铁路货车空气制动系统运行状态监测与故障诊断研究
发布时间：2021-08-25 08:01
随着我国铁路货运向“重载高速”方向发展,对货车车辆的安全、运用、检修等工作都提出了更高的要求。空气制动系统是保证货车运用安全的最关键系统之一,其故障具有一定的复杂性,不易判别与处理,对故障的早发现、早定位,有利于后期的检修维护工作。因此,设计一套能够实时监测空气制动系统工作状态,并能够根据获取的数据做出故障识别定位的系统,具有较好的工程价值和实际意义。论文根据铁路货车空气制动系统的结构与工作原理,深入分析其常见故障的作用机理,设计了铁路货车空气制动系统运行状态监测与故障诊断系统,该系统主要由车载装置与地面分析系统组成,能够完成制动系统工作参数的采集、传输、特征提取与故障判别。论文主要工作如下:1、根据铁路货车空气制动系统常见故障判别机理,确定了空气制动系统运行状态监测和故障诊断系统的设计方案,完成了车载监测装置的硬件设计,实现了四点压力采集、信息存储、信息传输等功能。2、完成风压数据的判别与故障特征提取。提出基于支持向量机的四类常见制动故障分类方法,利用风压数据获得训练集与测试集数据,并且完成训练与分类结果的验证试验。3、建立基于贝叶斯网络的制动系统故障诊断模型。基于专家经验与相关性分...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一阶段局减作用
兰州交通大学工程硕士学位论文-7-当运行中的货车需要制动系统产生常用制动作用时，通过机车司机控制制动阀，列车管风压逐渐减小，列车管风压将作为信号传递给120控制阀，此时120控制阀内部通过作用。主活塞上下空间形成不同压力的风压，主活塞上移，从而连通第一阶段局减通路。具体空气通路如图2.2所示。由于主活塞上下空间风压差的持续加大，滑阀和节制阀随着主活塞一起上移，开通了第二阶段局减通路[15]。第二局减作用过程中，制动缸内部风压来源将由两部分组成，一部分来源与副风缸，另一部分来源与列车管，制动缸风压上升至50-70kpa左右时，局减阀产生作用关闭通路。第二局减作用示意图如图2.3所示。图2.3第二阶段局减作用（2）制动保压状态为了使货车产生制动作用状态，列车管排风减压，120控制阀作用，使副风缸内部风压通过120阀持续向制动缸输送。在输送过程中，伴随着副风缸风压的不断减小，制动缸风压从零逐渐增多，当两风缸内部的风压保持平衡时，即副风缸风压不会减小，制动缸风压不会增多。120阀作用促使节制阀向下移动，从而将副风缸与制动缸之间的通路关闭，货车制动系统处于制动保压作用状态。货车产生制动保压作用的意义为：当货车制动系统进入常用制动作用状态时，如果副风缸出现风压的微量漏泄，则列车管可以及时向副风缸充风，用以对副风缸产生的漏泄做出补充，同时促使120阀主活塞两侧的风压仍处于平衡状态，从而保证货车无法自
铁路货车空气制动系统运行状态监测与故障诊断研究-8-己产生缓解作用状态。制动保压作用示意图如图2.4所示。图2.4制动保压作用（3）充气缓解状态当列车在实施充气缓解作用时，列车管风压增大，制动缸风压经120阀通向加速缓解风缸活塞右侧的缩孔II排向大气，随着制动缸风压逐渐降低，列车开始实施缓解作用状态[16]。由于缩孔II排风量受到节制，风压在120控制阀活塞的右侧不断增加，引发活塞打开加速缓解阀，同时加速缓解风缸里面的风压流向止回阀，止回阀将风压输送至列车管，从而导致列车管发生局部增压，制动系统实现加速缓解作用。图2.5充气缓解作用
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hierarchically porous, ultrathin N–doped carbon nanosheets embedded with highly dispersed cobalt nanoparticles as efficient sulfur host for stable lithium–sulfur batteries[J]. Mengrui Wang,Xunfu Zhou,Xin Cai,Hongqiang Wang,Yueping Fang,Xinhua Zhong. Journal of Energy Chemistry. 2020(11)
