制動(dòng)特性對(duì)重載列車(chē)縱向沖動(dòng)影響的比較

魏偉，于海龍

(大連交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與工程學(xué)院，遼寧 大連 116028)*

0 引言

重載列車(chē)因縱向沖動(dòng)過(guò)大導(dǎo)致的斷鉤、脫軌事故時(shí)有發(fā)生，因此針對(duì)重載組合列車(chē)縱向沖動(dòng)的研究十分必要［1］.采用試驗(yàn)方法無(wú)疑能直接得到真實(shí)結(jié)果，但是重載列車(chē)編組較長(zhǎng)，所需試驗(yàn)費(fèi)用高昂，而且受試驗(yàn)條件的限制，無(wú)法大規(guī)模的推廣;此外，通過(guò)試驗(yàn)方法得到的結(jié)果離散性較大，單憑一兩次的試驗(yàn)結(jié)果很難說(shuō)明問(wèn)題與規(guī)律;針對(duì)一些極限工況以及還未應(yīng)用的新設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)，試驗(yàn)方法還存在一定的局限性.列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)仿真研究是通過(guò)模型化列車(chē)系統(tǒng)，模擬列車(chē)在各種工況下的運(yùn)行狀態(tài) .這一方法以其經(jīng)濟(jì)性、易操作性以及可以針對(duì)各種工況進(jìn)行研究彌補(bǔ)了試驗(yàn)方法的不足，是目前針對(duì)列車(chē)縱向沖動(dòng)研究的主要方法之一［2-4］.

Gruber和Bayoumi提出將列車(chē)中的車(chē)輛看作僅有一個(gè)縱向自由度的剛體模型，各個(gè)剛體依次由車(chē)鉤緩沖器連接［5］，在仿真計(jì)算列車(chē)制動(dòng)工況時(shí)，車(chē)輛制動(dòng)力作為外力分別加入各自的車(chē)輛.這一模型可以反映列車(chē)中車(chē)輛間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及縱向沖動(dòng)，被廣大學(xué)者普遍接受.列車(chē)的制動(dòng)工況，是列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)性能最差的工況之一，也是縱向動(dòng)力學(xué)仿真中最難仿真的工況之一.因?yàn)榱熊?chē)制動(dòng)時(shí)，空氣制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)管中的壓縮空氣傳遞控制信號(hào)，車(chē)輛分配閥根據(jù)相應(yīng)位置的列車(chē)管中的壓力控制自身制動(dòng)缸壓力的變化.然而受列車(chē)管減壓特性的限制，列車(chē)中不同位置的列車(chē)管減壓速度并不一致，導(dǎo)致同一時(shí)刻各個(gè)車(chē)輛的制動(dòng)缸壓力不同，使各個(gè)車(chē)輛的制動(dòng)力產(chǎn)生較大差異［6］.因?yàn)榱熊?chē)縱向沖動(dòng)的根源是制動(dòng)系統(tǒng)特性的不同步，因此列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)特性獲取的準(zhǔn)確程度決定著制動(dòng)工況下的列車(chē)縱向沖動(dòng)仿真的準(zhǔn)確度.

針對(duì)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)仿真國(guó)外做了很多嘗試.文獻(xiàn)［7-8］分別利用經(jīng)驗(yàn)公式得到的列車(chē)制動(dòng)特性進(jìn)行了列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)的仿真計(jì)算，并得到了較好的結(jié)果，但都是針對(duì)緊急制動(dòng)工況，對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的常用制動(dòng)工況尤其是編組復(fù)雜的組合列車(chē)難度更大.Luca Pugi等學(xué)者利用氣體流動(dòng)理論對(duì)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了基于結(jié)構(gòu)的仿真［9］，結(jié)果適用性較廣，但是利用商業(yè)流體軟件，對(duì)于不同編組的列車(chē)需要重新計(jì)算，并且文中仿真的制動(dòng)系統(tǒng)與我國(guó)存在差異，還不能完全借鑒.國(guó)內(nèi)對(duì)列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)基于結(jié)構(gòu)的仿真研究較少，比較成熟的是文獻(xiàn)［10］提到的列車(chē)制動(dòng)與縱向動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真系統(tǒng).

