丸子的小雕
摘要随着科学技术的进步,交通工具越来越发达。但是它给人们带来便捷的同时,作为其动力的石油资源开始枯竭。人们意识到环境污染的严重性,已开始实施环保政策,治理大气污染,并积极探索新型无污染能源,因此,电动车越来越被人们所关注。结合电动车的历史与现状,本文全面分析了电动车国内外发展趋势。经过比较分析,充分考虑到影响轻型电动车性能的各种因素,设计出自己的轻型电动车整车结构,并完成驱动、制动控制系统的设计以及充电电池、电动机等主要部件的设计,形成控制器的初步设计方案。关键词:轻型 电动车 巡逻车 设计AbstractWith the progress of science and technology, the means of transportation is more and more developed. But it brings for people convenient at the same time, be its dynamical petroleum resources to start to be dried up. People realize the severity of the environmental pollution, have already begun to implement the environmental protection policy, manage the air pollution, and explore the new-type pollution-free energy actively. So the electronic bicycle is being paid close attention to by people. Combine the historical current situation of the electronic bicycle, this paper has analysed the domestic and international development trend of electronic bicycle in an all-round way. Through comparative analysis , I fully consider that influences various kinds of factors of electronic climbing bicycle performance , design my own electronic climbing bicycle completed car structure , and complete to drive, apply the brake design , rechargeable battery and motor of control system main selecting type of part to finish, form the preliminary design plan of the controllerKeyword:Electronic bicycle Dsign目录第一章 绪论 引言 国内外电动车的发展及现状 我国电动车产业的现状: 国外电动车的发展及现状 发展电动车的必要性和有利条件 设计任务 8第二章 电动自行车关键技术概况 电动自行车电机 电动自行车电池 镉镍电池 氢镍电池 铁镍电池 铅酸电池 电池选用情况 车架 电动自行车的控制器 控制器的介绍 智能控制器的实现方案 电机调速方案 电机及控制器保护方案 蓄电池欠压保护方案 刹车控制方案 系统程序流程 控制器结构原理图 17第三章 整车方案选择 车架造型的选择与创新 有限元素法 蓄电池安装设计 其他另部件选择对整车影响 总体设计方案的选择 21第四章 动力系统设计 阻力分析 滚动阻力F 空气阻力R 坡度阻力f 加速阻力j 电机的选择 蓄电池规格选择 29第五章 整车设计及性能分析 整车设计 车架强度的校核 电动车是否会翻倾的校核 电动车上下坡翻倾校核 侧倾校核 制动翻倾性和加速翻倾性校核 减震弹簧的设计 骑行速度校核 转向系统校核 34第六章 总结与展望 总结 展望 35致谢 36参考文献 37第一章 绪论引言中国是一个名副其实的自行车大国,自行车与老百姓的关系十分地密切,可以这样说,只要有路的地方,总能见到骑自行车的人。虽然中国人均自行车占有量高居世界首位,但是,每年仍维持着3200万辆的产量,而市场需求也达到了2900万辆。如此巨大的市场对任何一种自行车相关联的产品都是极具吸引力的。随着社会的发展,人民生活水平的提高,民众对交通工具的需求也在提高。目就,很多大中城市对摩托车上路实施严格控制,为弥补公共交通能力上的不足,一种单缸二冲程燃油型助力车大量面市。它的出现的确给城市居民的生活和工作带来了方便,但这种燃油型助力车也给城市的空气带来严重的污染。不仅如此,几十万个小汽油桶存放在千家万户内,消防工作也十分繁重。80年代曾一度兴起的电动车开发与研究,大有一统天下之势。当时电动车存在的问题很多:电机效率低、电池寿命短、电池比能量不高,很快地便冷落下来。其后,每当有新技术出现时,便会立即在电动车上使用(包括电动汽车领域)。电动车的发展经历了三起两落,人们始终没有放弃对它的研究。随着科学技术的发展,90年代中后期,电机制作技术有了突破性进展,传动和控制系统更加轻便可靠,蕾电池技术也取得了长足的进步,所有这些为电动自行车的第三次腾飞打下了坚实的基础。由于电动自行车具有无废气污染、无嗓音、轻便美观等特点,特别适合在人口较集中的大中城市中使用,故受到欧美、日本等西方国家青睐。在欧洲,电动自行车是供人们休闲使用;在日本,主要是妇女和儿童骑行。他们对电动自行车的要求相对较低。例如:电池一次全充电,续驶里程在20kM以上,时速在20hm/h以下即可。为达到这些要求,蓄电池很容易满足其要求。在中国,自行车是作为代步工具使用的。在一些大城市,职工上下班来回行走几十公里,对于一次充电仅能行驶20km的电动自行车显然不能满足要求,为保证行驶里程长,就要加大电池容量,电池容量增加,电池体积、重量、价格等都要增加。另外还有一个如何正确驾驶电动自行车的问题。这要从两个方面来看,首先它不同于自行车,因为它不是单纯依靠人力使车辆行驶;其次它不同于全电动车,当其电池没有电的时候,可以借助人力继续行驶。由此可见,电动自行车对骑行者的素质要求较高。电动自行车生产厂家,应指导用户正确使用电动自行车。国内外电动自行车的发展及现状我国电动自行车产业的现状:一、 据不完全统计,目前我国电动自行车生产企业有464家,分布在15省、市。去年中自协联同各省市协会对226家企业统计,电动自行车产量达399.72万辆。根据统计分析有以下几个特点:(一)、规模扩大,产量增长,但形成经济规模的企业依然很少2004年我国电动自行车总产量增长幅度大,但是以众多厂家的增加而增长,不是靠规模厂家的增多而增长。真正形成较大规模的企业不多,很难压制众多小企业盲目加入,年产100辆、1000辆的企业依然存在。由于小企业数量越多,所以统一规范的难度也越大。所以希望有规模的企业在保证产品质量的前提下更要加快发展,这对企业和行业都有好处,提高竞争力,提高市场占有率,可以压制一些小企业的盲目加入。(二)、自行车企业生产电动自行车的依然不多,优势并不明显。