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【背景】空气制动系统仿真对万吨编组列车纵向动力学研究至关重要。【目的】本文旨在优化列车编组和司机操纵，提升万吨重载列车纵向动力学性能。【方法】针对我国货运列车常见的万吨列车编组形式，基于气体流动理论，考虑制动机结构以及控制原理，建立了万吨编组列车的空气制动仿真模型。模型中考虑管道气体流动、制动机中各阀体的作用机制及副风缸、加速缓解风缸、紧急风缸和制动缸等腔室结构。基于该模型仿真计算了常用制动、全制动及紧急制动下的列车空气制动系统特性，进一步对比分析了不同空气制动下的万吨重载列车纵向动力学特性。【结果】制动缸稳态压力随减压量增大而增加，紧急制动压力上升速度显著快于全制动；制动缸出闸延时随车辆位数近似线性增长，C80编组列车的制动与缓解时间均最短。【结论】纵向动力学性能对比表明，C80编组的车钩力与加速度指标最小，纵向冲动性能显著优于C64和C70E编组列车。
Abstract：[Background] The simulation of the air brake system is crucial for studying the longitudinal dynamics of 10 000-ton heavy-haul trains. [Objective] This paper aims to optimize train formation and driver operation， and enhance the longitudinal dynamic performance of 10 000-ton heavy-haul trains. [Method] A simulation model is established for such trains based on gas flow theory， incorporating the structure and control logic of the brake valve. The model accounts for pipeline gas flow， valve mechanisms， and chamber structures like the auxiliary reservoirs， accelerated release reservoirs， emergency reservoirs， and brake cylinder. It simulates the braking characteristics under service， full-service， and emergency braking scenarios， followed by a comparative analysis of longitudinal dynamics. [Result] The steady-state pressure of the brake cylinder increases with pressure reduction， with emergency braking exhibiting a much faster pressure rise than full-service braking. The brake application delay increases approximately linearly with the number of vehicles， and the C80 formation demonstrates the shortest braking and releasing times. [Conclusion] The C80 formation shows the smallest coupler forces and accelerations， indicating significantly superior longitudinal impulse performance compared to the C64 and C70E formations.
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基本信息:
DOI：10.19961/j.cnki.1672-4747.2025.12.003
中图分类号:U270.11;U270.35
引用信息:
[1]周占松,王馨悦,王开云.不同万吨编组列车空气制动特性对纵向动力学性能影响[J].交通运输工程与信息学报().DOI:10.19961/j.cnki.1672-4747.2025.12.003.
基金信息:
中国国家自然科学基金课题（52388102）; 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（Grant No.N2024J039）
2026-03-27
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