模型化制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并利用氣體流動(dòng)理論進(jìn)行仿真的方法能較為真實(shí)的反映列車(chē)的制動(dòng)特性以及在不同工況下列車(chē)的運(yùn)行狀況(后文稱這種方法為制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法)，然而列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非線性因素眾多使得針對(duì)空氣制動(dòng)系統(tǒng)特性的仿真難度很大.在進(jìn)行列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)，許多學(xué)者為了避開(kāi)這一部分的研究便利用現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值.對(duì)于單編列車(chē)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法確實(shí)在一定程度上反映了列車(chē)的制動(dòng)特性，然而組合列車(chē)的制動(dòng)特性受從控機(jī)車(chē)和可控列尾的影響，列車(chē)在制動(dòng)工況下會(huì)同時(shí)存在多個(gè)排風(fēng)源，制動(dòng)特性比較復(fù)雜;組合列車(chē)編組方式眾多且靈活，加大了數(shù)據(jù)采集的難度.由于制動(dòng)系統(tǒng)建模困難以及單編列車(chē)試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值出組合列車(chē)制動(dòng)特性的便利性，使利用制動(dòng)試驗(yàn)特性曲線插值出組合列車(chē)制動(dòng)特性也在縱向動(dòng)力學(xué)仿真中廣泛采用(后文稱這種方法為試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法)［11］.

制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法與試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法都是目前普遍被學(xué)者們廣泛接受的方法，但兩種方法出發(fā)點(diǎn)不同，所得到的制動(dòng)特性存在差異.本文主要通過(guò)對(duì)比兩種方法在同一工況下仿真結(jié)果的差異，分析利用不同的方法所得的制動(dòng)特性對(duì)列車(chē)縱向沖動(dòng)計(jì)算結(jié)果的影響以及產(chǎn)生原因.

1 兩種制動(dòng)特性獲取方法

目前大秦線上運(yùn)用的Locotrol系統(tǒng)是一種動(dòng)力分布控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)機(jī)車(chē)以及可控列尾的同步控制.列車(chē)在制動(dòng)(緩解)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)車(chē)及可控列尾同時(shí)排氣(充氣)，從而使各個(gè)車(chē)輛接收到制動(dòng)信號(hào)的時(shí)間差異相對(duì)于傳統(tǒng)空氣制動(dòng)系統(tǒng)而言大大降低，有利于減小列車(chē)縱向沖動(dòng).

Locotrol系統(tǒng)運(yùn)用實(shí)踐表明，從控機(jī)車(chē)及可控列尾的動(dòng)作存在延遲，因?yàn)檠舆t將影響列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)性能，因此能夠獲取具有延遲性能的制動(dòng)系統(tǒng)特性對(duì)于組合列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)仿真顯得更加重要.上述介紹的兩種方法都能夠獲得具有延遲特性的組合列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)性能，但是實(shí)現(xiàn)原理不同，下面分別對(duì)兩種方法如何實(shí)現(xiàn)制動(dòng)源不同步性及實(shí)現(xiàn)原理逐一介紹.

1.1 制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法

制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法是利用空氣制動(dòng)系統(tǒng)與縱向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)聯(lián)合仿真系統(tǒng)獲取制動(dòng)系統(tǒng)特性，該系統(tǒng)在模型化列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，基于氣體流動(dòng)理論的制動(dòng)特性計(jì)算的同時(shí)，計(jì)算列車(chē)縱向振動(dòng)，可以對(duì)列車(chē)各種編組及各種工況的縱向沖動(dòng)進(jìn)行仿真分析.可以分析管路參數(shù)、閥結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)空氣制動(dòng)系統(tǒng)的影響［12］;分析外界環(huán)境對(duì)列車(chē)制動(dòng)特性的影響［13］;同時(shí)也將列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)仿真研究應(yīng)用于機(jī)車(chē)風(fēng)源系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化工作中［14］.該系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)試驗(yàn)獲取的機(jī)車(chē)間和機(jī)車(chē)與列尾間的時(shí)間差，將該參數(shù)作為輸入變量輸入到仿真系統(tǒng)中，該變量直接控制機(jī)車(chē)排氣口或列尾裝置的開(kāi)始排氣時(shí)間.