虽然电动自行车是自行车的延伸产品,但从目前看自行车企业生产电动自行车优势并不明显。中自协226家电动自行车生产企业中原生产自行车的企业仅59家,占25%,总产量110万辆,占27.5%,其中年产1万辆的企业31家,占33%,由此表明优势不明显,还没有在电动自行车产业中形成主导地位。(三)、产品质量参差不齐,质量状况不容乐观。去年399.72万辆电动自行车中真正严格按国标GB1761(1999)《电动自行车安全通用技术标准》生产的比例不高,约占50%,从上海、天津、江苏、浙江的自行车展览会上展出的样车看,达标的品种并不多。从市场价格看,1500元/辆的在增多,有的甚至价格在1000元/辆以下。这些价格的下降不是通过管理的提高,生产规模的扩大,从而成本下降,而是不少企业通过配置质量低的零部件或低价原材料、简陋的生产来降成本,实现利润,所以质量较差。从近期的产品抽样结果可以证明,2004年国家自行车监测中心对40个企业产品抽检,合格率仅75%,不合格的25%对消费者来说就是100%;近期上海检测58个企业,合格率仅63.8%;徐州抽检的不合格率达50%;还有山东胶东地区抽查15个批次,合格率仅33%。这些数据应当引起我们企业的高度重视。这些不合格产品都有三个共同问题,一是产品超重、超速。二是踏板式车型多,脚踏离地高度不够,转弯时,脚踏触地。三是车架、前叉组合强度不够,导致严重断裂,个别产品甚至制动性能都不达标,都给产品使用带来安全隐患。所以近年来电动自行车的用户投诉量不断增长。产品出口也存在质量问题,导致退货。中自协为此已搞了一个“三包”规定,并报国家技术监督局。他们也十分重视,已提到议事日程,计划搞一个全国性的电动自行车产品“三包”规定。我们企业一定要把精力放到提高质量上来。当然我国电动自行车的总体质量水平在提高,我只是把问题提得重一些,希望引起企业重视。只有抓好产品质量的一致性、稳定性,才能真正促进行业的健康高效的发展。二、2005年我国电动自行车的发展趋势2004年的产量标志我国电动自行车已进入了发展阶段。展望2005年电动自行车在刺激需求和制约需求的矛盾中仍将有新的发展。拉动需求的因素是什么,有以下几点。(1)去年我国人均GDP已达到1000美元,预示社会需求将有一个升级,收入增高,需求势头自然高。有相当部分居民把电动自行车作为代步工具作为首选。今年3月份有关部门调查全国有63%的人收入稳定增加,而且有71%的群体认为现在是购买耐用消费品的最好时期。电动自行车自然也会受到影响,使一部分人由意向转为购买行动。(2)《道路交通安全法》将于5月1日正式实施,电动自行车可以以非机动车身份名正言顺地合法上路。无疑使一部分人把目光投向电动自行车。各地有关政府部门也有法可依,将放开对电动自行车的上路限制。国家技术监督局近期也将出台新的标准。所以企业的产品一定要符合标准,乘势而上。(3)中自协统计,到2004年全行业累计产销量达700万辆。仅去年一年就增加了400万辆,这表明使用电动自行车的人越来越多,城市拥有量迅速扩大,这无疑是一个很好的产品流动大广告,必将吸引市民的眼球,成为刺激购买欲的因素。(4)2002年8月北京市通告禁止电动自行车上牌上路,当时北京出台禁令后不久,太原、桂林、福州、温州等城市也出台了电动自行车上路禁令,这可能是巧合,但也不排除受北京市的影响。今年北京将允许电动自行车上路,这无疑带来正面影响,成为电动自行车需求扩大的有利因素。当然,我们还必须看到电动车产业发展中的负面因素。(1)今年国内的电力供应仍然紧张,钢材、塑料、橡胶原材料价格还将上涨。无疑要制约行业的发展。据有关部门预计,今年我国电力缺口达2000万千瓦以上,华东、华南、华北是缺口严重地区,而我国电动自行车主要产区正是这些地区。今年1-2月份钢材平均上涨39.7%,而且权威部门预示,钢材高价位还将持续4年以上。橡胶平均上涨11%。从全国其它强势行业看,去年我国汽车增长44.7%,拖拉机增长51%,机床增长54.3%,发电机增长148.2%,冶炼设备增长66.6%,这些强势行业的用材必将挤占电动自行车行业的用材,这些都将成为制约行业发展的外部因素。(2)从内部因素看,生产企业不规范行为也将制约发展。目前行业内有许多企业的产品未能达标。说明行业内一些企业的法制观念淡薄。市场经济是法制经济。如果道路上行驶的不达标电动自行车越来越多,非机动车和机动车混在一起,必将要引起交管部门的重视,规范的力度必然加大,到一定程度不达标电动车将受到限制,对行业来说是自毁前程。如按现状发展下去,我想断送电动自行车行业的时间不会很长,所以业内企业一定要高度重视这个问题,自觉遵纪守法,共同促进行业的健康发展。三、要把握落实科学发展观,促进电动自行车的发展中央十六大提出了科学发展观的理念。胡锦涛总书记在一次人和自然会议上也提出要树立落实科学发展观。我们对此要把握好二点:一是必须着力提高经济增长的质量、效益,努力实现速度、效益的统一,使经济保持可持续发展。二是要坚持理论与实践相结合,因地制宜,因时制宜,贯彻到各个方面。电动自行车行业如何落实呢?我认为①要努力提高电动自行车的产品质量,延长产品使用期;②提高管理水平、降低能源消耗、材料消耗,就目前我们行业的管理水平还是粗放型的,表现为耗能高、耗材高、效率低、效益低。国家统计局统计2003年我国国内生产总值达116694亿元,增长速度不小,但分析,我们消耗了26000万吨钢材,占世界的25%,8.2亿吨水泥,占世界的50%和2.5亿吨石油,换来了占世界总GDP的4%。所以我们的企业家要有社会责任感,电动自行车行业也如此。1)要通过科学、严格的管理提高质量,降低消耗,节约资源,努力达到可持续发展的目标。2)要开拓创新,电动自行车行业更要紧跟时代步伐,大力运用新技术、新材料、新工艺,延长产品使用周期,减少消耗,替换紧缺原材料等,牢固根据科学发展观,推动电动自行车产业的新发展。国外电动自行车的发展及现状日本是电动自行车商品化较早的国家之一。1994年4月雅马哈公司首先推出商品名为“PAS”的电动自行车。“PAS”Power Assistant System 的缩写。本田公司则于1995年2月亮出名为“RACOON”的电动自行车,据说在性能、结构上比雅马哈的略胜一筹。雅马哈、本田两家公司在争夺电动自行车市场的拼杀上已开始就进了白热化状态。三洋、松下、小松等公司不甘落后,纷纷亮出品牌打出广告,意欲抢占市场。据不完全统计,1994年雅马哈公司一统市场,生产销售了电动山地车3万辆;1995年本田和雅马哈展开拼搏,两家公司生产销售电动自行车合计达9万多辆,两方平分秋色;1996年更多的公司加入竞争行列,实现销售超过了20万辆,其中雅马哈公司销售了7万辆,本田公司销售了6万辆;近几年的销售又有了新的突破。至此,据统计日本电动自行车生产厂家从五年前的仅有一家发展到了十三家,年生产能力突破了40万辆。欧美等西方国家生产销售电动自行车也较早,如:德国MSG公司,Diamant公司,Hercules公司等很早就推出了“Cityblitz”,“Electry”等等品牌的电动自行车;英国的Aschbach公司,奥地利的Velectro公司,意大利的Montuori公司都有电动自行车问世。而美国的Charger 公司,ZAP公司,也都出品了电动自行车。不过欧美更注重开发电动汽车,相比之下电动自行车显得无足轻重了。从最近第五十七届米兰国际两轮车展览会上得到的消息,尽管目前电动自行车的发展还存在着诸多的制约因素,但对其发展前景还是普遍看好,许多企业在电动自行车辆的研究开发中倾注了较大的力量。