李响 盛曼曼
中车沈阳机车车辆有限公司 辽宁省沈阳市 110142
摘要：针对铁路货车普遍的闸瓦磨耗不均匀及不易缓解等现象，运用解析法和多体动力学仿真分析法，预测了集成制动系统的制动和缓解性能。首先，根据其结构组成和工作原理，计算各闸瓦压力和缓解阻力；然后，在RecurDyn软件中建立虚拟样机，针对制动、缓解两种工况分别进行仿真试验，分析各闸瓦的压力分布、缓解时间、缓解阻力、缓解位移，从而预测制动系统的制动和缓解性能。研究发现集成制动装置制动时，L1位制动力比L2位大8.47%，L1位比R1位大5.51%，可能导致踏面磨耗不均匀；缓解时，各闸瓦缓解时间基本相同，当摩擦系数设为0.15时，可保证缓解时各闸瓦的缓解位移均匀及各轮瓦的间隙相同。预测结果为铁路货车集成制动系统的运用改善及国产化提供理论参考依据。
关键词：集成制动系统；制动和缓解性能预测；多体动力学分析；RecurDyn
引言
通过多年研究与发展，我国货车转向架已基本定型，所以改善制动装置成为铁路货车发展的关键。我国传统的制动装置受结构位置的限制，甚至需要多级杠杆进行传动，制动装置的布局较为复杂，不但降低了传动效率，也降低了制动与缓解的可靠性，不能满足我国货车发展的需求。集成制动系统是指制动缸集成在转向架上，每个转向架可作为独立的制动单元控制车辆制动与缓解的制动系统，由于省去了大量的杠杆结构，具有结构紧凑、传动效率高、安装方便、质量轻等优点。
一、电子控制技术的控制过程
电子技术的控制过程主要包括三个部分，即数据的实时采集、实时决策的控制和实时控制这三个方面。首先，要对电子控制技术实行操作的控制，这时首要的任务是对数据进行实时的采集。电子控制技术的应用是依靠许多的数据而得来的，因此，相关的技术人员应该熟练的掌握计算机的应用技术，准确的把握计算机系统控制的特点，这样才能对控制的对象进行有效的管理的监督，即便及时的对相关的数据进行收集、分析，将这些数据作为识别的依据。其次，要对实时控制进行一定的决策，即当系统采集到有关的数据后，电子控制系统可以对这些数据进行系统化的分析和处理，以便将整理后的数据更好的应用到适当的位置上。最后，进行实时的控制，即当计算机人员利用系统收集到有关的数据后，系统会向上级的系统进行反映，这两者会产生一定的作用，从而起到互相影响的作用，以便更好的实施电子控制的技术。
二、电子控制技术在车辆工程中的应用
1结构与工作原理分析
1.1组成结构
集成制动装置主要由主制动梁、副制动梁、主制动杠杆、副制动杠杆、制动缸、推杆、闸瓦间隙调节器（闸调器）、闸瓦等部件组成。制动缸固装在制动梁上，主、副制动杠杆通过制动梁支柱水平安装，缸内推出的制动力通过主制动杠杆、闸调器、副制动杠杆和推杆在同一水平面内传递。
1.2工作原理分析
当车辆实施制动时，压力空气充入制动缸内推动活塞运动，制动力通过活塞杆传出带动主制动杠杆绕制动梁支柱转动，同时主制动梁有向轮对方向的运动趋势。主制动杠杆推动闸调器，将制动力传递到副制动杠杆端，带动副制动梁向车轮方向运动，使闸瓦与踏面接触实施后轮对的制动。副制动杠杆转动的同时带动推杆移动，将力传递到制动缸后侧，推动前制动梁实施前轮对的制动[1]。当车辆实施缓解时，在主、副制动梁自身重力的作用下滑块沿滑槽方向下滑，同时制动缸内的缓解弹簧被压缩后产生回复力，推动活塞反向运动，促使制动梁带动闸瓦与轮对踏面分离，使得制动装置缓解。
2仿真实验方案设计
2.1建立多体动力学模型
首先，建立集成制动装置虚拟样机模型。在Pro-E软件中建立好制动装置的三维模型，保存为SETP格式后导入到RecurDyn软件中。然后，对虚拟样机进行简化处理。
