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。     

关于高速列车紧急制动平均减速度的探讨

对比了国内外高速列车紧急制动减速度,探讨了增大列车紧急制动的可行性.提出了更大限度利用黏着,加用新型非黏着制动方式,并在兼顾车内旅客的舒适性和安全性的前提下,时速300 km及以上的高速动车组理想的紧急制动减速度应在1 m/s2左右.     

高速动车组电空制动系统的建模和参数分析

高速动车组电空制动系统是由气动元件、电子元件和基础制动装置组成的复杂系统。基于现代流体力学的仿真分析软件AMESim建立制动系统中关键气动元件的仿真模型,通过试验数据对仿真模型进行验证和参数修正;将封装的气动元件模型与电子元件模型和基础制动装置进行系统集成,建立单车以及列车级电空制动系统仿真模型。基于列车级电空制动系统仿真模型,对高速动车组电空制动系统参数进行配置和分析,设计高速动车组电空制动系统。在最大常用制动和紧急制动2种工况下对基于仿真模型设计的高速动车组电空制动系统进行验证。结果表明:最大常用制动时减速度仿真值与减速度设计值相符;紧急制动时制动距离试验值为5 670m,仿真计算值为5 795m,相对误差为2.2%,仿真计算值与试验值吻合程度高。     

混合动力动车组制动性能的研究

混合动力动车组制动系统的常用制动采用电制动和空气制动两种制动力实现方式。由于3辆编组,编组少,制动减速度要求大,最大常用制动平均减速度不低于1.0m/s~2(一般为0.8m/s~2),拖车在常用制动时仅有3个轴施加制动力,其中一轴为参考轴,相当于损失掉1/12,而且站间距短制动间隔短,不能超过制动轮盘及闸片的热容量等参数的要求。因此文中研究出混合动力动车组制动系统常用制动(1~7级)各级位下电制动力和空气制动力进行复合分配的策略,而且根据牵引电机的特性曲线合理设计出各级制动力对应的减速度,并且解决了纯空气制动时任何工况下不会超过制动盘和闸片的热负荷能力的要求。     

紧急制动时的舒适度研究

分析了现行列车制动减速度的标准，并利用室内试验和线路试验，结合不同的乘客特征，研究了旅客在列车制动时，对减速度大小的承受能力，指出确定列车制动减速度限值时，要同时考虑安全和舒适度。     

和谐号动车组制动计算方法

为满足轨道交通列车制动系统的设计需要,研究了和谐号动车组制动计算方法。制动计算方法以黏着特性曲线为边界条件,充分考虑了电制动和运行阻力对制动系统的影响,而且结合试验数据计算不同速度阶段和不同载荷下的瞬态参数。基于和谐号动车组制动计算方法,自主开发了制动计算软件,并计算分析了8辆编组动车组的紧急制动性能。     

高速动车组制动减速度监控技术的初步探讨

阐述了高速动车组采用制动减速度监控的必要性及减速度监控技术的基本设计原则。     

地铁列车组动车配置对其性能的影响

详细介绍了地铁列车组中动车所占比例不同对列车组牵引性能、常用电制动性能、轮轨间黏着系数和平均旅行速度的影响;67%动车编组和50%动车编组的轮轨间黏着系数利用相当,全动车编组和67%动车编组的最大起动加速度、最大常用电制动减速度、平均旅行速度相当;从平均旅行速度方面来考虑,最高运行速度在100km/h以下时,50%动车编组是一种比较经济合算的编组。     

CRH型电动车组制动距离计算与监控装置制动模式曲线设计

通过对CRH型电动车组有关制动距离计算参数的分析研究，提出一套基于制动减速度的动车组制动距离计算方法和计算公式，同时对动车组LKJ列车监控装置制动模式曲线设计的有关问题作了论述。     

