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。     

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。     

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。     

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。     

重载列车空气制动特性多参数数学简化方法

基于列车空气制动特性多参数数学简化方法,研究了制动控制阀特性参数、制动缸充气特性参数、制动波传播速度特性参数等对列车制动缸充气特性曲线的影响。对150辆装用120型空气制动阀的重载列车制动系统进行了计算,并与试验结果进行了对比,结果表明该方法快捷有效。     

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。     

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。     

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.     

重载组合列车试验方案设计和测试系统开发

从重载组合列车的综合试验入手,针对重载组合货物列车的特点,设计出重载列车试验方案,研制出了一整套适用于长大货物列车的无线网络传输的分布式纵向动力学、牵引及制动测试系统,并且成功地应用于多次大秦线、大包线等万吨级和2万t级重载列车的试验中,彻底解决了长大货物列车的测试难题。     

空调客车中新风量的控制

空调客车的耗能是惊人的,如何使空调客车在不影响乘坐舒适度的条件下,降低能耗,减少空调客车的运行成本,具有重要的意义.针对空调客车新风量进行了分析,并提出合理控制新风量以达到节能的目的.     

空调客车的空气品质评价及其空调系统的自动化控制

提出了评价空调客车空气品质的原则和内容，指出了当前客车空调系统存在的问题，分析了存在问题的原因，阐述了采用空调自动化控制系统的必要性及可行性。     

轨道客车空调系统新风量分析

国内外有关标准为轨道客车空调装置的设计提供了依据,但各标准中关于新风量指标存在较大差异。结合国内外轨道客车新风量要求,从卫生角度对轨道客车新风量进行分析,并对国内现有轨道客车空调系统设计新风量进行计算对比,分析结果可为轨道客车空调装置的设计提供参考。     

驼峰减速器用风量及空压机排风量的选择

编组站驼峰减速器用风量是驼峰动力室工程设计中的主要依据，是根据减速器的型号及配置来确定的。其计算依据为《信号设计手册》及《TJK系列车辆减速器》中提供的计算公式。在对津浦线某区段站驼峰减速器用风量进行计算时，结合运用中的实际情况发现，驼峰减速器用风量及空压机排风量的选择存在问题。     

空调客车的空气品质与热舒适

根据空调列车卧铺车厢存在多种空气污染物和车厢内温度分布不均匀的现状,分析空调、通风系统的布置对车厢内空气品质和热舒适状况的影响,提出相应的改进措施.从节能和满足乘客个体需求的角度出发,提出在车厢内采用个体送风方式来改善卧铺车厢的空气品质和热舒适,并且对空调客车室内三维空气流场进行数值模拟研究,为空调客车室内舒适环境的优化研究提供依据.     

空调客车新型空气过滤器的研制

分析了我国铁路空调客车空气过滤存在的问题及原因，提出了研制新型空气过滤器来解决空气过滤问题的措施。     

列车空调变频调节下车厢内气流组织模拟

针对YW25G型硬卧列车空调机组运行控制模式存在的问题,通过将变频技术应用于空调机组的制冷量调节,使得车厢内的温度在各时刻都能维持在一个相对稳定的范围。对全冷调节下和变频调节下车厢内的流场以及温度场进行了模拟计算。结果表明,在变频调节下车厢内气流组织的不均匀性得到明显改善,且变频实测数据与模拟结果基本吻合,为列车空调系统的进一步节能改造提供了理论参考依据。     

铁路空调客车车厢内循环空气的紫外线消毒方案

在空调车厢的回风道内或空调装置内安装紫外线杀菌灯，是消毒载客车厢循环空气，防止SARS等呼吸道传染病车厢内空气飞沫传播的可行方案。空调装置的送风量、消毒效果和紫外线灯的数量、布置之间的关系及安全保障措施还应通过试验进行优化。     

地铁车用空气压缩机试验台恒压控制器的研制

空气压缩机检修试验台中的恒压控制器，是实现空气压缩机试验台自动试验的关键部件。运用步进电机及数字、模拟电路构成线性阀，用PI控制器及压频转换电路等组成恒压控制器，实现了高精度恒压控制。     

低温送风空调系统气流组织的模拟分析

通过对实例工程中低温送风房间气流组织CFD模拟,获得房间的温度场、速度场及舒适度值,依据气流组织评价标准对模拟结果进行数据分析:原设计室内温度场、速度场较均匀,模拟平均温度、舒适度满足设计标准,投入能量利用系数平均值β=1.00,气流组织设计较合理。并依据分析结果,对原设计给出建议。