動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)空重閥建模分析

張 晶

（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 吉林 132200）

動(dòng)車(chē)組在空車(chē)和重車(chē)時(shí)，車(chē)輛載重變化較大，所以空重閥是制動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一。其作用是根據(jù)負(fù)載均衡閥輸出的壓力變化，調(diào)節(jié)進(jìn)入中繼閥的預(yù)控壓力，從而保證車(chē)輛在不同載重下的制動(dòng)率不變，防止出現(xiàn)重車(chē)工況下制動(dòng)力不足或空車(chē)工況下制動(dòng)力過(guò)大而造成輪對(duì)擦傷等現(xiàn)象，提高列車(chē)運(yùn)行安全性。本文利用AMESim 仿真平臺(tái)，對(duì)空重閥進(jìn)行研究，建立其仿真模型。

1 空重閥的結(jié)構(gòu)

空重閥結(jié)構(gòu)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(jìn)氣和排氣兩部分，進(jìn)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(jié)構(gòu)圖

2 空重閥工作原理

常用制動(dòng)工況下，制動(dòng)控制計(jì)算機(jī)（下稱(chēng)BCU）控制緊急電磁閥失電，BCU 發(fā)出的制動(dòng)指令經(jīng)EP 閥轉(zhuǎn)換為氣指令，經(jīng)緊急電磁閥、梭閥和空重閥，作為中繼閥預(yù)控壓力指令。在此過(guò)程中，EP 閥輸出的控制壓力是由BCU 根據(jù)車(chē)輛的負(fù)載、車(chē)速和制動(dòng)要求給出的，EP 閥的輸出壓力不會(huì)超過(guò)空重閥的限制壓力，所以在常用制動(dòng)時(shí)空重閥僅起到以防EP 閥控制失靈時(shí)的保護(hù)作用。

緊急制動(dòng)工況下，BCU 控制緊急電磁閥得電，來(lái)自總風(fēng)管的壓力空氣通過(guò)緊急電磁閥和梭閥直接進(jìn)入空重閥，空重閥根據(jù)負(fù)載均衡閥的輸出壓力變化，自動(dòng)調(diào)整中繼閥的預(yù)控壓力。

3 空重閥模型建立

根據(jù)空重閥的工作原理，在AMESim 仿真平臺(tái)上對(duì)應(yīng)空重閥的3 個(gè)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(lái)自負(fù)載均衡閥的壓力。其中1 是偏置彈簧，用于調(diào)整負(fù)載均衡閥的輸出壓力與空重閥輸出壓力的關(guān)系；2 用于模擬負(fù)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(lái)自負(fù)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(guān)系，其中的表示平衡閥桿，表示平衡彈簧座，用于調(diào)節(jié)平衡彈簧的位置；5 是平衡彈簧；6是平衡膜板，通過(guò)膜板變形控制進(jìn)氣和排氣過(guò)程。Ⅲ壓力給排部，分為進(jìn)氣部分和排氣部分，其中進(jìn)氣部分主要是緩解閥9，模擬的是有彈簧和進(jìn)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(jìn)氣部分和排氣部分聯(lián)系起來(lái)，其中 連接緩解閥，屬于進(jìn)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(lái)自梭閥的制動(dòng)氣指令；12 是壓力輸出端，即進(jìn)入到中繼閥的預(yù)控壓力。

表1 空重閥仿真模型主要參數(shù)

根據(jù)空重閥的實(shí)測(cè)參數(shù)，設(shè)定空重閥仿真模型的各技術(shù)參數(shù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)空重閥原理的分析，可以在AMESim 平臺(tái)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(jìn)一步仿真分析打基礎(chǔ)。