[發(fā)明專利]一種列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010100517.X
• 申請(qǐng)日: 2010-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101750219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi)華;崔濤;馬啟文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M17/08
• 分類號(hào): G01M17/08;G01M9/08
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹(shù)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為滿足社會(huì)的需要，鐵路實(shí)施跨越式發(fā)展，國(guó)內(nèi)高速鐵路發(fā)展不斷創(chuàng)造新高潮。高速鐵路里程不斷延展的同時(shí)，行車(chē)速度也在不斷的提高，京滬高速最高運(yùn)行速度將達(dá)到400km/h。列車(chē)運(yùn)行速度的提高加劇了輪軌的相互作用，以及列車(chē)與空氣介質(zhì)的相互作用，給列車(chē)大系統(tǒng)帶來(lái)了諸多新的相關(guān)問(wèn)題。為保證高速列車(chē)的高速安全運(yùn)行，必須研究列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能和碰撞性能，需要對(duì)列車(chē)進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。

由于列車(chē)實(shí)車(chē)線路實(shí)驗(yàn)成本較高，組織調(diào)度龐大，易受外界環(huán)境的影響，而且有的研究?jī)?nèi)容在線路上實(shí)施存在很大的難度，甚至無(wú)法實(shí)施。如列車(chē)脫軌研究、列車(chē)碰撞等均無(wú)法在實(shí)際線路上實(shí)際實(shí)施。

列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)裝置是一種模擬列車(chē)運(yùn)行環(huán)境的模型裝置，它用等比例縮小的試驗(yàn)車(chē)及軌道模擬真實(shí)的列車(chē)運(yùn)行狀況。其成本低，實(shí)驗(yàn)受外界環(huán)境影響較小，可以模擬多種工況，如列車(chē)會(huì)車(chē)、隧道通過(guò)、列車(chē)脫軌過(guò)程及脫軌后列車(chē)的動(dòng)態(tài)行為，甚至列車(chē)碰撞等，從而對(duì)列車(chē)性能進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究。

列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為使試驗(yàn)車(chē)運(yùn)行必須對(duì)其進(jìn)行加速，現(xiàn)有的加速方式主要采用壓縮空氣或者橡皮筋作為動(dòng)力源。如西南交通大學(xué)動(dòng)模試驗(yàn)線長(zhǎng)度為20m，采用鋼絲繩導(dǎo)向，列車(chē)模型縮比為1∶80，試驗(yàn)列車(chē)速度為360km/h，主要針對(duì)于隧道實(shí)驗(yàn)。日本動(dòng)模實(shí)驗(yàn)裝置采用鋼絲繩導(dǎo)向，最高運(yùn)動(dòng)速度為360km/h，主要實(shí)驗(yàn)工況為0.03m管徑的隧道通過(guò)試驗(yàn)。英國(guó)動(dòng)模裝置線路長(zhǎng)度為132m，采用鋼軌導(dǎo)向，列車(chē)縮比采用1：25，模型質(zhì)量為10Kg，最高試驗(yàn)速度為200km/h，主要用來(lái)進(jìn)行列車(chē)會(huì)車(chē)和隧道通過(guò)試驗(yàn)。中南大學(xué)動(dòng)模裝置試驗(yàn)線長(zhǎng)度為164m，采用鋼軌支撐導(dǎo)向，列車(chē)縮比為1∶16～1∶20，彈射模型質(zhì)量15～30Kg，列車(chē)運(yùn)行速度220～280km/h，可以進(jìn)行會(huì)車(chē)和隧道通過(guò)試驗(yàn)。以上這些現(xiàn)有的列車(chē)動(dòng)模試驗(yàn)系統(tǒng)或者以壓縮空氣或者以橡皮筋作為動(dòng)力源，由于其動(dòng)力不夠強(qiáng)勁，因此這些模型比例小，運(yùn)行速度有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的動(dòng)力強(qiáng)，試驗(yàn)車(chē)的形狀大、重量大，試驗(yàn)車(chē)在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到的速度更高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境與真實(shí)情況更加接近，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是：一種列車(chē)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括線路支撐、線路支撐上的試驗(yàn)車(chē)、試驗(yàn)車(chē)后方的動(dòng)力裝置。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：動(dòng)力裝置由壓縮空氣彈射機(jī)構(gòu)、推車(chē)和飛輪加速機(jī)構(gòu)組成，其中：

