鐵路列車制動(dòng)壓力采集系統(tǒng)

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1、鐵路列車制動(dòng)壓力采集系統(tǒng)目錄一、引言二、列車制動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、列車制動(dòng)原理四、壓力采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案五、元器件選擇及其參數(shù)六、總結(jié)一、引言鐵路運(yùn)輸至今仍然是我國(guó)客、貨運(yùn)輸?shù)拿}。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高以及運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展對(duì)鐵路的安全性要求也越來(lái)越高。而列車行車安全作為鐵路運(yùn)輸?shù)闹刂兄?，是以列車制?dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、正確運(yùn)行為保證的。目前我國(guó)列車已多次提速，提速后的列車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性提出了更加嚴(yán)格的要求。如果行車中制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或存在隱患，而不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，將直接危及車輛、旅客和物資的安全，造成重大損失。另外國(guó)內(nèi)在自行研制列車制動(dòng)機(jī)故障監(jiān)控裝置方面還是空白，雖

2、然有引進(jìn)國(guó)外的類似裝置，但是使用范圍受限。制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)列車運(yùn)行安全具有舉足輕重的作用，隨著鐵道技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)出現(xiàn)了多種制動(dòng)方式，但對(duì)貨物列車而言，空氣制動(dòng)仍然是最基本的制動(dòng)方式。鐵路列車相比于汽車是個(gè)龐然大物。要使這樣一個(gè)龐大的運(yùn)動(dòng)體系在高速運(yùn)行中停下來(lái)顯然不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，必須依靠強(qiáng)有力的制動(dòng)裝置。二、列車制動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀鐵路上有套發(fā)展歷史已近200年的空氣制動(dòng)系統(tǒng)。自從1834年英國(guó)斯蒂文森發(fā)明蒸汽機(jī)車以來(lái)就同時(shí)產(chǎn)生了相應(yīng)的機(jī)械式手制動(dòng)機(jī)。直到1869年，美國(guó)的發(fā)明家喬治.威斯汀豪斯從空氣鉆巖機(jī)的作用原理中得到啟發(fā)，發(fā)明了鐵路機(jī)車車輛用的直通式空氣制動(dòng)機(jī)。但是這種空氣制

3、動(dòng)機(jī)在列車分離時(shí)就會(huì)失去制動(dòng)作用而不夠安全。因此，在1872年又發(fā)明了第一個(gè)自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是在制動(dòng)缸和列車管之間增設(shè)有副風(fēng)缸和三通閥。，實(shí)行副風(fēng)缸和列車管的二壓力雙重控制，利用空氣減壓的制動(dòng)方式，在列車分離時(shí)能通過(guò)列車管排風(fēng)而自動(dòng)發(fā)生制動(dòng)作用。因此被稱為自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)。直到現(xiàn)在，自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)還是世界上絕大多數(shù)國(guó)家包括我國(guó)在內(nèi)使用的主要制動(dòng)方式。我國(guó)的機(jī)車空氣制動(dòng)裝置主要沿用美國(guó)韋斯汀豪斯系統(tǒng)的二壓力方式控制裝置，重載列車與普通列車相比要求采用更大功率的電力車或多機(jī)牽引方式，因此，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，主要采用以大秦線萬(wàn)噸列車為代表的SS型電力機(jī)車和干線DF型內(nèi)燃機(jī)車的雙機(jī)重

4、聯(lián)方式。近年來(lái)在大秦線2萬(wàn)t重載列車的開(kāi)行中更應(yīng)用了多機(jī)牽引的組合列車，列車制動(dòng)控制也由重聯(lián)方式發(fā)展為無(wú)線遙控方式的LOCTROL裝置。此外，動(dòng)力制動(dòng)亦改進(jìn)為新型的加饋電阻制動(dòng)或再生制動(dòng)方式，明顯提高了重載列車下坡道運(yùn)行的動(dòng)力制動(dòng)能力和運(yùn)行安全性。三、列車制動(dòng)原理鐵路列車的制動(dòng)系統(tǒng)由機(jī)車制動(dòng)裝置和車輛制動(dòng)裝置組成，它是保證列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。其基本原理是將列車運(yùn)行的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能或其他能力，是列車能按運(yùn)行要求減速或停車，并在緊急情況下保證列車停車的安全性。按其作用原理，制動(dòng)過(guò)程可分為制動(dòng)、保壓和緩解三個(gè)過(guò)程，各種過(guò)程作用基本原理如下：（1）制動(dòng)過(guò)程——列車管減壓，車輛制動(dòng)機(jī)使副風(fēng)缸

