CN108982022B - 用于气密性测试的缩比车体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气密性研究领域的用于气密性测试的缩比车体，包括缩比车体、等效泄露孔板和拖车梁槽，拖车梁槽设置于缩比车体前端下部用于与动力拖车进行连接，等效泄露孔板设置于缩比车体顶端，且等效泄露孔板为可拆卸安装的等效泄露孔板以实现不同等效泄露面积下的缩比车体的气密性测试。本发明可以对缩比车体的静态气密性进行实验，也可以配合动力拖车进行动态气密性实验，从而得到静态气密性与动态气密性之间的关系，为动车组动态气密性指标的确定提供了依据。

Description

用于气密性测试的缩比车体
技术领域
本发明属于车辆动态气密性研究领域，具体涉及一种用于气密性测试的缩比车体。
背景技术
列车高速通过隧道时，车外压力波动传入车内会引起车内空气压力波动，从而冲击司乘人员的耳膜，造成耳鸣、耳痛等，带来动车组车内压力舒适度问题。减缓车内压力波动的主要措施之一是采用气密性能良好的车辆。目前对于车体气密性的测试，都是在厂内进行的静态气密性测试。但列车在实际运营过程中车内压力变化不但取决于车辆静态密封性，还与车辆运营状态、隧道参数等外界环境相关，现场试验发现车辆动态密封指数仅为车辆静态密封指数的1/3～1/2甚至更低。目前对车体气密性的研究只能通过实车试验测试得到，但实车试验受现场试验条件限制，很难得到车体动态气密性准确结果。另外，现场试验中，不同车辆端门没有完全封闭、与在厂内单节车体的静态试验的试验条件不同；且现场试验的车体运行一段时间后，气密性发生变化，很难与厂内静态气密性试验结果对应。
发明内容
本发明目的在提供于一种用于气密性测试的缩比车体，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于气密性测试的缩比车体，包括缩比车体、等效泄露孔板和拖车梁槽，拖车梁槽设置于缩比车体前端下部用于与动力拖车进行安装，等效泄露孔板设置于缩比车体顶端，且等效泄露孔板为可拆卸安装的等效泄露孔板以实现不同等效泄露面积下的缩比车体的气密性测试。
优选地，缩比车体上设置有密封性测试孔，密封性测试孔设置于等效泄露孔板后方。
优选地，缩比车体上还设置有动力拖车固定孔，动力拖车固定孔设置于缩比车体侧端底部以配合销钉与动力拖车进行固定。
优选地，缩比车体上还设置有内部设备安装口，设备安装口位于缩比车体顶端，设备安装口上设置有可拆卸的用于密封缩比车体的PVC板。
优选地，缩比车体上还设置有走线孔，走线孔设置于缩比车体后端用于将与缩比车体通过数据线连接的数据采集装置和电源装置安装于动力拖车上。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明可以对缩比车体的静态气密性进行实验，也可以配合动力拖车进行动态气密性实验，从而得到静态气密性与动态气密性之间的关系，为动车组动态气密性指标的确定提供了依据。
2、本发明缩比车体设置了等效泄露孔板，通过更换不同孔径的等效泄露孔板，能够模拟不同列车的气密性。通过一个缩比车体完成模拟，节约了大量成本。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的缩比车体结构图；
图2是本发明优选实施例的缩比车体主视图；
图3是本发明优选实施例的缩比车体俯视图；
图4是本发明优选实施例的缩比车体左视图；
图5是本发明优选实施例的缩比车体的实际运用图。
图中，1、拖车梁槽；2、动力拖车固定孔；3、内部设备安装口；4、等效泄露孔板；5、密封性测试孔；6、走线孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
为实现上述目的，参见图1、图3和图4，本发明提供了一种用于气密性测试的缩比车体，包括缩比车体、等效泄露孔板4和拖车梁槽1，拖车梁槽1设置于缩比车体前端下部用于与动力拖车进行安装，等效泄露孔板4设置于缩比车体顶端，且等效泄露孔板4为可拆卸安装的等效泄露孔板4以实现不同等效泄露面积下的缩比车体的气密性测试。
本发明提供的用于气密性测试的缩比车体，缩比车体上设置有等效泄露孔板4和拖车梁槽1。设置拖车梁槽1是为了将缩比车体安装在动力拖车上，在动力拖车上进行发射与贴轨运行，从而实现缩比车体动态气密性的测试。本发明提供的用于气密性测试的缩比车体还能够完成静态气密性的测试。缩比车体的静态密封性能测试采用减压法，即开始往车厢内部加压，一直到建立起预定的压力为止，然后关闭进气阀，车厢内部压力开始缓慢降低，测定从预定的高压压力值降到低压压力值所需的时间。调节泄露孔大小，从而得到不同泄露孔下车体的静态密封性能。
不同等效泄露面积(A1、A2、A3、A4泄露孔对应半径分别为0.0140m、0.0168m、0.0222m、0.0313m)下全比例车厢车内压力从预设压力到指定压力的变化过程如下所示，可以得到四种等效泄露面积条件下车内压力随时间的变化关系如下：
A1：P＝0.0196t2-18.15t+4207
A2：P＝0.04t2-26.023t+4232.1
A3：P＝0.1228t2-45.718t+4254.8
A4：P＝0.4962t2-92.116t+4270
根据气密性指数计算公式
Figure BDA0001682802320000031