所述的飛輪加速機(jī)構(gòu)由線路支撐后部區(qū)域下方的多個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛輪構(gòu)成，所述推車(chē)的垂向位置位于飛輪加速機(jī)構(gòu)和線路支撐之間，水平位置位于試驗(yàn)車(chē)與壓縮空氣彈射機(jī)構(gòu)之間，推車(chē)上表面的推動(dòng)桿向上穿出線路支撐的導(dǎo)向槽并對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)車(chē)的尾部，飛輪加速機(jī)構(gòu)前方的線路支撐下設(shè)有液壓式推車(chē)攔截器，液壓式推車(chē)攔截器與推車(chē)的垂向位置相同；所述的壓縮空氣彈射機(jī)構(gòu)的彈射桿對(duì)準(zhǔn)推車(chē)的尾部。

本發(fā)明的工作原理和工作過(guò)程是：實(shí)驗(yàn)時(shí)，將試驗(yàn)車(chē)置于線路支撐上的最后方，靠近壓縮空氣彈射機(jī)構(gòu)的位置。壓縮空氣彈射機(jī)構(gòu)的彈射桿彈出，向前推動(dòng)推車(chē)，并由推車(chē)向上伸出的推動(dòng)桿推動(dòng)線路支撐上的試驗(yàn)車(chē)向前運(yùn)行，進(jìn)行第一次的加速。當(dāng)推車(chē)運(yùn)行到加速飛輪機(jī)構(gòu)上方時(shí)，由從后到前的各個(gè)飛輪依次對(duì)推車(chē)提供動(dòng)力，推車(chē)及試驗(yàn)車(chē)得到再次加速。當(dāng)線路支撐下的推車(chē)運(yùn)行至前方的液壓式推車(chē)攔截器時(shí)，推車(chē)被攔截停止運(yùn)行；線路支撐上的試驗(yàn)車(chē)則在慣性的作用下，高速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行相應(yīng)的性能實(shí)驗(yàn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用了空氣動(dòng)力加速和機(jī)械飛輪加速兩種不同的加速方式對(duì)試驗(yàn)車(chē)進(jìn)行加速，試驗(yàn)車(chē)得到兩次加速，加速動(dòng)力大大提高，試驗(yàn)車(chē)的體積和重量得到增大，試驗(yàn)車(chē)的速度得到提升，從而使模擬的結(jié)果與真實(shí)列車(chē)的運(yùn)行狀況更加吻合，適宜于高速列車(chē)的模擬實(shí)驗(yàn)。并且第二次的多個(gè)機(jī)械飛輪較長(zhǎng)距離的加速，較之一次接觸的彈射加速，試驗(yàn)車(chē)的速度控制更精確、可靠，，從而試驗(yàn)結(jié)果更精確、可靠。

利用本發(fā)明的裝置，試驗(yàn)車(chē)的模型比例可達(dá)到1∶10，模型質(zhì)量可達(dá)50kg，試驗(yàn)車(chē)速度可達(dá)到600km/h。而現(xiàn)有動(dòng)模的最大比例為1∶16，其模型質(zhì)量為30kg，最高運(yùn)行速度為300km/h。并且本發(fā)明系統(tǒng)還可根據(jù)試驗(yàn)的需求來(lái)調(diào)整飛輪的個(gè)數(shù)，從而滿足比例更大、質(zhì)量更大、速度更高的試驗(yàn)要求。

同時(shí)，本發(fā)明的兩種加速方式完全獨(dú)立，從而可以分別單獨(dú)控制，當(dāng)速度要求不高時(shí)，可以只使用一種加速裝置，從而使本發(fā)明的系統(tǒng)的適用范圍更廣，可用于各種列車(chē)的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)。