圖1是通過(guò)列車(chē)靜置試驗(yàn)得到的編組方式為1輛HXD1+120輛C80的列車(chē)在常用全制動(dòng)工況下的制動(dòng)特性曲線，從圖中可以看出，首車(chē)制動(dòng)缸達(dá)到平衡壓力時(shí)間約為48 s，尾車(chē)制動(dòng)缸達(dá)到最大壓力的時(shí)間為約90 s;首尾車(chē)制動(dòng)缸壓力達(dá)到最大壓力的時(shí)間相差為約42 s;中間車(chē)(第60車(chē))的制動(dòng)特性更接近尾車(chē)的制動(dòng)特性;靠近尾部車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓特性相似程度更高，例如第90車(chē)的制動(dòng)缸升壓特性幾乎與第120車(chē)的相同.而相差車(chē)輛數(shù)同為30的第1和第30車(chē)，制動(dòng)特性曲線差異則非常明顯.

圖1 試驗(yàn)得到的制動(dòng)缸壓力曲線

圖2是利用縱向動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真系統(tǒng)得到的同一編組、同一工況下的制動(dòng)特性曲線，從仿真結(jié)果上看，仿真方法在相同車(chē)位上制動(dòng)缸升壓規(guī)律及升壓速度都與試驗(yàn)數(shù)據(jù)十分相似，由此可知，仿真方法能體現(xiàn)出列車(chē)的主要制動(dòng)特性.

列車(chē)制動(dòng)特性是列車(chē)縱向沖動(dòng)的主要根源，但是其他因素比如緩沖器特性、車(chē)鉤間隙等因素也往往會(huì)對(duì)仿真結(jié)果產(chǎn)生較大影響.圖3、4分別為單編萬(wàn)噸列車(chē)及兩萬(wàn)噸組合列車(chē)在平道常用全制動(dòng)工況下仿真方法與試驗(yàn)方法所得到的各斷面的最大壓鉤力沿車(chē)長(zhǎng)分布圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)均來(lái)自鐵道部在大秦線組織的列車(chē)運(yùn)行試驗(yàn).由圖3、圖4可以看出，仿真系統(tǒng)得到的曲線無(wú)論是車(chē)鉤力大小還是變化趨勢(shì)都與試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常相似.這說(shuō)明聯(lián)合仿真方法能較好的反映出單編及組合列車(chē)的縱向沖動(dòng)特性.

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法的原理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法是利用同一工況下的單編列車(chē)制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果插值出組合列車(chē)制動(dòng)特性.基本原理是:假設(shè)制動(dòng)波由機(jī)車(chē)向兩側(cè)等速勻速傳播(首部機(jī)車(chē)以此速度向后傳播)，制動(dòng)波傳播速度為單編萬(wàn)噸列車(chē)制動(dòng)波傳至尾車(chē)的平均速度:由機(jī)車(chē)位置發(fā)出的制動(dòng)波先達(dá)到某輛車(chē)時(shí)，即認(rèn)為這一車(chē)的制動(dòng)特性僅受這一機(jī)車(chē)排風(fēng)影響;制動(dòng)波傳至此車(chē)輛的時(shí)刻即為此車(chē)輛制動(dòng)缸起始升壓時(shí)間，制動(dòng)缸升壓特性即為萬(wàn)噸列車(chē)試驗(yàn)中與距機(jī)車(chē)相同距離的車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓特性.

因?yàn)樵囼?yàn)數(shù)據(jù)插值方法無(wú)法體現(xiàn)可控列尾的特性，本文使用試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法僅分析1輛HXD1+105輛C80+1輛HXD1+105輛C80編組的2萬(wàn)噸列車(chē)常用全制動(dòng)工況下的制動(dòng)特性.

