截止式气动中继阀的数学模型和仿真.pdfVIP

截止式气动中继阀的数学模型和仿真 任利惠裴玉春左建勇 吴萌岭 (同济大学铁道与城市轨道交通研究院，一L海，200072) 摘要：根据地铁列车的直通式制动系统中截止式中继阀的作用原理和结构，建立了截止式中 继阀的数学模型。使用DSHplus软件建立了截止式中继阀的仿真模型，并分析了其性能。 关键词：中继阀，模型，仿真 l中间阀的作用原理和结构 1．1地铁车辆的直通式制动系统 地铁车辆的直通式制动气动系统主要由供风缸、制动缸和控制阀组件组成。其中控制阀 包括紧急阀、制动阀、缓解阀、空重车阀和中继阀。整个气动系统可成分为控制气路和动力 气路。控制气路由副风缸、紧急阀、缓解阀、空重车阀组成，控制风压作用于鞲鞴的上方， 打开、关闭中继阀的充气孔和排气孔。空气气路的流量很小，为了保证控制气压的稳定，设 置了一个0．5L的工作风缸。动力气路由副风缸、制动缸和中继阀组成。中继阀在控制气路 的作用下，打开、关闭制动缸通向大气和副风缸的气路。动力气路的流量大。中继阀是动力 气路的关键元件。 图1直通式制动气动系统 1．2中间阀的作用原理和结构 中继阀有三个通气口，依次为信号口、输出口和总风u，其中输出口连接制动缸，总风 口连接副风缸。 自信号口进来的信号空气压力作甩于鞲鞴上侧，推动鞲鞴带动连杆下移，连杆再推动移 动阀芯克服弹簧的作用力以及移动阀芯的背压下移，这时总风口中来自副风缸的压力空气就 通过阀口空隙通入到输出u中，压力空气从输出口输出剑制动缸，这时制动缸得到压力空气 后推出杠杆，夹紧制动盘，完成制动。 压力空气自总风口进入输出口的同时通过节流孑L通入到鞲鞴下侧，作用于鞲鞴。于是， 随着输出口压力的上升，作用于鞲鞴下面的空气压力也将上n。当作用于鞲鞴下方的空气压 75 生日gI盟窑亟主塑劐弛±盘盛睑堑监奎望 力与弹簧作用力以及移动阀芯的背压之和上升到犬于鞲鞴上方信号压山中气的作用力时，鞲 鞴，连杆和移动阀芯就会上移，使移动阀芯和阎口套再次闭台，址力空气不再山总风口通^ 输出口．输出口压力不再上升。这样，鞲鞴上下压力选到一个平衡状态，不再移动。如果一 旦F游空气发生泄漏导致压力下将时．移动阀芯与阀口套之间的空群!x将出现，总风口仍然 往输出口通入压力空气。这样，压力不再下降，保证了所需的制动眍力．实现制动保压。 如果信号空气压力下降，鞲鞴上侧的压力空气降低，辅鞴在下侧压力的作用下向上移动， 这时连杆端口离开移动阀芯．使得排气孔打开，制动缸内的压力空气经排气孔靖c向大气．制 动缸的压力下降。当制动缸的压力下降到接近信号空气压力时，辅鞴、连杆就会下移，使移 动阀芯和阀口套再次fjl合，压力空气不再由制动缸输出，制动缸压力小再下降。 大气 目2中镕阀结构ma示意田 2中继阀的数学模型 2l中继用的数学模型 巾继阀的三个通气口的开启和关闭状态，受到连杆和移动阀芯的控制，因此中继阀可分 解为排气气路和进气气路两大部分。 ●十H s‘ ■^■ 一 目3#气：拉：Ⅻfq∞*量特性与精鞴#程的t《 排乜部分由捧气二位二通闷和鞲鞴组成，其中排气二位二通阀II鞲鞴连杆控制，鞲输连 杆部分可等教为一个气缸。鞲鞴的行程是排气二位二通阎的控制变量，排气二位二通阀的流 持特性与鞲鞴行程的关系可用国3表达，其中sl是连杆到移动阃．占的空走行程。 充气部分由充气二位二通阀和移动阀芯组成，其中进气二位二通阀由移动阀芯控制，移 动阀芯部分也等效为一个气缸。移动阀芯的行程是充气二位二通阀的控制变量，充气二位二 通阀的流量特性与移动阀芯行程的关系可用图4表达。 排气、充气二位二通阀均为比例流是阀。 最小值 最大值 |l————————————L 零位 储端行程