基于自适应参数估计的列车制动减速度控制

针对列车制动实际减速度有重要影响的不确定参数,提出基于自适应参数估计的新型减速度控制模式。通过硬件在环半实物仿真试验平台进行试验验证。试验结果表明新型减速度控制算法有效提高了制动控制系统对列车运行不确定参数的鲁棒性。当实际闸瓦摩擦系数偏离制动控制系统预设值时,减速度控制器可以估计出闸瓦摩擦系数的实际值,提高了实际减速度对目标减速度的跟踪效果;当列车在坡度为±30‰的坡道上运行时,减速度控制器能估计出坡度值,减速度控制误差由传统非减速度控制模式的±0.3m/s2减小到了±0.1m/s2;在不使用空簧压力信息计算车辆制动质量的情况下,减速度控制器能估计出列车的实际制动质量,获得了类似于传统非减速度控制模式的控制效果,为简化制动系统硬件的气路设计提供了可能。     

地铁列车制动距离及制动减速度相关问题研究

为制定在特殊天气情况下(雾、雾霾)列车出库时的应急预案,以及准确掌握列车在不同初速度下的紧急制动距离,在试车线对西安地铁1、2号线车辆在不同初速度下的紧急制动距离进行测试。对测试结果进行理论分析与现场验证,得出:在制动系统相同的情况下,制动初速度越大,空走时间对制动减速度的影响就越小,平均减速度越接近瞬时减速度,在同等制动级位下,纯空气制动和电控混合制动虽然均满足减速度要求,但减速度值大小不尽相同;在制动系统不同的情况下,制动供货商设计和确定的系统减速度下限值、闸瓦材质、空走时间、所选的理论计算模型,以及外界测试工况对制动减速度和制动距离均有影响。     

动车组旅客舒适度与制动控制

制动减速度和制动冲动是影响动车组乘客舒适度的重要指标。我国和谐号动车组规定了制动冲动限制的极限值为0.75m/s3、常用制动减速度≤1.0m/s2的参考舒适度要求。本文论述制动控制与参考舒适度的关系,介绍了动车组制动系统减速度及制动冲动控制原理,从而保证了制动时的乘坐舒适度要求。     

试论CRH2型高速动车组制动系统特征及改进建议

高速动车组与内燃、电力机车等传统牵引动力设备有显著区别,其控制、制动系统的设计理念体现出操作简便和导向安全的原则,在转向架结构、车体轻量化、列车动力分配、电传动控制技术、列车信息网络及制动系统都包含独特的核心技术。现对CRH2型动车组制动系统特性谈一些粗浅的看法。一、制动模式针对性强,趋于智能化CRH2型动车组的制动系统具有多种制动控制方式,可以满足不同运行条件下对列车制动的需求。行车中,动车组制动控制装置能接受列车信息网络或司机操纵动作等指令,进行常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。1.常用制动特性。常用制动的制动力共分为7级,行车操纵中使用机会最多。系统在制动时自动进行延迟充气控制,M车(动车)上产生的电气再生制动除满足本车制动力要求外,多余制动力用来代替T车(拖车)的一部分制动力,T车制动力不足时则由其空气制动力补充,从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元)所需要的制动力,并实现和保持规定减速度。另外制动系统还具有空、重车载荷适应功能,制动力能够自动按需变化,维持一定的减速度。2.快速制动特性。动车组的快速制动功能,具有比常用制动高1.5倍的制动力。在司机操作制动手柄...     

动车组超低黏着轨面制动防滑性能试验研究

基于试验动车组在干燥轨面、常规低黏着轨面和超低黏着轨面的制动防滑性能试验,对比分析结果表明,相对于干燥轨面,试验动车组在超低黏着轨面的制动距离过多延长,总风消耗量过大,有一定的安全风险。结合相关黏着控制理论及试验数据,分析试验动车组防滑控制不适应超低黏着轨面的原因,进而研究制订以降低减速度检测灵敏度、缩短滑行检测后阶段排气时间、增加滑行恢复充气控制条件为主要优化措施的防滑控制方案。优化后的防滑控制能有效提高超低黏着条件下的黏着利用水平,初速度160km/h的紧急制动距离缩短56%,总风压力可维持在正常压力范围。试验结果对动车组防滑理论研究、防滑控制设计及其优化有重要的指导意义。     