在这次展览会上,一些国际知名公司像奔驰、雅马哈、比亚乔等都展示出了他们的各种新型电动自行车。从这次参展的国外部分品牌的电动自行车来看,目前国外电动自行车正朝着驱动无刷化、功能多样化、控制智能化方向发展。详见表1-1。公司 品牌 主要性能参数 主要特点德国奔驰 HybirdBike 重量;电机输出功率:220W;最大时速25Km/h;一次充电续行距离:20Km 车轮:26英寸;24V5Ah镍镉电池;无刷轮毂式电机驱动;脚踏来电;皮带传动加内齿圈增速飞轮。意大利比亚乔 Albatros重量28Kg;电机输出功率:250W;最大时速25Km/h;一次充电续行距离:30Km 车轮:26英寸;36V5Ah镍镉电池;“U”字形车架;外转子无刷直流电机前轮驱动;后轮配有内变速齿轮。日本雅马哈 PAS XPC26 重量;电机输出功率:235W;最大时速24Km/h;一次充电续行距离:40Km 车轮:26英寸;24V5Ah镍镉电池;典型的中轴驱动型电动自行车。美国PMI ContinentDove 重量32Kg;电机输出功率:180W;最大时速20Km/h;一次充电续行距离:30Km 车轮:24英寸;24V12Ah镍镉电池;后轮轮毂式电机驱动,造型流畅。国内大陆鸽、安琪儿均按此车款仿型设计。表1-1国外部分电动自行车性能在美国,电动自行车将可能拥有一个重要的市场,但是必须进行适当的宣传和推销工作。2002年,美国开始更改电动自行车的立法,电动自行车的市场地位有所变化。新的法规规定:电动自行车需具有脚蹬功能,电动机功率<750w,最高行驶速度<32km/h,可以像自行车那样骑行。美国连邦法[自行车]之定义即包含了以上这类电动自行车。该立法对于电动自行车来说是好消息,车辆可以允许有帽盔、后视镜等配置,并能在自行车道上行驶。按上述条例,电动自行车由有关的消费制品安全委员会 (Consumer Product Safety Commi sion——CPSC)管理。生产电动自行车的各企业的规章制度均应合乎此法规要求。将来电动自行车新法规,可能停止或取消二轮车的骑行规定中对低龄人群的骑行许可。很多州规定年龄在16岁以上才能取得骑行许可,也有些州规定是18岁。此法规将作为美国的电动自行车的使用规则,但很多消费者和商人对之尚未适应。美国市场现有的电动自行车不少是根据日本和欧洲的模式设计的,美国对于电动自行车功率末满的问题并未拒绝。然而,美国的有些电动自行车制造厂己对新的法规优势进行研究。目前,美国市场销售的电动自行车,很多是EvGlobal、Giant、Merida和松下Panasonic的产品。新加入销售行列的有Electric Vehicle Technolo—gies(EVT)、 The Electric cycl e Company(TECC)、wave Crest Laboratories 3家公司。EVT和TECC已按新法规进行产品生产。采用高技术电动机的wave Creast Laboratory则用美国军用特殊待制品中心的有利条件生产军用电动自行车。ETC、CurrieTechnologies和Zap目前生产的电动自行车主要是轻量电动踏板车。由于美国经济受伊拉克战事、恐怖活动、失业率等种种因素的影响,消费需求也随之减弱。 美国对电动自行车的认识现状是:电动自行车尚未被认作文通工具。目前,很多购买者将之当作一种休闲娱乐器具。此外,对于市场的细致分析也没有进行。实际情况是还有不少美国人对电动自行车的存在及其功能尚未注意,或者是还不了解。因而要开拓美国电动自行车市场首先要加强宣传和广为介绍电动自行车的功能及其特性和优点。在商品广告宣传方面美国是比较强的,美国有很多电视和杂志广告,还有有线电视、CS广播和互联网发布的新产品信息,商业信息量较大,例如对商品的使用方法、功效、功能等等都有详细的宣传和说明。但是,电动自行车行业还未很好地利用此种具有优势的广告手段,而是赖于当地的传媒、邮件及行业的宣传资料联络商人。在美国,电动自行车要打开市场,应当在适当的媒体上做适量的广告,互联网就是一个很好的选择。很多商品信息通过互联网与销售商进行勾通,并解决消费者对该商品的咨询等问题。关于美国电动自行车的实际销售量,由于尚无相关机构,因此很难统计出来。美国市场的很多电动自行车是从国外进口,据中国台湾有关媒体报道,2002年,台湾省向美国出口电动自行车3.7万辆,在中国大陆洁lJ造的Pauasent、Aprillia、Pri ma等外国品牌的电动自行车输入美国的数量不多。中国大陆制造的电动自行车很多是面向中国市场而设计的。而面向美国出口的产品,对于产品的技术条件(规格、性能等)要有若干变更,例如车子的载重量、功率、速度等,更重要的是要具有较高品质、竞争力强的产品,使美国市场乐意接受。电动踏板车、轻型电动踏板车则在美国市场呈继续上升趋势,它们处于电动二轮车的重要位置。Cycle Electric公司200l—2002年间共销售电动踏板车约27万辆。还有一些小型公司,如Currie、Bleady、EV Rider制造立乘式踏板车。中国大陆向美国出口的电动踏板车也较多。坐骑式踏板车作为短距离交通工具,在美国市场扩展很快。据称,中国有100家以上制造踏板车的工厂向美国出口产品。美国电动踏板车市场的进口供应厂商有中国台湾的JD Components和HCF两家公司,HCF的Po—lari s和Merctery型号在市场处于领先地位,川Components主要提供坐骑型踏板车。美国的电动自行车市场销售渠道尚未理顺,商品目录制作公司、联网销售店、自行车专业商店、批发商店、高尔大二轮车零售商、礼品商店、自由市场以至户外市场等等均可自由销售电动自行车(含电动踏板车)。目前,很多公司在研究、探索并确立较完善、较有秩序的电动自行车销售渠道。发展电动自行车的必要性和有利条件电动自行车在我国的发展虽然经历了数十年,历经曲折,但它能够在九十年代重新崛起,应该说有其客观的必要性和有了条件。
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现代汽车制动系统的发展趋势从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面,包括制动控制的理论和方法,以及采用新的技术。一.制动控制系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时的车辆的质量比较小,速度比较低,机械制动虽已满足车辆制动的需要,但随着汽车自质量的增加,助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时,开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径的鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车,该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展,尤其是军用车辆及军用技术的发展,车辆制动有了新的突破,液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代,液压助力制动器才成为现实。