基于自动化和集成化的制动缸试验台结构设计

制动缸是制动夹钳单元的核心部件之一，其性能好坏直接影响到列车制动系统状态，随着中国铁路的大力发展，列车存量及新造市场增大，对智能化检测制动缸设备提出了更高的要求。基于自动化和集成化设计的制动缸试验台能够有效提高制动缸检测精度和效率，是减少劳动力的有效设备。其通过自动调整止动块位置、弹性刚性块自动切换及自动拧动制动缸调整螺母等动作，实现对制动缸各个试验项点的全自动检测；同时将气动测试系统有效集成，大大提高了空间利用率，缩短了制造周期，批量一致性得到了有效保证。     

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。     

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磨擦制动，将列车的动能转换为热能达到列车制动的目的。其特点是：     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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...     

动车组制动夹钳结构设计及优化

其他制动形式失效的情况下,基础制动装置是动车组安全运营的唯一保障,故其性能和功能直接影响到制动系统状态。制动夹钳是制动夹钳单元主要受力部件,用于将制动夹钳单元安全可靠的吊挂在转向架上,并将制动缸的活塞推力放大一定的倍数后,转化为闸片正压力产生制动作用。因此制动夹钳对于列车制动的安全性和可靠性极为重要。利用有限元分析软件ANSYS,分析制动夹钳主要受力部件的受力特点,从而实现对制动夹钳结构进行优化,改善制动夹钳的受力状况,有效提高制动夹钳的使用寿命,进而降低运营成本。     

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。     

新一代货车制动系统

随着货物列车运行速度的提高,对新造货车的制动系统提出了更高的要求。本文阐述了对货车制动系统进行的改进,以保证货物列车能安全、高效地运营。     

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。     

繁忙干线上重载快运列车的制动系统分析

在分析重载快运列车制动问题(紧急制动距离、粘着利用率、轴制动功率和列车的纵向冲动)的基础上，提出了在繁忙干线上5000t级重载列车提速至120km／h对制动系统的要求，指出配套使用空重车无级自动调整装置和120K型货车空气控制阀能够适应繁忙干线上开行重载快运列车的需要，并建议推广“10”制动缸配HGM-A型高摩合成闸瓦”的装车模式。     

国内外单元制动缸结构及差异

单元制动缸是铁路客车尤其是高速铁路客车实现短距制动、保证旅客生命安全的关键设备,从单元制动缸的活塞动作形式、缸体和缸盖组合形式、调整螺母啮合形式等方面探讨国内外几种典型制动缸的结构及差异,为制动缸检修人员更好地开展检修工作提供参考.     

电力机车列车管预控压力控制仿真研究

列车制动系统是保证列车安全运行的关键技术,更加精确快速的控制列车管和制动缸压力都对机车制动控制系统提出了更高的要求。以HXD2电力机车中使用的新型制动机为基础,利用减压阀、高速开关电磁阀、压力传感器、经典PID控制的方式,以AMEsim软件为平台搭建机车列车管预控压力控制系统(即均衡风缸压力控制),并分别仿真分析机车在充风缓解、初制动、全制动(制动区)、紧急制动4个关键制动工况下对列车管预控压力的控制特性。     

基于数据驱动的地铁列车制动系统管路泄漏检测及预警方法

列车制动系统管路泄漏中制动总风管路泄漏和制动缸及相连管路泄漏的检测定位非常困难.介绍了基于数据驱动的地铁列车制动系统管路泄漏的检测及预警方法.该方法使用源于TCMS(列车控制管理系统)的原始数据并对数据进行处理,基于处理后的数据建立模型;采用以异常检测模型和回归模型为基学习器的机器学习模型在空间中确定健康域,并使用模型的不同指标来表征不同位置的泄漏;依据不同指标随时间的变化规律提供泄漏预警信息.针对原始数据采样率及数据传输质量有限的问题,采用了"率"的物理量定义方法和异常数据段剔除方法.测试结果表明,该模型能够监测、定位泄漏位置并提供预警.     

高速列车制动系统减速度设计的综合分析与研究

无论是直通式还是间接式,世界各国高速列车制动系统多采用电空制动来实现。在分析研究国内外高速列车减速度设计的基础上,结合我国高速列车运营模式及电空复合的实际情况,以充分利用黏着、尽量减少制动距离为目标,设计了CRH380B高速列车制动系统紧急制动减速度曲线。根据该曲线,通过系统仿真的方法,确定了制动缸压力。