5、內(nèi)的壓力空氣進(jìn)入制動(dòng)缸，再通過(guò)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置，使閘瓦壓在車輪踏面上或閘片壓在制動(dòng)盤上，使車輪減速，再利用車輪和鋼軌間的摩擦力，產(chǎn)生組織列車向前運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力。列車管減壓可以分步減壓，以產(chǎn)生階段制動(dòng)作用。（2）保壓過(guò)程——列車管減壓后停止繼續(xù)減壓，保持列車管、副風(fēng)缸和制動(dòng)缸的壓力不變，但摩擦系數(shù)隨速度變化而有變化，因此制動(dòng)力也有所變化。（3）緩解過(guò)程——在制動(dòng)或保壓作用以后，司機(jī)操縱制動(dòng)控制裝置使列車管增壓，此時(shí)車輛制動(dòng)機(jī)動(dòng)作使列車管壓力空氣充入副風(fēng)缸，制動(dòng)缸壓力空氣排入大氣，從而松開(kāi)閘瓦或閘片，消除輪軌間的制動(dòng)力。自動(dòng)空氣制動(dòng)機(jī)只有一次緩解作用，而使用電空制動(dòng)控制可實(shí)施分步增壓的階段緩解作

6、用。當(dāng)制動(dòng)閥手柄置于緩解位Ⅲ時(shí)，總風(fēng)缸的風(fēng)經(jīng)制動(dòng)閥進(jìn)到列車管（充風(fēng)增壓），并進(jìn)入三通閥，將其中的（主）活塞推至右極端（緩解位）并經(jīng)三通閥活塞套上部的“充氣溝”進(jìn)入副風(fēng)缸。此時(shí)，制動(dòng)缸經(jīng)三通閥（緩解槽和排氣孔）通大氣。如制動(dòng)缸原來(lái)在制動(dòng)狀態(tài)則可得到緩解。當(dāng)制動(dòng)閥手柄置于制動(dòng)位Ⅰ時(shí)，列車管經(jīng)制動(dòng)閥通大氣（排風(fēng)減壓），副風(fēng)缸的風(fēng)壓將三通閥（主）活塞推向左極端（制動(dòng)位），從而打開(kāi)了三通閥上通往制缸的孔路，使副風(fēng)缸的風(fēng)可通往制動(dòng)缸，產(chǎn)生制動(dòng)作用。當(dāng)制動(dòng)閥手柄置于保壓位Ⅱ時(shí)，列車管既不通總風(fēng)缸也不通大氣，列車管空氣強(qiáng)保持不變。此時(shí)，副風(fēng)缸仍繼續(xù)向制動(dòng)缸供風(fēng)，副風(fēng)缸空氣壓強(qiáng)仍在下降。當(dāng)副風(fēng)缸的空氣壓

7、強(qiáng)降至列車管空氣壓強(qiáng)略低時(shí)，列車管風(fēng)壓會(huì)將三通閥（主）活塞向右反推至中間位置（中立位或保壓位），剛好使三通閥通制動(dòng)缸的孔被關(guān)閉（遮斷），副風(fēng)缸停止向制動(dòng)缸供風(fēng)，副風(fēng)缸空氣壓強(qiáng)不再下降，處于保壓狀態(tài)，制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)不再上升，也處于保壓狀態(tài)。如在制動(dòng)缸升壓過(guò)程中將手柄反復(fù)置于制動(dòng)位和保壓位，則制動(dòng)缸空氣壓強(qiáng)變可分階段上升，即實(shí)現(xiàn)階段制動(dòng)。氣動(dòng)控制空氣制動(dòng)執(zhí)行輪軌關(guān)系四、壓力采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案整個(gè)壓力采集系統(tǒng)分別由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)接收