20世纪80年代后期,随着电子技术的发展,世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体,是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分:传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数,如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置,控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后,给压力调节器发出指令。1936年,博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器;1971年,克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限,可靠性不够理想,且成本高。1979年,默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现,以及电子信息处理技术的高速发展,ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份,世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规,使ABS成为汽车的标准设备。二.制动控制系统的现状当考虑基本的制动功能量,液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后,传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言,增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。传统的制动控制系统只做一样事情,即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时,主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路,并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。目前,车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品,并在各种车辆上得到了广泛的应用,但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用,但是其调试比较困难,不同的车辆需要不同的匹配技术,在许多不同的道路上加以验证;从理论上来说,整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上,并未达到最佳的制动效果。另外,由于编制逻辑门限ABS有许多局限性,所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS,它是以连续量控制形式,使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率,理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率,另一个难点是车辆速度的测量问题,它应是低成本可靠的技术,并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言,控制精度并不是十分突出的问题,并且达到高精度的控制也比较困难;因为路面及车辆运动状态的变化很大,多种干扰影响较大,所以重要的问题在于控制的稳定性,即系统鲁棒性,应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性,否则会导致人身伤亡及车辆损坏。因此,发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在,多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外,增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统,是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制,与系统的模型无关,具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性,但调整控制参数比较困难,无理论而言,基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言,控制规律有一定的规律。另外,也有采用其它的控制方法,如基于状态空门及线性反馈理论的方法,模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上,通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来,兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度,能达到很好的控制效果。车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时,因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时,车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定,车轮切向力也减少,影响加速性能。由此看出,防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率,所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后,主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统,来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件,两者共存一体,发展成为ABS/ASR系统。目前,ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用,并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于的某些载货车上使用,重型车是首先装用的。然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用,并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性,但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能,同时可进行制动强度的控制。ABS只有在极端情况下(车轮完全抱死)才会控制制动,在部分制动时,电子制动使可控制单个制动缸压力,因此反应时间缩短,确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场,在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。