圖5是插值方法得到的組合列車(chē)第10、98、116車(chē)及單編萬(wàn)噸列車(chē)第10車(chē)的制動(dòng)缸升壓特性曲線.由插值方法計(jì)算原理可知，第10車(chē)僅受頭部機(jī)車(chē)的影響.第98及116車(chē)僅受從控機(jī)車(chē)的影響.而且這三個(gè)位置的車(chē)輛距離相應(yīng)機(jī)車(chē)的位置都是9個(gè)車(chē)位，所以，它們的制動(dòng)特性都與單編萬(wàn)噸列車(chē)的第10車(chē)的相同.制動(dòng)缸開(kāi)始升壓時(shí)間即為制動(dòng)波速傳到這個(gè)位置的時(shí)間.

圖5 插值方法得到的制動(dòng)缸特性曲線

2 兩種方法的仿真結(jié)果及對(duì)比分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法無(wú)法反映可控列尾的特性，因此本文主要對(duì)比分析無(wú)列尾情況下兩種制動(dòng)特性獲取方法的縱向動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果，以2萬(wàn)噸組合列車(chē)為例，編組方式為1輛HXD1+105輛C80+1輛HXD1+105輛C80的組合列車(chē)在平道常用全制動(dòng)工況的車(chē)鉤力.

圖6是兩種方法所得結(jié)果的各斷面最大車(chē)鉤力分布的對(duì)比圖.因?yàn)樵谥苿?dòng)過(guò)程中列車(chē)中的車(chē)鉤力主要以壓鉤力為主，因此圖中只給出了制動(dòng)過(guò)程中每輛車(chē)最大壓鉤力沿車(chē)長(zhǎng)分布圖.從圖中可以看到，列車(chē)最大車(chē)鉤力發(fā)生位置約為125車(chē).制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法得到最大車(chē)鉤力的結(jié)果為2 244 kN;使用試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法得到的結(jié)果為1 165 kN.兩種方法相差約48%.

圖6 最大車(chē)鉤力曲線

上述兩種計(jì)算方法除了制動(dòng)特性不同外，其他條件完全相同.因此可以肯定，兩種計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生差異的原因就是制動(dòng)特性不同造成的.

列車(chē)制動(dòng)特性主要表現(xiàn)為制動(dòng)波傳播特性及制動(dòng)缸升壓特性.下面主要從這兩個(gè)方面比較兩種方法所得到的制動(dòng)特性的差異.

圖7是列車(chē)中各斷面車(chē)輛制動(dòng)缸起始升壓時(shí)間的分布圖，制動(dòng)缸起始升壓時(shí)間反映了列車(chē)管中制動(dòng)信號(hào)傳遞的快慢.從圖中可以看出，兩曲線在兩機(jī)車(chē)中間部分及列車(chē)尾部存在一定差異.也就是說(shuō)假設(shè)了制動(dòng)波傳播特性為勻速傳播在離機(jī)車(chē)較遠(yuǎn)處產(chǎn)生的影響較大.制動(dòng)波速相同的情況下，制動(dòng)波傳播特性對(duì)縱向沖動(dòng)影響很小.從圖7可以看出，仿真方法與插值方法的制動(dòng)波平均傳播速度差異很小，因此制動(dòng)波傳播特性的差異是造成結(jié)果差異的原因之一，但并不是主要原因.

圖7 列車(chē)制動(dòng)缸起始升壓時(shí)間

圖8為兩種方法在常用全制動(dòng)工況下各車(chē)輛制動(dòng)缸壓力達(dá)到460 kPa的時(shí)間分布圖.制動(dòng)缸壓力達(dá)到460 kPa所需要的時(shí)間可以表明制動(dòng)缸平均升壓速度的快慢，也是制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作一致性的考量.從圖中可以看出在25～75車(chē)使用兩種方法得到的制動(dòng)特性存在較大差異，其中最大差異處達(dá)到25 s.制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法相對(duì)于試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法，制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作的不一致性更大，因此它可能是兩種方法計(jì)算的車(chē)鉤力差異較大的主要原因.