得到气密性指数与泄露面积半径之间的关系如下：
τ＝0.0312R-2.007
计算得到不同泄露面积下压力从4000Pa降至1000Pa所用时间与模型比例(1：α)的关系如下：
A1：t＝227.05α-1.01
A2：t＝158.65α-1.013
A3：t＝90.809α-1.021
A4：t＝45.476α-1.037
泄露时间均随着模型比例的缩小呈现出明显的反比例关系。因此缩比模型的密封性能存在等比例的缩减关系。不同的泄露面积主要影响着反比例函数的系数，该系数随泄露面积的增加而增大。这样，为全尺寸试验困难而采用缩比模型试验提供了依据。
针对每一种泄露孔的车体模型，开展不同速度等级、不同隧道长度下的列车过隧道气动性能试验，测定不同工况下车外和车内的压力变化。根据车外、车内压力变化对应情况，计算得到每一种工况下的车厢动态密封性能，分析列车运行速度、隧道长度对列车动态密封性能的影响规律。
分析静态密封性能与对应泄露孔的车体模型不同工况下的动态密封性能关系，从而建立不同条件下车体静态密封性能与动态密封性能对应关系。根据实际运营车辆车内压力变化舒适性标准和动态密封性能的要求，从而为实际运营车辆的静态密封性能评价指标提供依据。
因此，本发明的缩比车体可以实现动态气密性和静态气密性的测试。等效泄露孔板4上尖锐圆孔的大小不同，用来等效的泄漏面积也不同，且有等效泄露孔板4为可拆卸的安装，可以通过更换不同孔径的等效泄露孔板4模拟不同等效泄露面积，从而通过一个缩比车体完成不同泄漏面积的模拟测试，既提高了测试效率又节约了成本。
优选地，参见图1和图3，缩比车体上设置有密封性测试孔5，密封性测试孔5设置于等效泄露孔板4后方。
密封性测试孔5用以进行车体静态条件下的密封性的测试，保证等效泄露面积的有效性。密封性测试孔5连结有一段PVC软管，设置在等效泄露孔板4后方可以避免模型向前运行过程中软管结构对泄露孔附近流场的干扰，提高试验精度。密封性测试孔5也能够设置于其他位置，当密封性测试孔5不设置在等效泄露孔板4后方时实验精度相较于密封性测试孔5设置于等效泄露孔板4后方时的精度较低。
优选地，参见图1和图2，缩比车体上还设置有动力拖车固定孔2，动力拖车固定孔2设置于缩比车体侧端底部以配合销钉与动力拖车进行固定。
动力拖车固定孔2一般设置六个，两侧各设置三个，配合销钉与动力拖车紧固固定，减小动力拖车与缩比车体之间的相对振动。
优选地，参见图1和图3，缩比车体上还设置有内部设备安装口3，内部设备安装口3位于缩比车体顶端，内部设备安装口3上设置有可拆卸的用于密封缩比车体的PVC板。
由于缩比车体的内部需要安装传感器，为了方便传感器的安装和更换，因此设置了内部设备安装口3。安装口若不密封会影响气密性，因此还需要设置密封缩比车体的PVC板以保证缩比车体的气密性。
优选地，参见图1，缩比车体上还设置有走线孔6，走线孔6设置于缩比车体后端用于将与缩比车体通过数据线连接的数据采集装置和电源装置安装于动力拖车上。
因为数据采集装置独立运转，每次实验之前需要充电，实验之后需要连接网线读取数据，如果整个装置安装于车体内部，上述操作需要在车体表面额外开孔，而且接口周围或接头内部密封性难以保证；另外采集装置在运行过程中会有一定程度发热，将影响车内压力，进而改变车内外压力传递规律，使整个气密性车体数据误差增大，所以单独设置车体后部，既方便操作，又保证了实验精度。
优选地，缩比车体与实际车体的缩比比例为1：20。
缩比车体越大精度越好，但是基于动模型装置条件限制，选用缩比比例为1:20。
图5为缩比车体动态气密性实验示意图，后方半圆柱体空间用于模仿隧道，动力拖车与缩比车体连接后，通过发射动力拖车，实现缩比车体的动态气密性测试。并通过静态时的气密性测试，分析动态气密性与静态气密性之间的关系，从而为分析动车组的动态气密性提供依据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于气密性测试的缩比车体，其特征在于，包括缩比车体、等效泄露孔板(4)和拖车梁槽(1)，所述拖车梁槽(1)设置于缩比车体前端下部用于与动力拖车进行连接，所述等效泄露孔板(4)设置于缩比车体顶端，且所述等效泄露孔板(4)为可拆卸安装的等效泄露孔板以实现不同等效泄露面积下的缩比车体的气密性测试，所述缩比车体上设置有密封性测试孔(5)，所述密封性测试孔(5)设置于等效泄露孔板(4)后方。
2.根据权利要求1所述的用于气密性测试的缩比车体，其特征在于，所述缩比车体上还设置有动力拖车固定孔(2)，所述动力拖车固定孔(2)设置于缩比车体侧端底部以配合销钉与动力拖车进行固定。
3.根据权利要求1所述的用于气密性测试的缩比车体，其特征在于，所述缩比车体上还设置有内部设备安装口(3)，所述内部设备安装口(3)位于缩比车体顶端，所述内部设备安装口(3)上设置有可拆卸的用于密封缩比车体的PVC板。
4.根据权利要求1所述的用于气密性测试的缩比车体，其特征在于，所述缩比车体上还设置有走线孔(6)，所述走线孔(6)设置于缩比车体后端用于将与缩比车体通过数据线连接的数据采集装置和电源装置安装于动力拖车上。
5.根据权利要求1所述的用于气密性测试的缩比车体，其特征在于，所述缩比车体与实际车体的缩比比例为1：20。
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