为提高仿真速度，突出研究重点，需简化虚拟样机模型，如删掉虚拟样机中不影响制动缓解运动的固定部件，对理论上不存在相对运动的部件进行合并及布尔加操作等。最后，对虚拟样机模型添加接触、约束和外载荷。在各接触面间添加接触，定义相应的刚度、阻尼、摩擦因素，对需要限制自由度的部件添加约束，如滑槽、轮对与大地间添加固定副等。外部载荷即制动力与缓解力。在制动试验中，添加由制动缸直接对活塞杆施加的外部载荷—制动力P，按制动缸内压强值和活塞面积计算出P=19445N，由于制动缸内进出气是渐变的过程，所以通过STEP函数控制制动力变化。实际缓解弹簧需提供的缓解力为700N，实验中通过定义弹簧的自由长度、刚度、阻尼等参数来实现。
三、 我国铁路货车检修制度发展趋势
3.1我国检修制度的推广
车辆检修制度主要是为了让成本降低，在此过程中一定要确保货车运输和使用过程中的安全性，我们已经逐步从事后维修转向计划维修，然而这些还远远不足，由于当前现行的检修制度依然出现很多问题，因此一定要重视检修制度的改革，当前我国的改革方向主要是由计划维修逐步向状态维修的方向转变，这就需要我国的相关人员，让自身的水平提高，采取优质的设备较好的技术，专业性的人才加入到铁路检修当中，进一步提高铁路作业的效率。
3.2以提高运行可靠性为中心
我国当前制造的零件质量和车辆依然出现一定的问题，与此同时，没有完善的维修环节，这就造成我国铁路货运的可靠性不高，因此一定要对检修制度进行全面改进，只有如此，才能保证车辆行驶过程中的安全性，在此过程中，需要使用可靠的理论大量的收集相关的数据，以真实的案例为基础，进一步全面深入的细化铁路检修系统，接着制定可行性较高的代码系统，分为故障代码和工作代码，通过数据库的方式进行汇总和计算，形成一套有迹可循的指标，并且将相关的系统报表公布，让铁路的各单位进行有针对性的改进，让运行的可靠性大幅度提高。
3.3建立车辆检修管理系统
当前铁路检修制度在管理方面还有一定的欠缺，在铁路检修制度改革的过程中，还需要让铁路系统管理的水平提高，原有的传统管理方式不但会造成大量的成本浪费，还会造成各部门之间的效率无法达到要求，因此一定要注意科学的转变和管理，以维护配件为例，一定要建立起一套层次分明、井然有序的专库专柜管理体系，让存储的成本大幅度降低，做到取件的准确性和及时性。
3.4整合内部检修队伍
检修业务外包的优势越来越明显，在当前铁路运输企业发展的过程中，逐步使用检修外包的方式把一些检修业务向专业的企业外包，这样铁路运输的内部检修工作会逐步减少，在这种条件下，为了让铁路车辆和零部件的检修水平提高，一定要对内部检修队伍进行强化和整合，让内部检修队伍的管理水平提高，要对检修队伍进行精简，建立起一支短小精悍的队伍，缩小人员的规模，并且重新考核相关的检修人员，对于无法通过考核的人员，安排在其他的岗位上进行队伍的综合水平提高，对检测的成本进行控制，另外还需要进一步加强内部建设队伍的培训，也就是检修任务外包给其他专业检修企业之后，需要重点重视应急处理等工作，让他们学会各种新车型新技术的检修管理工作，让零部件的故障处理水平提高，控制故障率。
结束语
集成制动装置各位闸瓦缓解时间相差甚微，具有良好同步性，非常适合长大下坡时的阶段缓解，可以保证列车平稳的减速与运行的安全。当滑槽磨耗板与滑块间摩擦系数很小时，由于两制动梁受机构间相互牵制作用，副制动梁的缓解阻力略大于主制动梁；但主制动梁比副制动梁的受摩擦阻力大，且差值与摩擦系数成正比，当摩擦系数增大至0.15时，两制动梁受摩擦阻力之差正好补偿机构间的相互牵制作用，实现主、副制动梁所受的缓解阻力相等。
参考文献
[1]孙灏.电子控制技术在车辆工程中的应用[J].时代农机，2018，45（12）：199.
[2]蔡炜炜.电子控制技术在车辆工程中的应用[J].农家参谋，2018（23）：247. 锦州市科学技术计划项目