列车空气紧急制动限速求解方法研究-论文.pdf

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1、第l4卷第23期2014年8月科学技术与工程Vo1．14No．23Aug．2014l671—1815(2014)23—0293·04ScienceTechnologyandEn~neering@2014Sci．Tech．Engrg．列车空气紧急制动限速求解方法研究廖勇(中国民航飞行学院空中交通管理学院，广汉618307)摘要空气制动是普通列车主要的制动方式，紧急制动限速是保障列车安全运行的关键。在采用不定积分求出列车在制动条件下制动距离与速度的函数关系后，结合紧急制动距离和不定积分的定解条件，得到求解空气紧急制动限速实际上是求以紧急

2、制动限速为变量的一元超越方程的根。采用牛顿迭代法，对方程进行求解。该方法同时解决传统求解紧急制动限速过程中有效制动距离分段累加和速度试凑法效率低的两个问题。最后通过仿真计算证明方法具有较好的可靠性和实用性。关键词牵引计算空气制动限速中图法分类号U260．138；文献标志码A紧急制动限速是指在给定紧急制动距离的前提1基本理论下，实施紧急制动，必须要保证列车在给定制动距离内速度减为0。例如，《技规》规定，普通列车紧急1．1空气制动限速原理制动时的制动距离不得超过800m，即普通列车在根据列车牵引计算规程列车的制动距离是任何情况下，实施紧

3、急制动时，都要保证列车能在指自制动开始(司机将制动阀手柄置于制动位的瞬800m内停下来。因此紧急制动限速可概括为在已间或监控装置“放风”的瞬问)到列车停车(或缓解)知列车制动能力和必须保证的制动距离前提下，解的瞬间所走行的距离。列车的制动距离s分为空算列车在坡道上列车的最高运行速度。走距离s和有效制动距离s。：紧急制动限速在列车牵引计算中具有非常重要s=S+sk(1)的作用]。关于求解紧急制动限速的方法，包含1．1．1空走距离的计算两类。一类是试凑法J，即先给定一个制动限速，空走距离指的是列车在空走时间内走行的距计算其制动距离，如果

4、制动距离与给定的制动距离离。空走时问指的是从制动开始到全列车闸瓦同时之差在满足的精度之内，则该速度为紧急制动限速；突然以最大压力压紧车轮的假定瞬间。若计算出的制动距离远小于给定制动距离，说明给《列车牵引计算规程》规定(以下简称“牵定的制动限速过小，则进行适当增大，继续计算。若规”)，空走距离按空走时问内列车等速运行计算计算的制动距离远大于给定的制动距离，说明给定U0tkSk=×1000==0．278k(2)的限速过大，则适当调小制动限速。如此反复计算，直到计算的制动距离与给定的制动距离之差满足误式(2)中：为制动初速，km／h；s为

5、列车的空走距差要求为止。廖勇，付秀东，邹建康针对试凑过离，m；tk为空走时间，S。程中的复杂性问题进行了改进，采用了二分法减少影响空走时间的因素有列车的种类、列车的制了试凑的次数，提高了试凑的效率。动方式、列车的编成辆数和列车管的减压量等。空紧急制动限速的求解比较繁琐的原因主要有两走时间的计算公式是通过专门试验结合理论分析确方面，一是制动距离分段累加，二是制动速度试凑。定。《牵规》规定货物列车紧急制动的空走时间经本文利用微积分解决制动距离分段累加的问题，同验公式为时采用牛顿迭代算法解决速度试凑繁效率低的tk=(1．6+0．065n)

6、(1—0．028ij)(3)难题。式(3)中：ii为制动地段的加算坡度千分数，当i>0时，规定按i=0计算；n为列车编成辆数。旅客列车紧急制动的空走时间经验公式为2014年2月19目收到tk=3．5—0．08ij(4)作者简介：廖勇(1983一)，男，博士，讲师。研究方向：综合交通优1．2．2有效制动距离的计算化。E—mail：liaoyong__1234@163．tom。有效制动距离的计算采用分段累加法科学技术与工程14卷A4．17(v一；)去除累加的缺点。考虑到列车的运行时分单位取秒s=——————三———(5)CP(S)，列车

7、运行距离单位取米(m)(为了讨论问题的式(5)中：为列车速度由～的走行距离，rn；方便本文一直沿用这样的约定)，那么列车运动方、为列车的制动初速与末速，km／h；C为列车在程的积分表达式为(+)／2是的单位阻力，N／kN。在紧急制动工况下列车的单位合力c为d=＼d(14)c：1000q~h+W0+；(6)式(14)中：口为列车的运行速度，km／h；C为列车的式(6)中：c为列车的单位合力，N／kN；为列车的单位合力，N／kN，s为有效制定距离，单位m。将式换算制动率；为列车闸瓦的换算摩擦系数；W。为(6)带入式(14)中得式(15)

8、列车单位基本阻力，N／kN。／=』丽单位基本阻力公式的一般表达式为0=Av2++C(7)(15)式(7)中：A、、C为基本阻力常数。分别将式(7)、式(8)带人式(15)中，可得式换算摩擦系数的一般表达式为(16)为=口+d(e)(8