120型空气制动机是我国现行货车的主型制动机。自投入运用以来,经过研发单位和运用部门近20年的运用改进,使制动机性能日趋稳定。但是,随着干线货车运行速度的提高以及运用强度的增大,120空气控制阀也暴露出诸多问题,给运用部门日常运用维护造成许多麻烦。随着车辆运用强度的增大,导致120空气控制阀作用部动作频繁,120型空气控制阀主阀惯性故障时有发生。鉴于此,采用建立全列车制动系统数学模型的方法,仿真模拟研究其制动性能,显得十分必要。首先,确定研究对象,通过对120型空气制动机的结构组成、作用机理进行分析研究,分析120空气控制阀在单元货车制动系统的作用特性,进而研究分析120型空气控制阀的核心部件的机构、作用机理,建立核心部件的数学模型。同时确定研究工具,使用成熟可靠的AMESim软件进行仿真研究,将数学模型与AMESim软件相结合,并进行数学模型的推导和分析。其次,对120空气控制阀的核心部件进行受力分析,研究分析各个腔室的压力变化对相关活塞运动的影响以及产生的效果,进而对整套120空气控制阀的基本原理进行分析,为之后建立科学高效的数学模型提供理论依据,最后为建立科学合理的一整套120单阀模型打下理论基础。再次,根据整套120空气控制阀作用原理确定气路模块模型,并根据作用机理建立局减阀与加速缓解阀的科学高效数学模型,结合气路模块模型,建立一整套120空气控制阀单阀的数学模型。然后,进行仿真计算,计算后数据与试验台的初充气试验、常用制动试验数据做分析对比,并进行加速缓解作用的仿真计算,验证整套120空气控制阀单阀简化模型的正确性、合理性。然后,建立不同编组数量的单元列车制动系统模型。对编组60辆、80辆、100辆、120辆的制动系统进行仿真计算分析。分别计算了不同编组辆数的初充气工况,不同减压量常用制动工况和不同减压量后的充气缓解工况。得到了不同编组条件下的初充气时间,不同减压量下的单元列车的制动波速、制动缸压力,缓解波速和再充气时间。与120空气控制阀专列试验数据对比,并且对误差产生的原因进行分析。并分析了编组辆数、减压量等因素对制动波速和缓解波速的影响规律。最后,对低气压环境下120辆单元货车制动系统进行仿真计算,得到制动系统在低气压环境下的性能参数。并与标准大气压环境下计算所得结果进行分析对比。