基于神经网络的自动空气制动系统仿真研究

通过分析空气制动试验数据研究10 000 t重载列车空气制动系统的空气传递特性,提取影响空气制动系统关键部件(列车管、副风缸和制动缸)的神经网络特征,建立一种基于神经网络的自动空气制动系统仿真模型。将模型作为制动激励输入纵向动力学模型,并将纵向动力学模型的预测结果与浩吉西峡东站—襄州北站铁路10 000 t重载列车的实际运行结果进行对比验证。研究结果表明:10 000 t重载列车的制动和缓解信号从机车向远端车辆传递,随着传递距离增加,传递速度几乎不变,但传递强度有所衰减;基于神经网络的制动系统仿真模型能预测10 000 t重载列车常用制动减压50 kPa工况的列车管、副风缸和制动缸风压变化,预测精度高达99.9%,在相同计算步长下,计算效率较传统的流体力学仿真模型提升了2 938倍,具有广阔的工程应用前景。

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。

朔黄铁路重载列车电控空气制动试验研究

重载列车的制动技术是重载运输发展的关键。针对国内朔黄铁路,对重载列车电控空气制动系统进行试验研究,比较分析有无电控空气制动系统作用下列车制动系统的性能指标。实验结果显示:电控空气制动系统性能指标达到设计要求,在缓解车钩作用力、同步列车管及制动缸压力和缩短制动距离等方面具有明显的优势,该电控空气制动系统能够保证重载长、大列车运行的安全性。

2万t重载列车车辆数量对纵向冲动的影响研究

文章根据纵向动力学理论,建立2万t重载列车纵向动力学仿真模型,研究车辆数量对列车纵向冲动的影响,给出长、短编组混编建议。同时,基于同步减少前后部车辆数量、仅减少前部车辆数量与仅减少后部车辆数量等3种情况(后2种情况可视为长、短编组混编),计算列车空气制动延时、缓解延时和循环制动工况下的最大车钩力。结果表明:对于“1+1+可控列尾”编组形式的2万t重载列车,同步减少前后部车辆数量可有效降低列车缓解过程中的缓解延时和最大车钩力;当仅减少前部列车车辆数量时,最大缓解延时变化较小,无法有效降低纵向冲动;而减少后部列车车辆数量可有效降低最大缓解延时,对减小纵向冲动具有十分显著的效果,对重载列车编组优化有一定指导意义。因此,对于长、短编组混编情况,将短编组编至长编组后可有效降低列车运行的纵向冲动。

拖拉机挂车气制动系统设计

介绍了拖拉机挂车气制动系统的通用要求,阐述了储气筒、空气压缩机和卸荷阀的设计要点。分别从储气筒、刹车阀、卸荷阀、空气压缩机出气管和气制动管路等方面介绍挂车气制动系统的布置原则。介绍了管路直径、材料选取规范,对管路固定和连接、软管布置、零部件通用化进行说明。

编组方式对3万吨重载列车循环制动工况纵向冲动的影响

为研究3万吨重载列车合理的编组方式,文章基于纵向动力学与气体流动理论,建立3万吨重载列车纵向动力学模型,利用该模型分析不同编组方式列车空气制动系统传递特性;在此基础上,选取3种典型运行线路,仿真分析不同编组方式列车循环制动工况下的纵向冲动。结果表明:列车长度会影响列车空气制动系统同步性能,尾部添加机车可以有效提升制动同步性,相较于传统尾部列尾装置,缓解延迟时间减少约58.8%;纵向冲动由列车制动不同步性及坡道差共同作用产生,列车循环制动通过V型坡时,坡度差不应超过10.5‰;“八轴机车+108辆C80+八轴机车+108辆C80+八轴机车+108辆C80+八轴机车”的编组方式在各线路条件下纵向冲动均保持较低水平,可为后续3万吨重载列车试验及常态化运营的编组选择提供参考。

重载组合列车空电联合制动施加时机匹配策略研究

重载列车在长大下坡道运行时需采用空气制动和机车电制动配合使用的空电联合制动模式,以保证列车有足够大的制动力,从而避免加速过快。因重载列车质量大,且该制动方式有可能造成车钩力叠加,导致产生更大的纵向冲动,严重时会威胁列车运行安全。加之重载组合列车为分布动力模式,从控机车作为空气制动信号传播源和动力制动源之一,导致其相较单编列车受力更为复杂。文章基于空气流动理论和多刚体动力学原理,建立了万t和2万t重载组合列车仿真模型,分析了空电联合制动施加时机匹配策略对纵向冲动的影响,并提出了可减小纵向冲动的施加策略。结果表明,通过调整空气制动和电制动的配合施加时机,可避免空气制动以及电制动产生的压钩力峰值叠加,或使空气制动产生的拉钩力抵消电制动产生的部分压钩力,有效降低列车的车钩力水平,为重载组合列车优化制动策略提供了理论依据和数据支撑。