德国博世公司在1993年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。然而EBS是全新的系统,它有很大的潜力,必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。三.制动控制系统的发展今天,ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能;另一方面是采用优化控制理论,实施伺服控制和高精度控制。在第一方面,ABS功能的扩充除ASR外,同时把悬架和转向控制扩展进来,使ABS不仅仅是防抱死系统,而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展,将产生电子控制系统之间的联系网络,从而产生一些新的功能,如:采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率;在制动过程中,通过输入一个驱动命令给电子悬架系统,能防止车辆的俯仰。在第二个方面,一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术,已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS),这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来,并不是一个简单的问题。除技术外,系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。经过了一百多年的发展,汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子,特别是大规模、超大规模集成电路的发展,汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西-海斯(K-H)公司在一辆实验车上安装了一种电-液(EH)制动系统,该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置,K-H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况,而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力,从而使制动距离缩短5%。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(Brake-By-Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史四.全电路制动(BBW)BBW是未来制动控制系统的L发展方向。全电制动不同于传统的制动系统,因为其传递的是电,而不是液压油或压缩空气,可以省略许多管路和传感器,缩短制动反应时间。全电制动的结构如图2所示。其主要包含以下部分:a)电制动器。其结构和液压制动器基本类似,有盘式和鼓式两种,作动器是电动机;b)电制动控制单元(ECU)。接收制动踏板发出的信号,控制制动器制动;接收驻车制动信号,控制驻车制动;接收车轮传感器信号,识别车轮是否抱死、打滑等,控制车轮制动力,实现防抱死和驱动防滑。由于各种控制系统如卫星定位、导航系统,自动变速系统,无级转向系统,悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成,所以ECU还得兼顾这些系统的控制;c)轮速传感器。准确、可靠、及时地获得车轮的速度;d)线束。给系统传递能源和电控制信号;e)电源。为整个电制动系统提供能源。与其他系统共用。可以是各种电源,也包括再生能源。从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点:a)整个制动系统结构简单,省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件,使整车质量降低;b)制动响应时间短,提高制动性能;c)无制动液,维护简单;d)系统总成制造、装配、测试简单快捷,制动分总成为模块化结构;e)采用电线连接,系统耐久性能良好;f)易于改进,稍加改进就可以增加各种电控制功能。全电制动控制系统是一个全新的系统,给制动控制系统带来了巨大的变革,为将来的车辆智能控制提供条件。但是,要想全面推广,还有不少问题需要解决:首先是驱动能源问题。采用全电路制动控制系统,需要较多的能源,一个盘式制动器大约需要1kW的驱动能量。目前车辆12V电力系统提供不了这么大的能量,因此,将来车辆动力系统采用高压电,加大能源供应,可以满足制动能量要求,同时需要解决高电压带来的安全问题。其次是控制系统失效处理。全电制动控制系统面临的一个难题是制动失效的处理。因为不存在独立的主动备用制动系统,因此需要一个备用系统保证制动安全,不论是ECU元件失效,传感器失效还是制动器本身、线束失效,都能保证制动的基本性能。实现全电制动控制的一个关键技术是系统失效时的信息交流协议,如TTP/C。系统一旦出现故障,立即发出信息,确保信息传递符合法规最适合的方法是多重通道分时区(TDMA),它可以保证不出现不可预测的信息滞后。TTP/C协议是根据TDMA制定的。第三是抗干扰处理。车辆在运行过程中会有各种干扰信号,如何消除这些干扰信号造成的影响,目前存在多种抗干扰控制系统,基本上分为两种:即对称式和非对称式抗干扰控制系统。对称式抗干扰控制系统是用两个相同的CPU和同样的计算程序处理制动信号。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的CPU和不一样的计算程序处理制动信号。两种方法各有优缺点。另外,电制动控制系统的软件和硬件如何实现模块化,以适应不同种类的车型需要;如何实现底盘的模块化,是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑进来,从算法上模块化,建立数据总线系统,才能以最低的成本获得最好的控制系统。电制动控制系统首先用在混合动力制动系统车辆上,采用液压制动和电制动两种制动系统。这种混合制动系统是全电制动系统的过渡方案。由于两套制动系统共存,使结构复杂,成本偏高。随着技术的进步,上述的各种问题会逐步得到解决,全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统。图3是这种全电制动控制系统的配置方案。五.结论综上所述,现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性,将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时,随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展,电子元件的成本及尺寸不断下降。汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统,未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统,各种控制单元集中在一个ECU中,并将逐渐代替常规的控制系统,实现车辆控制的智能化。