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谈FLUIDSIM气动仿真软件在地铁车辆教学中的运用

现代化的地铁车辆是集多专业先进技术于一体的综合性产

品，设计机械、电气及控制、材料等领域。因此在讲授《地铁车

辆》课程中有许多内容涉及电气控制原理，比如气动车门装置、

电空制动系统和空调通风系统等。针对这些晦涩难懂的内容，需

要化抽象为具体，帮助学生直观理解所学知识。但是，现在市场

上的相关实训设备种类繁多，价格昂贵。利用*****M仿真软件对

系统回路进行设计和仿真，能减少教学成本，拉近了课堂与现场

的距离，充分调动学生的思维能力，教学效果好，激发学生的学

习兴趣，

1*****M软件介绍

*****M是一款专门应用于液压与气动技术的教学软件，传

统的液压与气动技术教学抽象难懂，很难吸引学生的学习兴趣。

使用*****M软件能够很好地解决实验室设备不足，教学形式抽象

难懂的问题，该软件应用到液压与气动技术教学中具有极高的实

践意义。

1.1*****M—P软件用户界面设计的很清楚浅显易学，适合

地铁车辆教学激发学生的学习兴趣。

*****M—P软件的图库中有上百种标准液压、气动、电气元

件的图标，绘图时使用者在图库中的选择所需的元件图标拖到制

图区。完成元件的连接，只需在两个连接点之间按住鼠标左键移

动，轻松自动生成所需的气路表，此软件可以根据用户需要自由

调节已生成气路的位置，避免了气路之间的相互交叉。*****M—

P软件会检查各元件之间的连接是否可行，设计的气路出现错误

时，软件会提示错误并且做出正确指示，帮助使用者做出快速判

断，设计出工作性能高，结构简单的回路。

1.2*****M—P软件对绘制好的气路有强大的仿真纠错的操

作功能。

在设计好的气路图中，选用*****M—P的仿真纠错功能，可

以检测设计的气路在模拟现实工作状态下的工作性能。在仿真纠

错功能中设计者还可以观察到各元件的物理量值，如气缸的运动

速度、输出力、节流阀的开度、气路的压力等，这样我们就能够

预先了解回路的动态特性，从而正确的估计回路实际运行时的工

作状态。

2在教学中*****M-P仿真软件的应用设计实例（本文以气

动客室车门的电气控制设计为例）

2.1广州地铁1号线车辆的客室车门为电控气动门简介

车门系统主要由控制系统、驱动系统、机械传动系统、悬挂

和导向系统、锁闭机构、门页以及负责检测的各种行程开关组成。

首先根据车门的气动原理，利用*****M-P仿真软件绘制了

车门的气动控制原理图。

通常开门电磁阀、关门电磁阀、解锁电磁阀及开门速度、关

门速度、开门缓冲、关门缓冲节流阀和快速排气阀是集成安装成

一体，即为中央控制阀。车门的开关时通过中央控制阀的控制来

实现的。以压缩空气为动力驱动双向作用气缸活塞的前进和后退，

再通过钢丝绳等组成的机械传动机构完成对门的开关动作，机械

锁闭机构可以是车门可靠地固定在关闭位置。

车门的开关是通过操作车门按钮，通过电气控制系统控制中

央控制阀上的3个二位三通电磁阀（开门电磁阀、关门电磁阀和

解锁电磁阀）的通、断来实现车门的开、关及锁定。调节中央控

制阀上的调节旋钮可调整开、关门速度及缓冲速度。由4个限位

开关S1（开门行程开关）、S2（关门行程开关）、S3（锁闭行程开

关）、S4（手动解锁行程开关），给出车门状况信号，司机可以在

司机室操纵按钮，通过电气控制系统实现列车所有门的同步动作，

也可对没关好的车门单独进行重开门的控制。

2.2车门工作原理

初始状态是，各电磁阀均为失电状态。

（1）开门：开门的空气流程如下：

进气：得电得电活塞伸出。

压缩空气开门电磁阀（Y01），解锁电磁阀（Y03），节流阀解

锁气缸顶开门钩

开门速度节流阀驱动气缸左端进气口活塞杆外伸。

排气：

活塞左移驱动气缸排气开门缓冲节流阀快速排气阀大气。

（2）关门：关门的空气流程如下：

失电

解锁电磁阀（Y03），解锁气缸排气活塞缩回门钩复位（在活

塞弹簧作用下）。

进气：得电

压缩空气关门电磁阀（Y02），关门节流阀驱动气缸右端进气

口活塞杆缩回

开门电磁阀（Y01）。

失电

排气：

（3）活塞右移驱动气缸排