方法能按照制动时机车所处轨道状况及机车车钩力大小对机车电制动进行相应的模糊控制。在介绍重载组合列车动力分布式系统基本原理及特点的基础上,依据列车纵向动力学理论,在MATLAB/SIMULINK中建立了2万吨组合列车仿真模型。仿真结果从理论上证明了,与现有机车制动方式相比,该机车智能制动控制方法能减小组合列车最大车钩力,提高组合列车运行安全性。     

KZ1型控制阀仿真模型及列车制动性能仿真研究

根据空气流动理论和KZ1型控制阀(KZ1阀)的工作原理,建立使用KZ1阀的列车空气制动系统仿真模型,并开发相应的列车空气制动仿真系统,对KZ1阀置于快速及普通位时单车的制动、缓解和紧急制动进行仿真。与试验结果对比表明,仿真模型能够较好地模拟单车制动性能。对KZ1阀应用于时速160 km快速货车的列车制动特性进行仿真分析可知,KZ1阀在快速位时的列车制动性能与104型控制阀接近,在普通位时与120型控制阀接近;KZ1阀在制动、紧急制动时性能较好,但是在缓解时波速过低,初步分析是由于副风缸容积过大所致。因此,使用KZ1阀的车辆与使用其他型号控制阀的车辆混编时,可能会发生缓解传播不连续的问题。     

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。     

再论我国列车空气制动力计算参数的成套性原则

介绍我国客货列车空气制动力的计算参数.论述制动力计算中的基础制动装置计算传动效率、实算闸瓦压力和闸瓦实算摩擦系数的成套性.指出《列车牵引计算规程》规定的实算摩擦系数是根据实算闸瓦压力试验出来的,而试验时用的实算闸瓦压力又是按基础制动装置的计算传动效率计算的,所以在计算列车空气制动力时,其中的实算闸瓦压力必须用计算传动效率计算.否则不能得出正确的计算结果.     

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。     

重载列车制动技术的发展与进步

简要介绍了我国 5 0年来为发展重载列车所做的努力 ,早期在使用蒸汽机车牵引时 ,曾进行了 12 0辆货车制动、缓解和充气时间的试验。 195 8年开始对货车单线电空制动机进行了研制和试验。随着大功率内燃机车和电力机车的发展 ,推动了重载列车的进步。从 1961年开始研制 10 3型空气分配阀到现今推广的 12 0型控制阀 ,为重载列车创造了条件。 1985年试验过空气同步制动装置和机车无线遥控同步操纵 ,这些研究和试验取得的资料 ,为发展重载列车提供了参考数据。     

小型地铁列车牵引制动试验台设计

设计了一个用于仿真地铁列车牵引制动性能的小型试验台,该试验台能够模拟地铁列车起动加速、惰行和制动过程。其以计算机为控制核心,通过Lab VIEW软件和数据采集设备实现人机交互,采用变频器控制电机转速和方向的方法实现地铁列车起动加速和惰行的模拟,采用程控电源及制动夹钳装置控制电动推杆的方法实现地铁列车制动的模拟。整个装置成本低、体积小、质量轻、运行稳定流畅,较好地实现了人机交互和计算机自动控制功能。     

CRH5G型动车组制动系统制动力分配的逻辑优化

在CRH5G型动车组运营前期的动态调试过程中,受部分铁路区段接触网压影响,使电制动发挥异常,在长大坡道的调速过程中完全由空气制动完成制动力的施加,使制动盘和闸片长期处于异常高温状态,可靠性降低而易发生故障。文章针对存在问题,通过优化制动力分配的逻辑结构,对制动力分配的方案进行了优化与升级。线路实测和制动盘热负荷计算分析证明,优化的方案能够有效地减少制动系统故障,节能降耗,持续提高我国高速列车高能效水平。