商用车电控空气干燥器系统仿真分析及应用

为提升商用车气制动系统安全性及智能化控制水平,分析了电控干燥器的工作原理,提出以空气再生气耗比作为干燥效能评价指标,通过建立干燥器整车仿真模型,研究了机械干燥器和电控干燥器的干燥效能差异,结合车辆贮气筒压缩空气的露点降实测结果验证了电控干燥器的性能优势,分析了电控干燥器在预防制动管路结冰、节省燃油、预见性维修保养方面的技术优势。

基于三维模型的铁路工程车空气制动系统管路设计

为了高效、准确设计空气制动系统管路,以采用JZ-7型空气制动机的工程车用空气制动系统为例,介绍空气制动系统组成和工作原理。依据空气制动系统原理图,采用基于三维布管模型的布管设计方法,设计空气制动系统三维图,生成布管工程图,并在JJC型接触网检修作业车上装车验证。验证结果表明,采用基于三维布管模型的布管设计方法设计的布管工程图准确,利用布管工程图进行管路装配施工,能提高现场装配效率,减少管路干涉。

某A型地铁车辆干燥轨面制动滑行分析与试验研究

针对某A型地铁车辆在干燥轨面条件施加纯空气制动过程中出现的滑行现象,文章开展了相关分析与试验研究,通过对静态制动推出力等参数的测试验证、动态制动试验的开展,以及滑行数据的分析与规律总结,得出导致车辆滑行的原因是轮轨间进入了一定量的闸瓦粉尘,并对闸瓦粉尘影响车辆滑行的过程进行分析论证,提出解决措施。

基于故障诊断和排查的单车试验思路探讨

空气制动机是铁路货车的重要组成部分,为列车的安全运行提供保障。随着货车检修技术的提升,空气制动机故障日渐凸显,快速诊断和排查故障成为提升检修效率的重要措施。文章以货车空气制动机单车试验故障为研究对象,分析制动机的作用原理、试验内容和试验装备,提出故障诊断和排查方法,以实现单车试验故障的快速诊断和排查,提高检修效率,保证列车安全运行。

基于宽体自卸车发动机空压机不同取气位置对空压机性能研究

制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。而制动系统中最主要的零部件就是空压机,空压机通过发动机驱动在打气过程中向气瓶中充气,以满足整车的刹车需求,保证整车的行驶安全。然而近年来空压机故障率不断攀高,为整车安全性运行带来了极大隐患,本文通过研究空压机不同取气位置对空压机性能影响,为空压机性能优化提供试验依据。

城市轨道车辆车内噪声的来源及控制

本文根据轨道车辆噪声源的不同共介绍了6种噪声,并着重介绍了在车辆运行时、制动时、静止时对车内噪声贡献最大的三种噪声来源(轮轨噪声、制动噪声、空调噪声)。通过对三种噪声的产生、传播途径及控制方式等方面的探究,得出可以通过主动降噪(对制动盘及闸片进行表面处理、在轨道及车轮上增加阻尼、优化通风管道结构等)降低车内噪声。同时,在声音传播过程中降低制动噪声级轮轨噪声的方式主要有:加装车底次地板、选用塞拉门、加装隔音吸引防寒材、喷涂阻尼浆等。

商用车气制动系统充气特性分析

重型商用车的气制动系统在整车中属于安全项,其特定条件下的特性有时容易被设计者忽视。文章以气制动系统为研究对象,通过基本的计算分析当车辆因各种原因导致各储气室残压存在差异时,四回路保护阀内部元器件的受力,以及通过基本的气压测试试验,观察各储气室残压存在差异时充气压力与时间的对应关系。结果表明,带有四回路保护阀的气制动系统与普通的气制动系统在特定条件下充气特性明显不同:残留气压越小的储气室越不容易充气,反而残留气压越大的储气室充气优先。希望文章的研究结果能给设计者带来一定的启示,以避免气制动相关问题的发生。

地铁车辆制动系统压缩空气湿度检测装置的设计

为避免压缩空气含水量过多造成的问题,采用集成设计思想,设计了地铁车辆制动系统压缩空气湿度检测装置。介绍了湿度检测原理,给出了湿度检测装置与主风管的连接形式,并分析了检测逻辑和数据输出与处理方法。

