動車組制動系統空重閥仿真分析

張 晶

（吉林鐵道職業技術學院，吉林 132200）

為研究動車組空重閥的性能，之前已經在AMESim軟件平臺上建立了空重閥的仿真模型，現對其進行參數分析。

1 靜態性能

圖1中的曲線1、2、3是空重閥在負載均衡閥輸出壓力分別為5bar、5.5bar、6bar下的靜態響應曲線。

圖1 空重閥靜態響應曲線

從圖中可知空重閥的輸出壓力基本保持在4.13 bar、4.52 bar、4.88 bar的恒定值。隨負載均衡閥輸出壓力的增大，其響應時間變長，分別為0.66s、0.77 s、1.1s。經過計算，空重閥輸出壓力的最大誤差也是隨負載均衡閥輸出壓力增大而增大，分別為0.48%、0.66%、1.43%。

2 動態性能

設定在2 s處，負載均衡閥的輸出壓力由5.5 bar變為6 bar，如圖中曲線1所示。經過緊急電磁閥和梭閥進入空重閥的制動指令為9 bar。

圖2 負載均衡閥輸出壓力曲線和空重閥動態響應曲線

圖2中曲線2為空重閥在負載均衡閥輸出壓力階躍變化下的階躍響應。空重閥的輸出壓力由4.53 bar變為4.88 bar，其過渡時間為1.2 s。從圖中看出，所建立的空重閥模型可根據負載均衡閥輸出壓力變化自動調節其輸出壓力。

3 進氣孔參數

設定進入空重閥的制動指令為9 bar。在保證其他條件一致的前提下，將進氣孔孔徑分別設置為5、6、7、8 mm四種情況。

圖3為進氣孔孔徑對空重閥輸出壓力的影響，其中曲線 1、2、3、4 的進氣孔孔徑分別為 5 mm、6 mm、7 mm、8 mm。由圖可知，隨著進氣孔孔徑的增大，空重閥響應時間變快，但是在進氣孔孔徑為7 mm和8 mm時，空重閥出現輸出壓力超調過大的現象。在進氣孔孔徑為6 mm時，空重閥既可以滿足響應時間快，并且不會出現壓力超調過大的現象，如曲線2所示，是較為合適的進氣孔孔徑。

圖3 不同進氣孔徑下的空重閥輸出壓力曲線

4 排氣孔參數

設定進入空重閥的制動指令為9 bar。在保證其他條件一致的前提下，將排氣孔孔徑分別設置為5 mm、6 mm、7 mm、8 mm四種情況。

圖4 不同排氣孔徑下的空重閥輸出壓力曲線

圖4為排氣孔孔徑對空重閥輸出壓力的影響，其中曲線1、2、3、4排氣孔孔徑分別為5 mm、6 mm、7 mm、8 mm。由圖可知排氣孔孔徑不同，空重閥響應時間相差不大。但排氣孔孔徑為5 mm時，出現輸出壓力超調過大的現象，6 mm時輸出壓力會變小，相比之下，在7mm時輸出壓力會保持不變。

綜上可知，進、排氣孔的大小對空重閥的輸出壓力有一定的影響，并且通過仿真分析找到了較合適的進氣孔和排氣孔，其孔徑分別為6 mm和7 mm。

5 結語

通過仿真分析可知，進、排氣孔的大小對空重閥的輸出壓力有一定的影響，并且通過仿真分析找到了較合適的進氣孔和排氣孔，其孔徑分別為6 mm和7 mm。