机车制动系统更新换代过程中,虽然机车制动技术不断发展,制动方式逐渐多样化,电阻制动、再生制动、磁轨制动、涡流制动等新型制动方式逐步使用,但是空气制始终动作为一种必须的制动方式在机车制动系统中保留和发展,保证着列车的安全运行。对于我国在这一轨道交通大发展时期来说,对机车空气制动的研究同样具有十分重要的意义。论文以和谐电力机车制动系统中关键模块为研究对象,共分为7个章。绪论部分介绍了选题背景、铁路制动系统数值仿真技术发展状况、并提出论文主要内容和研究意义；第二章首先对机车制动系统主体结构做了必要的理论研究,对机车制动系统中响应列车管压力变化的部分划分为EP模块、分配阀模块和紧急模块三个关键模块,为后面章节的研究提供支持；第三章分析了EP模块的机理,提出了C型EP模块方案,在AMESim软件平台构建了C型EP模块模型,构建PID控制算法,进行仿真,并分析了仿真结果。为深入了解EP模块,又借助AMEsim的批处理功能分析了制动/缓解电磁阀充排气特性参数、预控容积参数及调节误差等参数对EP模块的影响,并对比分析了试验数据和仿真数据；第四章分析了分配阀模块的结构和工作过程,然后对分配阀模块压力输出做了理论研究,在AMESim软件平台上搭建了分配阀模块模型,并对仿真结果进行了一系列分析,为了深入研究分配阀模块,借助AMESim软件批处理功能分析容积式参数、阻尼孔特性参数、排气孔特性参数对分配阀模块的影响。第五章分析了紧急模块中紧急气动阀的机理,在AMESim软件平台上搭建了紧急气动阀模型,对仿真结果进行分析,并借助AMESim软件批处理功能分析了弹簧特性参数对紧急气动阀的影响。然后,对紧急排风阀进行了理论研究,借助于AMESim软件平台上搭建的紧急排风阀模型,对紧急排风阀的电磁阀排气特性参数和阻尼孔特性参数进行优化处理分析；第六章在AMESim软件平台构建了中继阀、换向阀和双向阀模型,并且和EP模块模型、分配阀模块模型、紧急模块等模型一起构成空气制动系统。利用系统仿真模型分别模拟在换向阀得电和失电情况下的初制动、常用制动区制动、常用全制动、抑制位制动、重联位制动和紧急制动以及单缓操作和制动模式切换,分析制动曲线,研究空气制动系统模型的制动性能及可变参数对制动性能的影响,并分析了系统的阶段制动和阶段缓解性能。第七章分析了试验曲线,验证了仿真模型的合理性。