但是,汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引,各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。同时需要各种国际及国内的相关法规的健全,这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。汽车安全的发展历程如今,汽车安全已经成为各大汽车厂商必修的功课,从只说安全的VOLVO到“为了所有人安全”的本田汽车,汽车安全成为汽车厂商宣传的核心主题之一,那么,我们现在回头看看,到底谁才是真正开创汽车安全的鼻祖呢?在讲述ESP、安全带、安全气囊甚至G-CON车身之前,让我们再来看看汽车安全的发展历史,从历史来看,汽车安全在汽车发明之后的50年左右才被逐步重视起来,这次我们必须仍然要感谢汽车的鼻祖戴姆勒-奔驰汽车,我们还要记住被称为安全之父的一个人——巴恩伊(Béla Barényi)。安全车身1939年8月1日,巴恩伊第一次来到位于斯图加特市郊辛德芬根的戴姆勒-奔驰公司上班。这位年轻人由此开始了改写了汽车发展史的伟大历程,因为后来出现的许多安全设计理念和技术都与他的发明息息相关。而在此前,这位脾气急躁的天才设计师却总窝在一间木板房里进行着各种新技术的研发。早在40年代,他就开始注意到汽车的车身设计是决定汽车被动安全的关键,他创造性地提出特别设计转向系统、转向柱、方向盘、底盘以及车身,以确保车内驾乘人员的安全性。他说:“未来汽车上的转向系、转向柱、方向盘、底盘和车身一定会与目前的有所不同。”从1939年8月起,巴恩伊就在一个96平方米大小的木棚房里开始了他的设计研发工作。作为当今汽车安全车身技术的基础,巴恩伊在他的“Terracruiser”(1945)和“Concadoro”(1946)的新车方案中率先提出了他对被动安全的设想和未来车身的设计结合在一起思想。其中,六座的“Terracruiser”在车身中部设计了异常坚固的乘坐舱,并且前面和后面分别与塑性变形碰撞缓冲区弹性连接,它们在事故发生时能吸收碰撞所产生的动力能量。类似的安全特性在三座的“Concadoro”上也有所体现。“Concadoro”车身采用三厢结构设计,单排的座椅使得驾驶舱可以前后调整。此外,设计方案已经有了带挡板的方向盘和安全转向柱。而这个时候,汽车巨子丰田汽车尚未诞生,本田汽车仍然在专注于它的摩托车技术。安全带安全带的发明和使用是当今汽车安全的专家VOLVO,早在上世纪40年代,VOLVO汽车的安全设计也开始启程,20世纪40年代,VOLVO在PV444型车上配置了诸如胶合挡风玻璃和安全车厢的框架机构等创新配置,这种设计和奔驰的巴恩伊在轿厢安全设计理念如出一辙。1959年,VOLVO推出了由尼尔斯·波哈林发明的三点式安全带,从此改变了整个汽车世界。VOLVO于1962年荣获第一个安全奖,以后类似奖项就接踵而来。1970年,VOLVO开始在轿车上装备儿童安全座椅,1987年VOLVO又首先在轿车上装备了安全气囊。安全气囊随着汽车工业的发展,近年来安全气囊几乎成了各个汽车厂商轿车的标准配备了,保护汽车乘员的想法最先产生于美国。1952年美国汽车生产者联合会在理论上阐述了这样一种汽车安全系统的必要性。几乎同时,这种系统的原理图也绘制了出来。1953年8月,美国人约翰.赫特里特首次提出了“汽车用安全气囊防护装置”,并在美国获得了“汽车缓冲安全装置”专利。但是真正实现安全气囊的商用仍然是汽车安全的始祖戴姆勒奔驰,由于当时技术水平的限制,还不能把这种想法或专利付诸实现。到了1980年,奔驰公司开始实现这种设想,它在自己生产的部分汽车上安装了安全气囊。而从1985年起,在全部供应美国市场的汽车上都有安装了这种安全系统。随后,又出现了第一个保护驾驶员旁前排座乘员头部的气囊。ABS和ESPABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利,早在20世纪30年代,ABS就已经在铁路机车的制动系统中应用,目的是防止车化在制动过程中抱死,导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。1936年德国博世公司取得了ABS专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成,使用开关方法对制动压力进行控制。20世纪40年代末期,为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗,飞机制动系统开始采用ABS,并很快成为飞机的标准装备。20世纪50年代防抱制动系统开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上;1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。1978年ABS系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统,并批量装于奔驰轿车上。由于微处理器的引入,使ABS系统开始具有了智能,从而奠定了ABS系统的基础和基本模式。90年代初期,在当今炙手可热的ESP开始被博世汽车发明出来,但是第一款安装了ESP的轿车仍然是奔驰的产品-A级车。所以,汽车安全几乎是来自各个工业领域的积累,无论是VOLVO还是奔驰,都是这个领域内实现商用化的先锋,特别是汽车鼻祖奔驰,综合来说,作为安全带的开山鼻祖,VOLVO的安全的确让人称道,还有一贯对安全电子系统专注不止的博世汽车零部件公司,但是值得注意的是,从汽车安全车身设计理念到ABS/ESP、安全气囊的大规模商用,奔驰汽车一直走在其它汽车公司之前。梅赛德斯-奔驰自1900年生产出世界上第一台现代汽车以来,一直引领着整个汽车行业的发展,特别在汽车安全领域,ABS、ESP、安全带、安全气囊、碰撞测试等现代汽车的安全基础要素几乎都是由梅赛德斯-奔驰首创或率先使用的。
小统哥9888
电空制动机采用电信号作为控制指令,动力源则采用压力空气。下面是我为大家推荐的浅谈电力机车制动机论文,欢迎浏览。
《 防止SS4改型电力机车非正常制动的对策 》
摘要:非正常制动在机车运用中时有发生,给 安全生产 带来了极大的隐患。本文阐述了一种防止电力机车非正常制动的报警装置,该装置在SS4改型电力机车上的使用,有效地减少了此类问题的发生,为机车的安全运用提供了有力的保障。
关键词:SS4改型电力机车;非正常制动;报警装置
中图分类号:
一 引言
机车非正常制动报警装置采用双语音报警盒,多传感器,重联设计。以单片机为核心,采用智能语音芯片,具有语音声光报警提示功能,适合各型内电机车,安装简便。可有效的防止因乘务员误操作、误打手制动、制动系统故障等因素,造成的机车动轮长时间制动,从而预防动轮弛缓或轮对擦伤故障的发生,保障了机车安全运行。
二 工作原理
机车非正常制动报警装置包括速度信号检测、第一转向架空气制动信号检测、第二转向架空气制动信号检测、手制动检测、单片机电路、语音报警、信息显示、数据设置、电源模块、重联输入输出、存储电路等部分。
机车非正常制动报警装置原理框图
1、速度信号检测
速度信号取自机车速度传感器,经隔离后进行整形,输出两路信号,一路为开关信号,表示机车有速度信号,另一路为脉冲信号,送入单片机电路,计算出机车制动后的走行距离。