圖8 制動(dòng)缸壓力達(dá)到460 kPa時(shí)間

為了清晰分辨制動(dòng)特性差異的影響，比較這兩種方法在25～75車(chē)這一區(qū)域的制動(dòng)缸升壓特性曲線的差異，在這一區(qū)域選取了兩輛車(chē)的制動(dòng)特性曲線，分別是第30、50車(chē).圖9是兩種方法在第30、50車(chē)位置的制動(dòng)缸升壓特性曲線.從圖中可以看出，仿真方法得到的兩個(gè)位置的制動(dòng)特性曲線變化趨勢(shì)相似，而插值方法的制動(dòng)特性曲線卻差異非常明顯.在這一區(qū)域，仿真方法得到的制動(dòng)缸曲線升壓速度明顯大于插值方法得到的制動(dòng)缸曲線升壓速度.

圖9 兩種方法得到的30、50車(chē)制動(dòng)缸壓力曲線

圖10是兩種方法在第190車(chē)的制動(dòng)特性曲線對(duì)比圖.從圖中可以看出，兩種方法得到的制動(dòng)特性曲線升壓速度較為相似，升壓至460 kPa的時(shí)間有差異主要是因?yàn)橹苿?dòng)缸起始升壓時(shí)間不同造成的.

兩萬(wàn)噸組合列車(chē)的列車(chē)管較長(zhǎng)，除了分配閥局部減壓作用下列車(chē)管少量的排氣外，列車(chē)管主要通過(guò)機(jī)車(chē)排氣口排氣，列車(chē)管減壓速度與車(chē)輛所處位置及距機(jī)車(chē)排氣口距離相關(guān)，距離機(jī)車(chē)越近，列車(chē)管排氣越快.對(duì)于兩萬(wàn)噸組合列車(chē)，位于兩輛機(jī)車(chē)間的車(chē)輛，由于兩個(gè)機(jī)車(chē)同時(shí)排氣，這部分車(chē)輛對(duì)應(yīng)的列車(chē)管排氣速度較快，其減壓速度是由兩個(gè)機(jī)車(chē)共同排氣作用的結(jié)果;而從控機(jī)車(chē)后部的列車(chē)管只有一側(cè)存在排氣口，排氣方式與單編萬(wàn)噸列車(chē)相似，所以從控機(jī)車(chē)后部車(chē)輛的制動(dòng)缸壓力與單編萬(wàn)噸相似.制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法考慮了組合列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的這一特性，并且所得結(jié)果也符合列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)特性.當(dāng)組合列車(chē)制動(dòng)時(shí)，從控機(jī)車(chē)前部的車(chē)輛制動(dòng)較快，而其后部車(chē)輛制動(dòng)較慢，導(dǎo)致后部列車(chē)有向前沖撞的趨勢(shì)，從而產(chǎn)生較大的壓鉤力.試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法并沒(méi)有考慮到任一車(chē)輛的制動(dòng)特性都受兩個(gè)機(jī)車(chē)同時(shí)影響(尤其是兩機(jī)車(chē)之間部分車(chē)輛)，忽略了這一特性后，導(dǎo)致從控機(jī)車(chē)前部和后部車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓速度的差異程度大大減少，這種差異引起的沖撞也大大減弱，是車(chē)鉤力較小的主要原因.

圖10 兩種方法得到的190車(chē)制動(dòng)缸壓力曲線

從以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，對(duì)于安裝了可控列尾的同樣編組的組合列車(chē)在常用全制動(dòng)工況下，制動(dòng)力都已經(jīng)達(dá)到了1 600 kN左右，如果去除了可控列尾，車(chē)鉤力必然會(huì)大幅增大［1］.顯然試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法與實(shí)際情況差異較大.

兩萬(wàn)噸組合列車(chē)在制動(dòng)時(shí)，在兩機(jī)車(chē)位置會(huì)同時(shí)存在排風(fēng)口以排出列車(chē)管中的壓力空氣，在制動(dòng)時(shí)，任一車(chē)輛的制動(dòng)特性都受兩個(gè)機(jī)車(chē)同時(shí)影響(尤其是兩機(jī)車(chē)之間部分車(chē)輛)，而試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法假設(shè)列車(chē)中任一車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓特性僅僅與受一臺(tái)機(jī)車(chē)影響，忽略了組合列車(chē)的這一制動(dòng)特性，導(dǎo)致兩機(jī)車(chē)中間部分的車(chē)輛升壓速度與從控機(jī)車(chē)后部車(chē)輛的升壓速度相差不大，是產(chǎn)生車(chē)鉤力差異的主要原因.

