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货车极限黏着制动优化方法

戚壮 李芾 丁军君

戚壮, 李芾, 丁军君. 货车极限黏着制动优化方法[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(6): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.006
引用本文: 戚壮, 李芾, 丁军君. 货车极限黏着制动优化方法[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(6): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.006
QI Zhuang, LI Fei, DING Jun-jun. Braking optimization method of wagon under limit adhesion[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(6): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.006
Citation: QI Zhuang, LI Fei, DING Jun-jun. Braking optimization method of wagon under limit adhesion[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(6): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.006

货车极限黏着制动优化方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.06.006
基金项目: 

国家自然科学基金项目 50821063

国家863计划项目 2008AA030706

中央高校基本科研业务费专项资金项目 SWJTU12CX041

详细信息
    作者简介:

    戚壮(1988-), 男, 河北石家庄人, 西南交通大学工学博士研究生, 从事机车车辆设计与动力学研究

    李芾(1956-), 男, 云南昆明人, 西南交通大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U211.5

Braking optimization method of wagon under limit adhesion

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  • 摘要: 基于Polach大纵向蠕滑理论的轮轨接触模型, 确定了铁道车辆在制动工况下, 轮轨黏着系数达到饱和时的轮轨蠕滑率。以闸瓦压力为优化对象, 以轮轨蠕滑率为目标函数, 在SIMPACK环境下构建了考虑制动系统的车辆动力学模型。通过ARX系统辨识技术, 在SIMULINK环境下构建了轮轨蠕滑率响应的参照系统。为了使车辆模型与参照模型的蠕滑率在制动过程中保持一致, 基于MIT自适应控制技术对制动时车辆的蠕滑率响应进行了跟踪, 以实现对闸瓦压力施加方案的优化。计算结果表明: 与一般闸瓦压力施加方案比较, 优化后的闸瓦压力使轮轨最大蠕滑率下降了71.6%, 使制动结束时的车速下降了11.8%, 说明优化后的闸瓦压力不但能有效避免轮轨间的擦伤, 还能够在一定程度上缩短车辆的制动距离。

     

  • 图  1  黏着系数曲线

    Figure  1.  Curve of adhesion coefficient

    图  2  K7多体动力学模型

    Figure  2.  MBS model of K7 bogie

    图  3  K7运动拓扑关系

    Figure  3.  Dynamic topological relation of K7 bogie

    图  4  制动力的平移和分解

    Figure  4.  Translation and decomposition of brake force

    图  5  车辆系统响应曲线

    Figure  5.  Response curves of vehicle system

    图  6  参照模型蠕滑率响应曲线

    Figure  6.  Creepage response curve of reference model

    图  7  MIT控制系统

    Figure  7.  MIT control system

    图  8  闸瓦压力曲线

    Figure  8.  Curves of block pressures

    图  9  不同闸瓦压力下蠕滑率曲线

    Figure  9.  Curves of creepages in different block pressures

    表  1  制动性能对比

    Table  1.   Comparison of brake performances

    闸瓦压力函数 最大蠕滑率/% 最终车速/(m·s-1)
    优化压力 FUN(t) 2.78 9.635 6
    低压力(15 kN) 阶跃函数 9.79 10.776 7
    高压力(25 kN) 阶跃函数 93.46 0.093 3
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  • 收稿日期:  2012-06-15
  • 刊出日期:  2012-12-25

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