2、制动信号检测
a. 采用压力开关检测机车空气制动信号。安装在制动风管上。当机车空气制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。每台机车安装两个,任何一个动作,均表示机车处于制动状态。
b. 采用接近开关检测机车手制动信号,安装在带有手制动机位置的制动缸鞲鞴上,当机车手制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。
3、单片机电路
单片机单元是报警器的核心。它一方面负责机车各项参数数据的设定和初始化,另一方面单片机电路会根据设定好的参数数据对速度信号脉冲进行计算,计算机车的制动距离,根据检测的制动信号,输出部位信号指示。当制动距离达到设定值时,输出制动距离信号。其报警逻辑为:
报警模式1=速度×制动
报警模式2=速度×制动×制动距离
即:机车运行中,当速度≥3Km/h时,如果机车制动,则语音提示三遍“机车制动”(报警模式1);当机车制动距离超过报警距离时,语音连续提示“注意,机车制动”(报警模式2)。
4、重联输入输出
重联输入输出负责监测重联信号的输入,并在有制动信号的情况下输出重联信号。
5、参数设置单元
该部分负责机车参数数据设置,分为三项:
a. 机车类型设置(电力机车或内燃机车);
b. 传感器类型设置(光电传感器或磁电传感器);
d. 报警距离设置(100M-900M)。
6、存储电路
负责存储设定好的机车各项参数,使报警装置在非使用状态下(断电),可存储已设定好的参数,包括机车类型,传感器类型,制动报警距离。
7、显示电路
本设置采用数码管显示加LED显示电路,用于显示报警器工作状态、报警状态、制动信号状态和机车运行状态,在设置功能下显示参数设置的状态。
8、语音电路
负责报警器的语音报警,在设置状态下,语音提示当前的设置状态。
三 技术指标
1、电源
电源电压: DC 110V±30%
功率:10W
2、制动报警距离
距离计程分度:10 M
报警距离设定:100―900 M(可以100M为进制选择)
3、速度通道:
适用测速电机:可选择光电或磁电速度传感器(独立供电或并联供电)。
采样灵敏度: 300 mV AC
输入阻抗: >10 KΩ
4、闸缸制动传感器(压力开关)
工作电压: DC 15±2 V
动作压力:± bar
5、停车制动缸传感器(接近开关)
工作电压: DC 15±2 V
动作距离:4±1 mm
6、绝缘电阻: >20 MΩ
7、报警模式:制动信号显示、语音提示、声光同时报警。
8、使用环境条件符合TB/T 3021-2001《机车电子装置》要求。
四 安装 方法
每台机车安装两套机车非正常制动报警装置,包括两个报警盒、2个压力开关传感器、2个接近开关传感器和连接电缆。
1、报警盒安装:
报警盒安装在司机室侧墙面上。通过P0(10芯电缆)和P1(5芯电缆)引入1号端子柜内的接线盒上,由接线盒引出线接到端子柜内。
2、接线盒安装:
将接线盒安装在一号端子柜右侧,用Φ4自攻螺丝固定;
3、压力开关的安装:
压力开关安装在机车制动柜202BP压力传感器
下方,将202BP拆下,安装转接座(SS4压力开关
三通),202BP和压力开关安装到位。所有接头缠绕
密封胶带,安装时用力适当。 压力开关
4、接近开关的安装:
将机车处于缓解状态下,接近开关安装在右2轮的制动缸鞲鞴的一侧,用于监视鞲鞴动作判断机车上闸、缓解状态,同时监视机车手制动动作。
五 使用方法
1、接通电源,报警装置处于工作状态。报警器首先进行数据的初始化并提示开机提示音,之后显示电路工作。当机车静止时,可设置报警装置的各项参数,包括机车类型、传感器类型和制动报警距离。
2、当机车无制动时,数码管显示“0000”。当机车制动时,报警器上对应的“本节手制动”、“本节空气制动”、“后节手制动”“后节空气制动”指示灯亮,分别表示机车本节或后节制动。当报警装置重联使用时,有重联制动时,数码管显示“H000”。
3、机车运行中(速度≥3Km/h),如果机车制动,语音提示三遍“机车制动”。
4、机车运行中,机车制动后,报警装置上“数码管”将显示制动走行距离,当机车制动距离超过报警距离时,报警装置开始语音连续报警“注意,机车制动”。此时如果机车停车或缓解,报警停止。
5、本报警装置,只对司机起报警作用,不参与机车控制。当出现报警时,乘务员应检查报警装置上对应的制动信号,检查前后节机车闸缸压力,及时排除故障处所。
6、当本装置故障后,可将报警装置上的插头拔下,即可切除。如果一节车报警装置故障,不影响另一节车工作。如果传感器故障,可以将接近开关防水插头(或压力开关接线)拔下,不影响另一传感器工作。
六 综述
机车非正常制动报警装置,通过压力开关和接近开关检测制动信号。不仅可以利用压力开关检测制动缸压力信号,判断机车空气制动;也可以利用接近开关采检测制动缸鞲鞴行程信号,判断机车手制动。机车非正常制动报警装置,只有在机车运行中超过了设定的制动距离的情况下才报警。对于停车制动和正常制动情况不报警,符合机车运用状态。
《 阿根廷机车制动系统的设计 》
【摘 要】本文介绍出口阿根廷机车的制动系统的组成、制动机主要部件、综合作用、主要参数等。
【关键词】阿根廷机车;制动系统;综合作用;26L
1 概述
阿根廷SDD7型内燃机车是我公司于2012年设计研发的一种双司机室内走廊的机车,它用于阿根廷圣马丁铁路线的客运牵引,该机车是以纯空气制动为主的制动系统,辅助动力制动及手制动。主要使用司机室内手动操作制动系统。
2 SDD7型内燃机车制动系统的组成
SDD7型内燃机车制动系统包括风源系统、空气制动系统、辅助用风系统、基础制动和手制动。
风源系统
机车风源系统的主要作用是产生和储备具有一定压力的清洁压缩空气,它是机车上各种风动设备和制动机的动力。风源系统主要由空气压缩机(以下简称空压机)、散热器、空气干燥器、安全阀、止回阀、总风缸、空气压力调节器等组成。其主要任务是及时向机车及列车制动系统,机车撒砂系统、风喇叭和刮雨器系统、控制用风管路及 其它 辅助用风装置等提供足够的、符合压力规定和质量等级要求的压缩空气。现将各部件的用途简述如下:
(1)3CDCB A型 空压机。3CDCBA型空压机为空气制动系统提供压缩空气,它由柴油机经过传动机构来驱动. 空压机的工作主要由总风缸管路上装有的压力调节器自动调节,它将总风缸压力转换为电信号来控制空压机控制电磁阀的通断,从而实现空压机的加载和卸载。
(2)散热器。散热器装在空压机后,其作用是将压缩空气从空压机的出口温度冷却到不大于空气干燥器进口温度的最小值。
(3)止回阀。风源系统安装了两个止回阀,一个止回阀装在空压机和总风缸之间,防止总风缸压力空气倒流。另一个安装在第一总风缸与第二总风缸之间,阻止总风从第二总风缸倒流至第一总风缸。
(4)SJKG-C B型 干燥器。SJKG-CB型空气干燥器是一种双塔交替工作、无热再生的除湿装置,,此干燥器是根据本车中空压机的特殊情况,在原SJKG-C系列空气干燥器的基础上加再生风流量自动调节阀,再生风流量自动调节阀控制出气,并按照实时的流量信号控制再生风量的大小,使干燥剂再生,保持再生耗气率小于或等于18�。空气干燥器设在空压机组和总风缸之间,目的是为了确保制动系统的可靠性,去除空气中的油、水和灰尘等杂质,其过滤精度位5μm。
(5)总风缸:根据整个空气管路系统的用风要求,本机车设有两个容积均为500L的总风缸,用来储存压缩空气。两个总风缸都带有排水阀。