3 兩種方法的比較分析

多年的運(yùn)用實(shí)踐表明，Locotrol系統(tǒng)并不能完全實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的同步控制，而是隨著設(shè)備使用狀況及使用環(huán)境的不同，從控機(jī)車(chē)的動(dòng)作存在一定的延后，因此分析從控機(jī)車(chē)延遲時(shí)兩種制動(dòng)特性獲取方法的準(zhǔn)確性具有更實(shí)際的意義.

圖11是當(dāng)從控機(jī)車(chē)存在不同的延遲時(shí)間時(shí)，兩種方法的最大車(chē)鉤力的變化.從圖中可以清晰看到，當(dāng)從控機(jī)車(chē)動(dòng)作滯后時(shí)間由0 s增加至8 s時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法得到的最大車(chē)鉤力呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明隨著從控機(jī)車(chē)的動(dòng)作時(shí)間的延遲，會(huì)明顯增大車(chē)鉤力.而插值方法的車(chē)鉤力隨從控機(jī)車(chē)滯后時(shí)間變化是增加后又減小，增加值明顯小于制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法獲得的車(chē)鉤力.制動(dòng)工況下，列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作不一致是產(chǎn)生較大縱向沖動(dòng)的根源，而組合列車(chē)的最大車(chē)鉤力往往發(fā)生在第二機(jī)車(chē)后部，主要是因?yàn)閮蓹C(jī)車(chē)之間部分車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓速度明顯大于從控機(jī)車(chē)后部的車(chē)輛制動(dòng)缸升壓速度.如果從控機(jī)車(chē)存在延遲，主要受從控機(jī)車(chē)影響的后部車(chē)輛制動(dòng)力會(huì)進(jìn)一步減慢，導(dǎo)致較大向前的擠壓力.顯然插值方法所得到的制動(dòng)特性無(wú)法反映組合列車(chē)中從控機(jī)車(chē)存在制動(dòng)延遲對(duì)縱向沖動(dòng)的影響.

圖11 最大車(chē)鉤力隨著不同延遲時(shí)間的變化曲線

4 結(jié)論

列車(chē)制動(dòng)動(dòng)作不一致是制動(dòng)工況下列車(chē)產(chǎn)生縱向沖動(dòng)的根源，制動(dòng)特性準(zhǔn)確性決定著縱向動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果的可靠性和精度.本文通過(guò)對(duì)比分析兩種制動(dòng)特性獲取方法的縱向動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果，得到如下結(jié)論:

(1)制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法和試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法計(jì)算的組合列車(chē)縱向沖動(dòng)存在較大差異.常用全制動(dòng)時(shí)2萬(wàn)噸組合列車(chē)差異達(dá)到48%;

(2)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法相比，制動(dòng)系統(tǒng)仿真方法得到的組合列車(chē)制動(dòng)缸充氣速度較快，特別是位于兩機(jī)車(chē)間的制動(dòng)缸升壓速度明顯快于試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法得到的制動(dòng)缸升壓速度;

(3)組合列車(chē)在制動(dòng)時(shí)因?yàn)橥瑫r(shí)存在多個(gè)機(jī)車(chē)排氣孔，導(dǎo)致兩機(jī)車(chē)之間部分的車(chē)輛的列車(chē)管減壓速度加快，對(duì)應(yīng)的制動(dòng)缸升壓加快，并且明顯大于單編萬(wàn)噸列車(chē)相應(yīng)位置車(chē)輛的制動(dòng)缸升壓速度.試驗(yàn)數(shù)據(jù)插值方法實(shí)際上僅僅考慮一輛機(jī)車(chē)的作用，導(dǎo)致其計(jì)算出的制動(dòng)缸升壓曲線不合理;

(4)如果存在從控機(jī)車(chē)的動(dòng)作延遲，兩種制動(dòng)特性獲取方法得到的車(chē)鉤力變化規(guī)律將出現(xiàn)更大差異.

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