[2]多分类支持向量机在电力变压器故障诊断中的应用[J]. 孙志鹏,崔青,张志磊,王涛,张天伟. 电气技术. 2019(10)
[3]基于证据合成与贝叶斯网络推理的航天器发射风险评估模型[J]. 董学军,杜建洲. 系统工程理论与实践. 2019(08)
[4]基于MSP430的提升机钢丝绳状态在线监测系统设计[J]. 高雪. 煤矿机械. 2019(07)
[5]基于物联网的风力发电机状态监测系统设计[J]. 王维娜,吴玲敏,高海瑞. 仪表技术与传感器. 2019(06)
[6]基于模糊多态贝叶斯网络的地铁运营风险评估方法[J]. 曾明华,王旭,王转敏,王敏. 城市轨道交通研究. 2019(05)
[7]基于EM算法的运行模态参数识别[J]. 张康,施袁锋. 地震工程学报. 2018(06)
[8]几何分布的参数估计及EM算法[J]. 张梦琇,周菊玲. 数学的实践与认识. 2018(20)
[9]铁路货车120型空气制动阀故障分析及防范措施[J]. 郗涛. 铁道机车车辆. 2017(06)
[10]神华铁路货车状态修关键制动技术探讨[J]. 辛民,徐海. 大连交通大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D]. 张德利.华北电力大学（河北） 2008
[2]基于贝叶斯网络的电力系统可靠性评估[D]. 霍利民.华北电力大学（河北） 2005
[3]贝叶斯学习理论及其应用研究[D]. 宫秀军.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2002
硕士论文
[1]贝叶斯网络的团树推理研究[D]. 韩凯文.青岛大学 2019
[2]基于PHM技术的铁路货车制动系统故障诊断研究[D]. 梁文光.北京交通大学 2019
[3]基于4G的OBD远程监控系统设计[D]. 匡书池.合肥工业大学 2019
[4]铁路货车车辆制动系统运用及故障分析研究[D]. 白天宇.中国铁道科学研究院 2018
[5]基于贝叶斯网络的货车空气制动系统故障诊断研究[D]. 裴迪.北京交通大学 2018
[6]HXN5型机车制动系统的应用研究[D]. 林世烈.西南交通大学 2018
[7]基于STM32的列车制动缸压力检测平台的设计与开发[D]. 张博强.燕山大学 2015
[8]无人机的大气数据处理计算系统研究与设计[D]. 郝旭耀.上海应用技术学院 2015
[9]铁路重载列车制动系统的研究[D]. 杨建平.西南交通大学 2015
[10]贝叶斯网络算法研究及应用[D]. 马明.燕山大学 2014
本文编号：3361727
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一阶段局减作用
兰州交通大学工程硕士学位论文-7-当运行中的货车需要制动系统产生常用制动作用时，通过机车司机控制制动阀，列车管风压逐渐减小，列车管风压将作为信号传递给120控制阀，此时120控制阀内部通过作用。主活塞上下空间形成不同压力的风压，主活塞上移，从而连通第一阶段局减通路。具体空气通路如图2.2所示。由于主活塞上下空间风压差的持续加大，滑阀和节制阀随着主活塞一起上移，开通了第二阶段局减通路[15]。第二局减作用过程中，制动缸内部风压来源将由两部分组成，一部分来源与副风缸，另一部分来源与列车管，制动缸风压上升至50-70kpa左右时，局减阀产生作用关闭通路。第二局减作用示意图如图2.3所示。图2.3第二阶段局减作用（2）制动保压状态为了使货车产生制动作用状态，列车管排风减压，120控制阀作用，使副风缸内部风压通过120阀持续向制动缸输送。在输送过程中，伴随着副风缸风压的不断减小，制动缸风压从零逐渐增多，当两风缸内部的风压保持平衡时，即副风缸风压不会减小，制动缸风压不会增多。120阀作用促使节制阀向下移动，从而将副风缸与制动缸之间的通路关闭，货车制动系统处于制动保压作用状态。货车产生制动保压作用的意义为：当货车制动系统进入常用制动作用状态时，如果副风缸出现风压的微量漏泄，则列车管可以及时向副风缸充风，用以对副风缸产生的漏泄做出补充，同时促使120阀主活塞两侧的风压仍处于平衡状态，从而保证货车无法自
