CN107870096A - 一种牵引式高速列车碰撞试验台 - Google Patents

一种牵引式高速列车碰撞试验台 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种牵引式高速列车碰撞试验台，属于轨道车辆碰撞试验领域.包括设在轨道前端的刚性墙和碰撞车体；轨道两侧设有四根立柱，两侧立柱的顶端设有前横梁和后横梁，前、后横梁的中部架设工字钢导轨，导轨两端分别设有前限位器和后限位器，导轨的中部上方设有张紧轮，前横梁设有从动轮；后横梁设有牵引机构，牵引电机输出轴与变速器相连，变速器与主动轮相连；牵引钢索的一端与牵引小车的前端固定，另一端绕过主动轮、张紧轮和从动轮，与牵引小车的后端固定，牵引小车底部设有电磁铁，刚性墙的顶部设有高速照相系统测量头，速度传感器位于轨道右侧，平行于轨道设有四个测速头，刚性墙设有测力传感器；碰撞车体顶部设有电磁铁吸座。

Description

一种牵引式高速列车碰撞试验台
技术领域
本发明属于轨道车辆碰撞试验技术领域。
背景技术
机车车辆碰撞事故是机车车辆安全运行中最严重的事故之一，然而，高速列车一旦发生碰撞事故，将会造成无可挽回的损失，给旅客的而生命财产造成极大的破坏。各国都在专注于机车车辆被动安全防护，碰撞试验台则成为了研究机车车辆被动安全防护技术的重要手段和试验不可或缺的一环，中国专利申请号CN 102501875 A提出“一种阶跃式多级气体压缩吸能机车车辆抗撞”通过三级气缸与活塞挤压气体吸收能量，用于结构部件的吸能研究，未见用于车体弹射碰撞，中国专利申请号CN 102564778 A提出“一种囊式机车车辆推动碰撞实验系统”提出通过气缸与气囊结合，通过对气囊充压进行车体弹射，但这种气囊在高压环境下极不稳定、易老化，且高压下漏气问题一直存在，未能有效解决，中国专利号ZL201210065340.3提出了“机车车辆碰撞实验用气囊推动装置”以气囊作为储能载体，利用高压气体作用于使气囊碰撞作用于车体进行弹射，然而这种方法存在这可靠性低、不易控制，在弹射过程中存在着压力减损现象，具有一定的危险性和噪音较大的缺陷，中国专利申号ZL201320724577.2提出“一种用于高速列车碰撞试验台推动装置”利用气缸和空气弹簧弹射车体，在高压下工况下气囊和缸体结合处漏气越明显，且车体制动释放不能做到瞬间释放，对弹射无阻力。鉴于现有技术的不足，研究设计一种为机车车辆能量吸收装置、机车司机室结构、客车端部关键部位发生的大变形、破坏形式等深入研究提供实验平台，为高速车辆载运工具新产品开发提供重要参考是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种牵引式高速列车碰撞试验台，它能有效地解决机车车辆高速碰撞场景还原以及获取相关碰撞参数的技术问题。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现。
一种牵引式高速列车碰撞试验台，包括设在轨道前端的刚性墙和碰撞车体；轨道两侧的前、后分别设有四根立柱，两侧立柱的顶端设有前横梁和后横梁，前、后横梁的中部架设工字钢导轨，导轨两端分别设有前限位器和后限位器，导轨的中部上方设有张紧轮，前横梁设有从动轮；后横梁设有牵引机构，牵引电机输出轴与变速器相连，变速器与主动轮相连；牵引钢索的一端与牵引小车的前端固定，另一端绕过主动轮、张紧轮和从动轮，与牵引小车的后端固定，牵引小车底部设有电磁铁，刚性墙的顶部设有高速照相系统测量头的支撑板，速度传感器位于轨道右侧，平行于轨道设有四个测速头，刚性墙设有测力传感器；碰撞车体顶部设置有电磁铁吸座。
所述牵引小车内部设有内凸型导槽，导槽两侧设有滚轮。
所述速度测试系统中的速度传感器沿轨道依次设置四个，其中轨道中间二个，靠近测力墙设置二个。牵引电机主动轮在张紧轮张紧的前提下，牵引钢索移动，带动牵引小车向右快速移动，牵引小车同步带动碰撞车体向右移动，当达到设定速度时，切断电磁铁电流，实现电磁铁和电磁铁吸座瞬间脱离，具有一定速度的碰撞车体沿轨道向右移动撞击刚性墙。
通过以上技术方案，本发明提供一种牵引式高速列车碰撞试验台，充分利用牵引绳索的可靠性，通过电磁铁实现碰撞车体与牵引装置的无阻力快速分离，在此之间没有能量耗散，以按照设定的不同速度进行碰撞试验。
本发明将传统的牵引电机和电磁铁相结合，构成本试验台的牵引系统和控制系统，在通过牵引装置将碰撞车体达到预先设定的速度后利用电磁控制实现碰撞车体的瞬间释放，使机车车辆获得的能量和速度可控，有利于按照预先设定的速度进行高速车辆的碰撞实验。本发明具有可靠性高、结构简单、使用成本低的特点，能真实还原高速列车碰撞场景，为高速列车载运工具新产品开发提供重要试验支撑。
附图说明
图1是本发明主视图。
图2是本发明俯视图
图3是本发明牵引小车放大视图。
图4是本发明牵引小车局部剖视图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明是一种牵引式高速列车碰撞试验台，如图1所示，
