動車組制動系統空重閥建模分析

張 晶

（吉林鐵道職業技術學院，吉林 吉林 132200）

動車組在空車和重車時，車輛載重變化較大，所以空重閥是制動系統中的關鍵部件之一。其作用是根據負載均衡閥輸出的壓力變化，調節進入中繼閥的預控壓力，從而保證車輛在不同載重下的制動率不變，防止出現重車工況下制動力不足或空車工況下制動力過大而造成輪對擦傷等現象，提高列車運行安全性。本文利用AMESim 仿真平臺，對空重閥進行研究，建立其仿真模型。

1 空重閥的結構

空重閥結構如圖1 所示，主要由壓力作用部、平衡部以及壓力給排部等組成。壓力作用部包括偏置彈簧1、偏置膜板2、隨重膜板3 和隨重活塞4。平衡部包括平衡彈簧5、平衡閥桿6 和平衡膜板7。壓力給排部分為進氣和排氣兩部分，進氣部包括緩解閥活塞8 和緩解閥彈簧9，排氣部包括平衡閥活塞10 和平衡閥彈簧11。

圖1 空重閥結構圖

2 空重閥工作原理

常用制動工況下，制動控制計算機（下稱BCU）控制緊急電磁閥失電，BCU 發出的制動指令經EP 閥轉換為氣指令，經緊急電磁閥、梭閥和空重閥，作為中繼閥預控壓力指令。在此過程中，EP 閥輸出的控制壓力是由BCU 根據車輛的負載、車速和制動要求給出的，EP 閥的輸出壓力不會超過空重閥的限制壓力，所以在常用制動時空重閥僅起到以防EP 閥控制失靈時的保護作用。

緊急制動工況下，BCU 控制緊急電磁閥得電，來自總風管的壓力空氣通過緊急電磁閥和梭閥直接進入空重閥，空重閥根據負載均衡閥的輸出壓力變化，自動調整中繼閥的預控壓力。

3 空重閥模型建立

根據空重閥的工作原理，在AMESim 仿真平臺上對應空重閥的3 個組成部分，建立如圖2 所示的仿真模型。

圖2 空重閥AMESim 仿真模型

空重閥仿真模型中的Ⅰ壓力作用部，用于接受來自負載均衡閥的壓力。其中1 是偏置彈簧，用于調整負載均衡閥的輸出壓力與空重閥輸出壓力的關系；2 用于模擬負載均衡閥輸出壓力；3 是由偏置膜板和平衡膜板形成的腔體，用于接收來自負載均衡閥的壓力指令。Ⅱ平衡部，將壓力作用部的作用壓力傳遞給壓力給排部。模塊4 用于表示平衡閥桿和平衡彈簧座相互嵌套的關系，其中的表示平衡閥桿，表示平衡彈簧座，用于調節平衡彈簧的位置；5 是平衡彈簧；6是平衡膜板，通過膜板變形控制進氣和排氣過程。Ⅲ壓力給排部，分為進氣部分和排氣部分，其中進氣部分主要是緩解閥9，模擬的是有彈簧和進氣孔的活塞；排氣部分是平衡閥彈簧7 和排氣孔10，平衡閥8 將進氣部分和排氣部分聯系起來，其中 連接緩解閥，屬于進氣部分，連接排氣孔，屬于排氣部分。11 是模擬壓力輸入端，即來自梭閥的制動氣指令；12 是壓力輸出端，即進入到中繼閥的預控壓力。

表1 空重閥仿真模型主要參數

根據空重閥的實測參數，設定空重閥仿真模型的各技術參數。

4 結 語

通過對空重閥原理的分析，可以在AMESim 平臺上建立空重閥的仿真模型，該模型能夠較好的反映出空重閥的性能，并且可以為進一步仿真分析打基礎。