104型客车空气分配阀漏泄速率的探讨

当全车制动管系统保压1 min漏泄量大于5 kPa时,在制动保压位工作风缸漏泄量小的车辆的制动缸压强将继续上升,而工作风缸、容积室或制动缸漏泄速率超标的故障则容易被掩盖。针对以上问题,文章提出了通过制动管、副风缸、制动缸三条压强曲线的对比关系来判断漏泄点的方法。

基于强化学习的重载组合列车长大下坡操纵优化研究

针对2万t重载组合列车在长大下坡区段列车纵向冲动大,以及连续循环空气制动操纵困难的问题,文章基于数据驱动算法,设计了一种适用于长编组重载组合列车的长大下坡区段操纵优化方法。该方法考虑了不同列车间、同一列车不同制动系统状态间空气制动特性的差异,利用神经网络对列车在不同操作状态下的空气制动性能变化规律进行学习,得到空气制动力预测模型;而后基于强化学习设计重载组合列车操纵优化算法,以速度跟随性为目标建立奖励函数,考虑列车牵引/电制动特性、列车管制动及缓解时间、限速、运行平稳性等约束条件,应用强化学习方法开展重载组合列车长大下坡操纵策略优化。基于实车数据验证空气制动仿真模型与操纵优化算法的可行性与合理性。结果表明,文章建立的空气制动力预测模型对列车运行中空气制动系统性能具有良好的预测作用,优化操纵控制策略相较于司机驾驶能够有效地减小列车运行中的纵向冲动与最大车钩力,保障列车运行安全。

无线重联系统通信状态对重载列车影响及操纵研究

当无线重联系统发生通信延时和通信中断时,列车制动和缓解性能会受到严重影响,威胁行车安全。针对神朔铁路新开行的2台神12交流机车牵引132辆C64的万t重载组合列车,文章采用基于空气流动理论和多刚体动力学的仿真方法,系统分析了在通信延时和通信中断的情况下列车的制动缓解特性、制动性能和车钩力水平,并研究了通信中断时的操纵办法。结果表明,随着通信延时的增加,列车管排风时间、再充风时间、车钩力、制动距离增加,列车制动和缓解的同步性下降。从从控机车对列车制动/缓解同步性的提升程度,以及循环制动时列车运行安全性的角度出发,通信延时应小于6 s。当通信中断时,列车管排风和再充风时间增加,制动波和缓解波仅由主控机车向后传播,制动和缓解同步性下降,加之从控机车未施加电制动力,导致通信中断的列车在缓解时的拉钩力显著增加,其最大拉钩力增加了93.9%。通信中断的列车采取先减压50 kPa,再追加减压至目标值的制动方法,产生的最大压钩力相较于一次性减压至目标值的操纵方法显著降低;当目标减压量为60~100 kPa时,追加减压的操纵方法相较于一次性减压的操纵方法优势更为明显,并且产生的最大压钩力小于900 kN。

考虑制动性能差异的重载列车模式化操纵方法

重载列车在长大下坡道循环制动时,空气制动的性能差异较大、列车纵向冲动较大,偶发断钩事故,给机车乘务员操作造成极大困难。以LKJ2000机车运行监控装置记录的朔黄铁路数据和相关线路条件为基础,建立重载列车牵引计算模型,对不同制动性能的列车提出相应的优化操作方案。采用理论分析与现场运用需求相结合的研究方法,分析重载列车长大下坡线路操作规程,并基于重载列车空气制动线路的试验数据模型,以50 kPa减压量下的空气制动性能为基准,计算不同制动速度下的空气制动等效效率;以具体案例为对象,分析不同操作方案对列车运行速度曲线变化的影响规律,并在此基础上,以列车安全运行、避免停缓为目标,根据制动时的速度变化判断空气制动效率,对列车操作控制策略进行优化。经过大量仿真计算和数据分析,提出“北大牛—原平南”区间不同空气制动操作方案的判断条件,并制定相应的优化操作示意图,为重载列车安全高效地运行提供理论支撑。

ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动影响仿真研究

3万t重载列车是目前国内重载运输行业的重点研究对象,ECP方式是降低重载列车车钩力的重要手段。文章针对3万t重载列车,采用仿真方法研究了ECP电控信号传播方式的传播特性、列车制动能力和纵向冲动水平。研究表明,在3种ECP电控信号传播方式下,列车电控装置动作时间差为2.66~3.97 s,列车中制动缸活塞伸出时间差为2.80~3.80 s, 3种方式下列车制动能力差异不大,制动过程中产生车钩力最小的ECP传播方式为主控机车发送ECP信号的同时从控机车向前后发送ECP信号,紧急制动时最大车钩力为-1 565 kN。通过探究ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动的影响,可为3万t列车电空制动方案设计提供参考。