一种牵引式高速列车碰撞试验台，包括设在轨道7前端的刚性墙6和碰撞车体10。轨道7两侧的前、后分别设有四根立柱9，两侧立柱9的顶端设有前横梁21和后横梁20，前、后横梁的中部架设工字钢导轨16，导轨16两端分别设有前限位器4和后限位器15，导轨16的中部上方设有张紧轮3，前横梁设有从动轮5；后横梁20设有牵引机构14，牵引电机23输出轴与变速器22相连，变速器22与主动轮1相连；牵引钢索2的一端与牵引小车13的一侧固定，另一端绕过主动轮1、张紧轮3和从动轮5，与牵引小车13的另一侧固定，牵引小车13底部设有电磁铁12，刚性墙6的顶部设有高速照相系统测量头17的支撑板24，速度传感器8位于轨道7右侧，平行于轨道布置四个测速头，在刚性墙6上分布有测力传感器；碰撞车体10顶部设置有一电磁铁吸座11，电磁铁吸座11成呈倒L型，下端固定在碰撞车体10上。
所述牵引小车内部设有凸型导槽19，导槽19两侧设有滚轮18。
所述速度测试系统中的速度传感器分别依次布置四个，其中轨道中间二个，接近测力墙位置布置二个。牵引式高速列车碰撞试验台主要通过牵引电机主动轮带动钢索，钢索两端与牵引小车相连，通过钢索带动牵引小车，牵引小车通过电磁铁与碰撞车体上的电磁铁吸座相互吸合，牵引电机主动轮带动钢索转动以达到碰撞所需要的速度，达到碰撞速度时电磁铁与电磁铁吸座进行瞬间脱离，碰撞车体以指定速度撞击刚性墙。
首先对调节张紧轮3，使钢索2处于张紧状态，启动牵引电机主动轮1，牵引电机主动轮带动钢索转动，由于从动轮5与牵引电机主动轮大小相等位置对称布置，引导导轨16下的钢索与导轨平行方向向右移动，钢索带动牵引小车13水平移动，当移动到碰撞车体10中上部的电磁铁吸座11时，对电磁铁12通电，通电后的电磁铁产生磁性，与电磁铁吸座紧紧吸合，增大牵引电机的主动轮1转速，碰撞车体10与牵引小车13同步加速向右运行，由于牵引小车13具有两排滚轮18沿导轨两侧运动，导轨与牵引小车内的凸型导向槽配合，具有限位和导向的作用，保证碰撞车体10在牵引过程中受力均匀，不会出现左右摇摆等现象，碰撞车体10随着钢索加速当达到碰撞速度时，瞬间切断电磁铁12和牵引电机1电源，此时牵引小车13开始减速，碰撞车体上的电磁铁吸座11与电磁铁12瞬间脱离，脱离过程中，碰撞车体无能量和速度减损，以指定碰撞速度沿轨道7撞击刚性墙6，撞击后刚性墙6上的测力传感器对碰撞瞬间撞击力峰值进行测量时时传输到控制中心，高速照相系统的测量头17对碰撞车体的变形进行扫描，碰撞车体10在运动的过程中的速度由速度传感器进行监测将数据时时传送到控制中心以控制电磁铁12和牵引电机1的电流切断，为保障切断电源后电磁铁牵引小车能在一定的距离内减速停车，在导轨16两端一定距离设置前限位器4后和限位器15，当碰撞车体5因故障到达限位器4处，启动牵引电机主动轮1反转带动牵引小车13向左反相移动，同样，因故障牵引小车到达限位器15处，启动牵引电机主动轮1转动带动牵引小车13向右移动，保证牵引小车13处于安全状态，不会超出两端限位处，车体碰撞结束后，启动牵引电机主动轮1使牵引小车13向右继续移动，接通电磁铁12电源，使电磁铁再次与电磁铁吸座11相互吸合，吸合后，启动牵引电机主动轮1反转，带动碰撞车体10向左移动，使碰撞车体到达指定位置。
以上叙述力图显示和描述本发明的主要特征、发明实质、基本原理、技术优点以及具体实施方式，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围，凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种牵引式高速列车碰撞试验台，包括设在轨道(7)前端的刚性墙(6)和碰撞车体(10)，其特征在于：轨道(7)两侧的前、后分别设有四根立柱(9)，两侧立柱(9)的顶端设有前横梁(21)和后横梁(20)，前、后横梁的中部架设工字钢导轨(16)，导轨(16)两端分别设有前限位器(4)和后限位器(15)，导轨(16)的中部上方设有张紧轮(3)，前横梁(21)设有从动轮(5)；后横梁(20)设有牵引机构(14)，牵引电机(23)输出轴与变速器(22)相连，变速器(22)与主动轮(1)相连；牵引钢索(2)的一端与牵引小车(13)的后端固定，另一端绕过主动轮(1)、张紧轮(3)和从动轮(5)，与牵引小车(13)的前端固定，牵引小车(13)底部设有电磁铁(12)，刚性墙(6)的顶部设有高速照相系统测量头(17)的支撑板(24)，速度传感器(8)位于轨道(7)右侧，平行于轨道(7)设有四个测速头，刚性墙(6)设有测力传感器；碰撞车体(10)顶部设有电磁铁吸座(11)。
2.根据权利要求1所示的一种牵引式高速列车碰撞试验台，其特征在于：所述牵引小车(13)内部设有内凸型导槽(19)，导槽(19)两侧设有滚轮(18)。
3.根据权利要求1所示的一种牵引式高速列车碰撞试验台，其特征在于速度测试系统中的速度传感器(8)沿轨道(7)依次设置。
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