(6)高压安全阀。高压安全阀装在两个总风缸之间,其作用是防止总风压力超过规定值(950±20)kPa,关闭动作值不低于850 kPa。
空气制动系统的主要部件
空气制动系统由26-L型制动机、管路附件等组成。该系统符合AAR RP-505-2001相关标准的要求,具有机车制动重联、断钩保护、紧急安全控制、电阻制动和空气制动连锁等功能。26-L型制动机的主要部件分三部分:
(1)基础制动部分: 30-CDW空气制动阀、30-CW模块、26F控制阀和J-1继动阀。
操纵30-CDW空气制动阀,通过30-CW模块由总风给列车管充、排气,26F控制阀受列车管空气压力的变化和单独缓解和作用管充、排气的控制,使J-1中继阀控制机车制动缸的充气和排气,使机车得到制动和缓解。
(2)紧急制动部分:紧急制动阀和A-1充气遮断控制阀。
紧急制动阀安装在主操纵台一侧的地板上,用于紧急情况下实施制动。
A-1充气遮断控制阀是列车断钩分离时的保护装置。当列车分离或其他非自阀的原因,使列车发生紧急制动时,此阀能实现以下特性:
1)切断列车管充气、保证总风缸的风不被排到大气,不因此浪费系统的空气压力。
2)自动撒砂:在紧急制动作用过程中,能对车轮即刻实施撒砂辅助制动作用。
3)切断动力:保证切除牵引电机的动力。这可以减少列车拉断的可能。
4)电阻制动切断:通过切断电阻制动,使系统仅处于紧急制动。一旦紧急制动作用启动将不能停止。
(3)重联部分:MU-2A阀和F-1选择阀。F-1选择阀受MU-2-A阀的控制,实现机车的重联功能。
26L空气制动机的综合作用
26L空气制动机的综合作用是通过操纵自动制动阀和单独制动阀,使制动机各部件产生动作,从而使机车实现制动、缓解、紧急制动等功能。26L空气制动机的综合作用包括充气、自动制动、自动缓解、单独制动、单独缓解、紧急制动、断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制等。本文着重介绍断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制和紧急制动的缓解。
(1)断钩保护
断钩保护装置是在发生非自阀原因所造成的列车紧急制动(如紧急制动阀实施紧急制动,或由警惕装置、超速、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令)时,列车管内的压力空气迅速排出,A-1充气遮断控制阀的作用鞲鞴处于紧急制动位,切断鞲鞴充入总风并上移,列车管遮断管充风,列车管充气通路被遮断,当列车管遮断管的空气压力达到设定值,动力切断开关断开,机车牵引动力和电阻制动自动切除并撒砂,以保证列车迅速停车。
(2)电空制动连锁
将自动制动阀手柄置紧急位或紧急制动阀实施紧急制动、或由警惕装置、超速、按紧急按钮、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当12号管的压力升到压力开关5KP的动作值约160kPa时,电阻制动或牵引动力自动卸载或加不上载并开始自动撒砂。 当制动缸压力达到(100±10 )kPa时,电阻制动卸载或加载无效。制动缸压力小于85kPa时,施行电阻制动有效。
将自动制动阀手柄移到制动区的任何位置后,机车施行电阻制动时,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,制动缸压力自动缓解,并降到0。机车施行电阻制动后,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,将自动制动阀手柄从缓解位移到制动区内的任何位置,制动缸压力均为0。当电阻制动切除以后,制动缸压力立刻由0升到自动制动阀手柄所在位置所对应的压力值。 (3)紧急安全控制
由警惕装置、超速、按紧急按钮和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当21号管的空气压力降到550kPa时,紧急安全控制空气压力调节器常开触头断开,紧急制动电磁阀失电,机车或列车实施空气紧急制动。如要缓解由紧急安全控制引起的紧急制动作用,需操作如下:将制动阀的选择阀手柄置OUT位,移自动制动阀手柄到紧急位,停留时间超过30s,移自动制动阀到手柄HO位或SUP位,直到状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,(大约30~60s),(完成以上操作以后,21号管的压力逐步建立,直到升至690 kPa,紧急安全控制空气压力调节7KP重置),移动动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,使机车或列车空气紧急制动缓解。
(4)紧急制动的缓解
由自动制动阀手柄、警惕装置、超速、按紧急制动按钮、断钩和其它装置发出惩罚的紧急制动作用的缓解,需将制动阀的选择阀手柄置OUT位,再将自动制动阀手柄移到紧急位,停留时间超过30s后,移自动制动阀手柄到HO位或SUP位,待状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,移制动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,当12号管的压力降到压力调节器5KP的释放值约80kPa时,电阻制动或牵引动力加载功能恢复并停止撒砂。
26L制动系统主要参数
26L制动系统主要参数如表1所示:
辅助用风系统
(1)解钩
本机车装有自动车钩,通过操作操纵台上的解钩按钮来控制解钩电磁阀的通断,从而控制解钩管的充、排风,实现自动车钩的解钩。
(2)撒砂系统
撒砂有自动和人为撒砂,人为撒砂由设在机车操纵台下的脚踏开关来控制。主台及副台分别都配有一个脚踏开关,当需要人为撒砂时,踏下脚踏开关,行驶方向的撒砂器撒砂。自动撒砂是由微机控制在紧急制动、机车空转或滑行时自动撒砂。
(3)风喇叭系统
风喇叭安装在司机室顶部,每端各装有1个高音喇叭和一个低音喇叭。由设在机车操纵台上的按钮开关及操纵台下的脚踏开关来控制。按下操纵台上的喇叭按钮或踏下脚踏开关,操纵端风喇叭电磁阀得电,风喇叭鸣响,并通过微机记录风喇叭工作状态。
(4)控制用风系统
控制用风系统主要是给电气系统空电开关等辅助用风装置提供符合压力和清洁度要求的压力空气。
基础制动
每个转向架有3根轴,装有6个独立作用的单元制动器,其中中间轴采用可连接手制动装置的单元制动器。每个单元制动器装有2块闸瓦,方便更换,且有利于制动时的接触与散热。SDD7型内燃机车使用的是我公司自行研制的QB-11和QB-11S型单元制动器,其中,QB-11S型单元制动器能与手制动装置相连。该单元制动器利用不自锁梯形螺纹结构实现闸瓦间隙自动调整。
手制动
手制动装置是利用人力操纵产生制动作用的装置。用于在线路上机车的停放,防止溜逸。顺时针旋转手制动手轮实施机车制动,逆时针旋转手制动手轮实施机车缓解。手制动装置的能力能够保证在15‰的坡道上驻车。
3 机车线路考核
本SDD7型内燃机车已于2013年初运抵阿根廷,并陆续开展了机车的静态试验、线路上的动态试验和运用考核,在圣马丁线运用考核结果初步表明,该制动系统满足用户的使用要求。
参考文献:
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