近些年随着公路物流业务量不断增长,相关部委大力推进物流行业提质增效,推广新型货运组织方式,提升运输装备技术水平。甩挂运输、模块化运输、滚装运输等新型运输方式稳步发展,汽车列车作为运输的主要载体,其安全性尤为重要。牵引车辆是汽车列车中具有驱动能力的单元,一般采用气压制动系统。为了提高汽车列车的制动安全性能,牵引车辆气压制动系统的优化一直是研究重点领域,制动系统响应时间、机构执行时间将直接影响汽车列车的制动性能,主要体现在制动时牵引车辆、挂车间的协调性和稳定性。因此,优化牵引车辆气压制动系统,提高制动系统响应时间,对提高汽车列车的制动安全性能有重要意义。本研究首先分析了牵引车辆气压制动系统组成和主要元器件的工作原理,建立了制动响应时间的数学模型,通过分析得到影响制动响应时间的主要因素分别为气源压力,管路半径、长度,制动气室有效横截面积,并结合第三批甩挂运输推荐车型相关静态/动态制动实测数据,重点分析了各因素对制动响应时间的影响效果。其次通过AMEsim建立制动阀、继动阀、ABS调压阀、制动气室、管路等主要元器件的仿真模型,并进行系统建模,对仿真模型的有效性进行了验证。然后细化了气压制动系统的参数优化模型,即选取每个元件每段连接的管路半径和长度以及制动气室活塞直径作为设计变量,选择数值优化算法和全局探索法的组合策略pointer算法,前后轴制动响应时间最小化为目标函数。以气源压力为变量,将AMEsim与多学科优化设计软件Isight进行联合仿真优化,获得优化之后的影响因素取值。研究结果表明:在800kPa气源压力下,优化产生了114次有效迭代方案,优化后最好的方案使得气压制动系统的牵引车辆前轴制动响应时间缩短了0.14s,后轴制动响应时间缩短了0.08s。在不同的气源压力下的优化结果表明,气源压力为900kPa时可达到最佳参数匹配结果,此时优化后的牵引车辆的前轴和后轴制动响应时间分别缩短了0.15s和0.11s,提高了制动安全性能。仿真过程中也发现制动响应时间影响因素在优化设计时需要考虑各参数匹配性,才能得到最佳的优化结果。