动车组制动系统空重阀建模分析

张 晶

（吉林铁道职业技术学院，吉林 吉林 132200）

动车组在空车和重车时，车辆载重变化较大，所以空重阀是制动系统中的关键部件之一。其作用是根据负载均衡阀输出的压力变化，调节进入中继阀的预控压力，从而保证车辆在不同载重下的制动率不变，防止出现重车工况下制动力不足或空车工况下制动力过大而造成轮对擦伤等现象，提高列车运行安全性。本文利用AMESim 仿真平台，对空重阀进行研究，建立其仿真模型。

1 空重阀的结构

空重阀结构如图1 所示，主要由压力作用部、平衡部以及压力给排部等组成。压力作用部包括偏置弹簧1、偏置膜板2、随重膜板3 和随重活塞4。平衡部包括平衡弹簧5、平衡阀杆6 和平衡膜板7。压力给排部分为进气和排气两部分，进气部包括缓解阀活塞8 和缓解阀弹簧9，排气部包括平衡阀活塞10 和平衡阀弹簧11。

图1 空重阀结构图

2 空重阀工作原理

常用制动工况下，制动控制计算机（下称BCU）控制紧急电磁阀失电，BCU 发出的制动指令经EP 阀转换为气指令，经紧急电磁阀、梭阀和空重阀，作为中继阀预控压力指令。在此过程中，EP 阀输出的控制压力是由BCU 根据车辆的负载、车速和制动要求给出的，EP 阀的输出压力不会超过空重阀的限制压力，所以在常用制动时空重阀仅起到以防EP 阀控制失灵时的保护作用。

紧急制动工况下，BCU 控制紧急电磁阀得电，来自总风管的压力空气通过紧急电磁阀和梭阀直接进入空重阀，空重阀根据负载均衡阀的输出压力变化，自动调整中继阀的预控压力。

3 空重阀模型建立

根据空重阀的工作原理，在AMESim 仿真平台上对应空重阀的3 个组成部分，建立如图2 所示的仿真模型。

图2 空重阀AMESim 仿真模型

空重阀仿真模型中的Ⅰ压力作用部，用于接受来自负载均衡阀的压力。其中1 是偏置弹簧，用于调整负载均衡阀的输出压力与空重阀输出压力的关系；2 用于模拟负载均衡阀输出压力；3 是由偏置膜板和平衡膜板形成的腔体，用于接收来自负载均衡阀的压力指令。Ⅱ平衡部，将压力作用部的作用压力传递给压力给排部。模块4 用于表示平衡阀杆和平衡弹簧座相互嵌套的关系，其中的表示平衡阀杆，表示平衡弹簧座，用于调节平衡弹簧的位置；5 是平衡弹簧；6是平衡膜板，通过膜板变形控制进气和排气过程。Ⅲ压力给排部，分为进气部分和排气部分，其中进气部分主要是缓解阀9，模拟的是有弹簧和进气孔的活塞；排气部分是平衡阀弹簧7 和排气孔10，平衡阀8 将进气部分和排气部分联系起来，其中 连接缓解阀，属于进气部分，连接排气孔，属于排气部分。11 是模拟压力输入端，即来自梭阀的制动气指令；12 是压力输出端，即进入到中继阀的预控压力。

表1 空重阀仿真模型主要参数

根据空重阀的实测参数，设定空重阀仿真模型的各技术参数。

4 结 语

通过对空重阀原理的分析，可以在AMESim 平台上建立空重阀的仿真模型，该模型能够较好的反映出空重阀的性能，并且可以为进一步仿真分析打基础。