新型城轨车辆载荷控制阀检测装置研制

摘要

载荷控制阀在地铁车辆制动系统中具有非常关键的作用，地铁列车在运行期间，车辆载重会因旅客上下车数量的变化而变化，为了保障旅客乘坐舒适度，车辆设计时应确保车辆制动调速过程中，每辆车的制动率基本一致。实际上，车辆制造时，每辆车的制动力设计值是相同的，尤其是紧急制动。这就会造成载荷轻的车辆发生车轮擦伤故障或载荷重的车辆发生紧急制动力不足现象。为了使每辆车的紧急制动率保持一致，载荷控制阀则可根据空气弹簧压力的变化，实时调整地铁列车每节车辆的紧急制动力大小。载荷控制阀通过限制进入中继阀的预控压力，使地铁列车在空车和重车时紧急制动率保持一致，从而保证列车的运行安全。由此可见，载荷控制阀性能的可靠与否，不仅影响地铁车辆制动系统作用的可靠性，还直接影响轨道交通运输的安全性。为此，新造或运用检修维护后的载荷控制阀，均需要进行相关的试验验证及性能检测。为了准确、可靠地测试载荷控制阀的作用功能，则需要一套试验检测装置。因此，研究用于载荷控制阀的检验测试系统，对于地铁车辆制动系统、列车行车安全，具有重要意义。　　本课题研究对象是载荷控制阀的检测装置，测试对象是各城市地铁车辆制动系统的载荷控制阀。首先，简单论述地铁车辆制动系统气路原理，分析载荷控制阀在系统中的控制方法；并介绍载荷控制阀的结构特点及其工作机理。根据载荷控制阀的工作机理及性能结构，重点论述了检测装置的总体设计方案、技术需求与设计参数。制订载荷控制阀的测试项目，包括气密性测试、升压稳定性测试和性能校对测试。　　其次，根据载荷控制阀的测试项目，研究、开发、设计检测装置的电气系统和气路系统。电气系统包括微机控制、传感测试、软件编程开发等；气路系统包括两个腔室的气密性检测气路和载荷控制阀的功能检测气路。气路系统采用EP控制方案对气路压力进行精确控制。根据检测装置的的性能要求，分析电气、气动关键部件的精度、灵敏度、应用特性，为检测装置设计提供依据。　　根据所选的气动元件规格型号与接口尺寸，设计出检测装置的操作面板及机械台架总体框架方案。　　最后，对检测装置的软件系统进行开发。基于VisualBasic6.0软件的可视化操作界面，编写载荷控制阀的测试程序。检测装置可满足载荷控制阀的各项测试、原因分析、记录存储、动态显示测试结果，打印测试报告等需求。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 流体测控技术的发展现状

1.3.1 压力检测技术的发展现状

1.3.2 压力控制技术的发展现状

1.3.3 流体流量测控技术的发展现状

1.4 论文的主要工作

第2章 载荷控制阀与检测装置机理分析

2.1 杭州地铁1号线制动系统结构与作用机理

2.2 载荷控制阀结构与作用机理

2.3 设计参数确定与试验需求分析

2.3.1 检测装置设计参数确定

2.3.2 试验需求分析与试验项目确定

2.4 本章小结

第3章 检测装置总体方案研究

3.1 检测装置设计目标

3.2 检测装置结构及原理

3.3 检测装置的基本功能分析

3.3.1 气密性测试

3.3.2 升压稳定性测试

3.3.3 参数调整分析

3.3.4 性能校对分析

3.4 检测装置试验流程

3.5 本章小结

第4章 检测装置气路系统研究

4.1 EP 模块控制方案研究

4.1.1 模拟电磁阀与开关电磁阀对比分析

4.1.2 脉宽调制PWM技术和PID控制算法分析

4.1.3 建立EP控制方案

4.2 气密性测试气路研究

4.2.1 预控腔气密性检测气路设计

4.2.2 输出腔气密性检测气路设计

4.3 功能检测气路研究

4.4 载荷控制阀检测装置气路设计

4.5 气路系统气动元件选型分析

4.5.1 过滤器选型分析

4.5.2 电磁阀选型分析

4.5.3 风缸选型分析

4.6 本章小结

第5章 检测装置硬件系统研究

5.1传感测试系统研究

5.1.1 压力传感器选型分析

5.1.2 数显表选型分析

5.1.3 端子板选型分析

5.1.4 数据采集卡选型分析

5.2 电气控制系统研究

5.2.1 检测装置供电电路设计

5.2.2 气路系统元件供电电路设计

5.2.3 传感测试系统供电电路设计

5.2.4 硬件连接及供电电路设计

5.2.5 检测装置电气控制设计方案

5.2.6 工控机及其它设备选型分析

5.3 检测装置机械结构研究

5.3.1 检测装置柜体设计

5.3.2 载荷控制阀气路安装板卡设计

5.3.3 检测装置总成

5.3.4 检测装置实物图

5.4 本章小结

第6章 检测装置软件系统研究

6.1Visual Basic 6.0 软件

6.2 载荷控制阀检测装置软件程序

6.2.1 载荷控制阀检测装置程序界面设计

6.2.2 人员信息管理模块设计

6.2.3 传感器标定模块设计

6.2.4 数据采集模块设计

6.2.5 试验主程序模块设计

6.2.6 数据库与打印模块

6.3 本章小结

结论与展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附 录