列车管局部减压对重载列车纵向冲动影响仿真研究

阀 弹 簧 对 列 车 制 动 特 性 和 纵 向冲 动 的影 响 。常 用 制 动 时 ， 一段局减 孔面积增 加 ９ Ｏ ， 尾 车 列 车 管 排 气 时 间 减 少 约 ７ ％， 尾 车 制 动 缸 达 到平 衡 所 用 时 间 减 少 约 ｌ Ｏ ， 最 大压钩力 减小 ３ ． ３ ０ ～４ ． ８ ４ 。二 段 局 减 孔 面 积 对 列 车 制 动
弹力 对 重 载 列 车 车 钩 力 影 响 最 大 ， 局 减 阀 弹 簧工 作 弹 力 越 大 ， 车钩力 越小 ； 一段局 减孔径 对车钩力影 响次之 ， 孑 Ｌ 径 越大 ， 车 钩 力 越 小 。二 段 局 减 孑 Ｌ 径 对 车 钩 力 影 响 很 小 。该 研 究 为 重 载 列 车 用 新 分 配 阀 的设 计 和 发 展 提 供 了 方 向 。 关 键 词 重 载 列 车 ； 局 部 减压 ； 制动特性 ； 纵 向 冲 动
中图分类号 ： Ｕ２ ６ Ｏ ． １ ７ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ４
重 载运输 已成 为 世 界铁 路 货 物 运 输 的 主要 发 展 方 向， 列 车 编组 加长 和轴 重增 加是 重载 运输 的主要 发 展模 式 。然 而 ， 列 车编 组加 长和 轴重 提升 使列 车 的 纵 向冲 动 激增 ， 过 大 的纵 向冲动 引起 车钩 断裂 、 列 车脱 轨 等 事故 ， 给列 车 行车安 全 带来威 胁 。 制动 过程 是重 载列 车 高冲动水 平 主 要发 生 工 况 ， 列 车 中各 车辆制 动 能力不 一致 是纵 向冲动 根 源 ， 因此 要 获 得准 确 的列车 纵 向冲动 仿真 结果 ， 作 为激 励输 入 的制动 特性 需要 准确 ， 特 别是对 于 多机 车不 同步 动作 的组 合列 车 以及具 有列 尾 装 置 的列 车更 加 重 要 。制 动 特性 仿 真 工作 是列 车纵 向动力学 仿真 工作 的有 机 组成 之 一 ， 文献 ［ １ — ２ ］ 开发 了 Ａ Ｂ Ｄ 和 ＡＢ Ｄ Ｗ 阀模 型 ， 应 用 于 单 编列 车 制动 特性 预测 ； 文献 ［ ３ ］ 用模 型研究 了列 车管 减 压特 性 ， 测制 动 系统性 能 ， 并且应 用 于参 数 研 究 中 ； 文献 ［ ５ — ６ ］ 对 欧洲 短 编组 ＵＩ Ｃ制 动 系统 列 车进 行 了仿 真 研 究 ； 文 献 ［ ７ ］ 在 制 动系 统 模 型 中考 虑 了热 传 导 ， 使 用 有 限元 方 法
最 大车 钩力 。
在制 动波 速不 变 的条件 下 提 高 列 车 后部 车辆 制 动 能力 最有 效 的方法 是提 高后部 车辆 制 动缸 升压 速度 ， 而 制 动缸升 压速度 受列 车 管减压 速度 的控 制 ， 列车 管 减压 速度 越快 ， 制 动缸 升 压 速度 越 快 ， 因此 如 果 能 够加 快 后 部列 车管 减压 速度 就能够 提 升其制 动 缸升 压速 度 ， 也就
列 车管 局 部减 压对 重 载 列 车纵 向冲 动影 响仿 真 研 究
王冠超 ， 魏 伟
（ 大连 交通 大学 辽 宁省载 运工 具先 进技 术重 点 实验 室， 辽 宁大连 １ １ ６ ０ ２ ８ ）
摘 要 应 用 重 载 列 车 空 气 制 动 与 纵 向动 力 学 联 合 仿 真 系统 ， 分析了常用制动时 ， 一段局减孔 、 二段局减 孑 Ｌ 和 局 减
上， 仿 真研 究分 配 阀一 段 、 二段 局 部 减 压 参数 对 列 车 管
减压 速度 以及列 车 纵 向冲动 的影 响 ， 为提 升后 部 车辆 制
求解 气 体 流 动方 程 ； 文献 ［ ８ ］ 将 制 动 系 统与 纵 向动力 学
研究 联合 在一 起 进 行 数 值仿 真 分 析 。国 内应 用 数 值 仿 真技术 始 于 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年代 初 期 ， 文献［ ９ — １ ４ ］ 相 继开 发 了管 路模 型 ， 阀结 构 模 型 以及 整 车 的制 动 系 统 模 型 ， 在
文献 ［ １ ５ ］ 研究 表 明长 大 重 载列 车 制 动 过 程 中一 般 最 大车钩 力 为挤压 力 ， 挤 压力 主要成 因是列 车制 动 的不 同步性 ， 由后 部车 辆 前 涌 ， 前 部 车辆 阻 止 后 部 车辆 前 涌 而形 成 的较 大车 钩 力 。产 生 这种 现象 的原 因 是后 部 车 辆 制动能 力弱 于前 部车 辆 ， 因此提 高列 车后 部 车辆 制动 能力 有可 能会 降低 后部 车辆前 涌 的趋 势 ， 最 终 降低 列车
是提 升 了后部 车辆 制动 能力 。１ ２ ０ － １阀就是 在 １ ２ ０阀基
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提 升 了后 部 车辆 的列 车 管减 得 到 了试 验 难 于实 现 的有价 值 结 论 ； 文献［ ４ ］ 用 模 型预 础上 增加 了常 用加 速功 能 ， 压速 度 。本文 分析 在 不 附 加任 何 分 配 阀 功 能模 块 基 础
第 ３ ３卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 ８月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ Ｌ ＯＣＣ ｌ Ｍ ＯＴＩ ＶＥ ＆ ＣＡＲ
Ｖｏ １ ． ３ ３ ＮＯ ． ４
Ａｕｇ ． ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ １ ７ —０ ６
特性 和纵 向 冲 动 影 响 很 小 。局 减 阀 弹 簧 工 作 弹 力 从 ３ ５ ． ８ Ｎ增加 到 ９ Ｏ ． ８ Ｎ时 ， 尾 车 列 车 管 排 气 时 间减 少 １ Ｏ ． Ｏ ４
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ｌ ８ ． ２ ４ ％， 尾 车制动缸达到平衡的时间减少 １ ９ ． ２ ５ ％～３ ４ ． ４ ３ ， 压 钩力 减小 ３ ． ３ ０ ～１ １ ． ６ ３ 。 局 减 阀 弹 簧 工 作