高速铁路列车制动曲线速度分段方法

针对使用欧标法计算列车制动曲线时速度分段个数多带来的负面影响,提出1种减速度曲率分段与等间隔分段相结合的速度分段方法。采用3点求曲率方法,计算所有基本速度分段点的减速度曲率,将其突变点作为分段点,得到基于减速度曲率的速度分段;然后在高速阶段跨度较大的速度分段内,再进行等间隔速度分段,得到最终的速度分段。以CRH 380AL高速动车组为例,基于该型动车组的车辆制动参数,按本文方法分别进行2等份和3等份等间隔速度分段并计算制动曲线,与采用基本速度分段计算得到的制动曲线对比制动距离偏差绝对值。结果表明:本文方法能够以较少的速度分段计算得到较高精确度的列车制动曲线,且在列车制动曲线计算结果的精确度和计算效率之间取得良好平衡,在保证列车运行安全的同时,不会降低列车运行效率。     

我国铁道列车紧急制动距离限值核定原则的探讨

列车紧急制动距离限值涉及列车制动限速、信号机布置、速度监控模式等相关重大技术问题,并受粘着条件、非粘制动介入程度以及制动减速度等条件限制。基于列车动能与列车制动力功(含阻力功)相等的条件,建立了普遍的铁道列车紧急制动距离限值的核定原则及计算模式,分析与选择了回转质量系数、制动粘着系数、粘着系数利用程度、列车单位基本阻力、非粘制动比例系数、安全距离、制动空走时间以及制动减速度等相关参数。描述并阐明:我国制动粘着系数公式(湿轨)可扩展应用于更高速度范围;粘着系数利用程度因制动装备技术水平而异;非粘制动比例系数可达20%～40%;旅客列车的紧急制动平均减速度宜控制在0 08g～0 1g以内,最大不宜超过0 12g,货物列车的紧急制动平均减速度可按旅客列车的60%～70%考虑。推荐的核定原则与计算模式适用于所有轮轨系列车。     

动车组列车制动系统的Hammerstein模型及其参数辨识方法

针对动车组列车制动系统的非线性及其在ATO中的重要性,从控制和动力学角度提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型。根据制动指令信号的流向介绍动车组列车制动系统的工作过程;分别考虑系统各环节,用经过曲线拟合得到的静态非线性函数描述动车组列车制动特性表,用延时环节描述制动指令信号传输和制动控制器动作的延时,用两个一阶线性环节分别描述制动力反馈调节过程和动车组列车减速度冲动缓解过程,提出动车组列车制动系统的Hammerstein模型;并介绍了思维进化算法辨识模型参数的方法。最后以CRH2型动车组为仿真对象验证模型和参数辨识方法的有效性。     

一种使地铁列车安全通过长大坡道和小曲线线路的方法

基于在实际线路中露天的长大坡道和小曲线会同时存在的事实,以实际项目为依托,引入了通过微制动、限速控制使列车安全通过长大坡道与小曲线重叠的复杂露天线路的方法。通过对微制动减速度值、限速值及黏着系数的分析计算,结合实车的试验验证,确定了该方法的有效性和可行性。     

高速动车组制动距离及制动减速度参数研究

我国现有动车组技术条件规定了速度350km/h及以下速度等级动车组的制动距离,对于更高运行速度的动车组,国内外均还未有制动减速度参数和制动距离标准。由于动车组的制动动能与速度的平方成正比,动车组在更高运用速度时,施加空气制动会产生更大的热负荷,现有的制动盘的耐热裂性能和抗热衰退性能无法满足。在分析速度350km/h中标准动车组的制动距离、控制减速度等参数基础上,讨论了初速度400km/h的制动距离参数,对于初速度400km/h的纯空气紧急制动EB和UB,分别提出两种制动控制减速度方案,并进行了热负荷计算和制动距离校核,对比之后,给出了合理的方案建议。     

浅谈地铁制动控制与列车冲动

地铁的稳定性和舒适度正受到越来越多的重视.通过分析国内外关于列车冲击的相关标准,提出采用减速度和冲击率来评价列车冲动.研究地铁列车制动减速度与列车冲击率之间的关系,提出了针对地铁制动系统空气制动和复合制动的制动控制方法.