铁路货车空气制动系统运行状态监测与故障诊断研究-8-己产生缓解作用状态。制动保压作用示意图如图2.4所示。图2.4制动保压作用（3）充气缓解状态当列车在实施充气缓解作用时，列车管风压增大，制动缸风压经120阀通向加速缓解风缸活塞右侧的缩孔II排向大气，随着制动缸风压逐渐降低，列车开始实施缓解作用状态[16]。由于缩孔II排风量受到节制，风压在120控制阀活塞的右侧不断增加，引发活塞打开加速缓解阀，同时加速缓解风缸里面的风压流向止回阀，止回阀将风压输送至列车管，从而导致列车管发生局部增压，制动系统实现加速缓解作用。图2.5充气缓解作用
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hierarchically porous, ultrathin N–doped carbon nanosheets embedded with highly dispersed cobalt nanoparticles as efficient sulfur host for stable lithium–sulfur batteries[J]. Mengrui Wang,Xunfu Zhou,Xin Cai,Hongqiang Wang,Yueping Fang,Xinhua Zhong. Journal of Energy Chemistry. 2020(11)
[2]多分类支持向量机在电力变压器故障诊断中的应用[J]. 孙志鹏,崔青,张志磊,王涛,张天伟. 电气技术. 2019(10)
[3]基于证据合成与贝叶斯网络推理的航天器发射风险评估模型[J]. 董学军,杜建洲. 系统工程理论与实践. 2019(08)
[4]基于MSP430的提升机钢丝绳状态在线监测系统设计[J]. 高雪. 煤矿机械. 2019(07)
[5]基于物联网的风力发电机状态监测系统设计[J]. 王维娜,吴玲敏,高海瑞. 仪表技术与传感器. 2019(06)
[6]基于模糊多态贝叶斯网络的地铁运营风险评估方法[J]. 曾明华,王旭,王转敏,王敏. 城市轨道交通研究. 2019(05)
[7]基于EM算法的运行模态参数识别[J]. 张康,施袁锋. 地震工程学报. 2018(06)
[8]几何分布的参数估计及EM算法[J]. 张梦琇,周菊玲. 数学的实践与认识. 2018(20)
[9]铁路货车120型空气制动阀故障分析及防范措施[J]. 郗涛. 铁道机车车辆. 2017(06)
[10]神华铁路货车状态修关键制动技术探讨[J]. 辛民,徐海. 大连交通大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]基于贝叶斯网络的故障智能诊断方法研究[D]. 张德利.华北电力大学（河北） 2008
[2]基于贝叶斯网络的电力系统可靠性评估[D]. 霍利民.华北电力大学（河北） 2005
[3]贝叶斯学习理论及其应用研究[D]. 宫秀军.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2002
硕士论文
[1]贝叶斯网络的团树推理研究[D]. 韩凯文.青岛大学 2019
[2]基于PHM技术的铁路货车制动系统故障诊断研究[D]. 梁文光.北京交通大学 2019
[3]基于4G的OBD远程监控系统设计[D]. 匡书池.合肥工业大学 2019
[4]铁路货车车辆制动系统运用及故障分析研究[D]. 白天宇.中国铁道科学研究院 2018
[5]基于贝叶斯网络的货车空气制动系统故障诊断研究[D]. 裴迪.北京交通大学 2018
[6]HXN5型机车制动系统的应用研究[D]. 林世烈.西南交通大学 2018
[7]基于STM32的列车制动缸压力检测平台的设计与开发[D]. 张博强.燕山大学 2015
[8]无人机的大气数据处理计算系统研究与设计[D]. 郝旭耀.上海应用技术学院 2015
[9]铁路重载列车制动系统的研究[D]. 杨建平.西南交通大学 2015
[10]贝叶斯网络算法研究及应用[D]. 马明.燕山大学 2014
本文编号：3361727
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