CN115452414B - 一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆碰撞试验技术领域，提供了一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，包括一级驱动单元、二级驱动单元、弹射单元和制动单元。本发明提供的弹射碰撞试验装置可以开展短时高速碰撞试验，并通过内外气缸组合的方式实现气压调节，能够自动控制内缸体的有效制动与释放，无需外力作用，并约束了弹射释放时间，有效减小在试验过程中不必要的压力损耗，且在试验过程中能够实现加速度的倍增与保持，对提高弹射碰撞试验效能、实现多级加速弹射具有重要意义。

Description

一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置

技术领域

本发明涉及车辆碰撞试验技术领域，具体而言，涉及一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置。

背景技术

轨道车辆碰撞事故是轨道车辆安全运行过程中最严重的事故之一，一旦高速运行的轨道车辆发生碰撞事故，将会造成无可换回的损失，因此，开展关于轨道车辆的碰撞研究显得至关重要。

现阶段，用于实现轨道车辆碰撞的试验装置大多采用机车推动、电机牵引或空气炮等弹射驱动方式，采用这些方式不仅能耗大、噪音大，而且对轨道车辆碰撞速度控制误差大、反应速度慢，进而影响碰撞的响应速度，加大了试验误差。

为此，发明人在先申请了多项利用高压气体来实现轨道车辆弹射的专利，例如，公告号为CN111189652B的中国发明专利文献中公开的“一种车辆弹射碰撞控制装置”以及公告号为CN107631850B的中国发明专利文献中公开的“一种高压气体弹射碰撞装置”等等。然而，虽然此类装置能够产生较大的推力使轨道车辆产生以较大的加速度加速后与被撞车辆发生碰撞，但加速度无法实现倍增，且在试验过程中不必要的压力损耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，以致力于克服现有的弹射碰撞试验装置无法实现加速度倍增以及试验过程中压力损耗较大的技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，包括：

一级驱动单元，所述一级驱动单元包括外缸体以及外缸驱动活塞，所述外缸驱动活塞设置于外缸体内部，所述外缸驱动活塞能够沿外缸体的轴向做往复运动；

二级驱动单元，所述二级驱动单元包括内缸体以及内缸驱动活塞，所述内缸体设置于外缸体内部，所述内缸体的一端与外缸驱动活塞的一侧相连，所述内缸体的另一端贯穿外缸体的一端后延伸至外缸体外，所述内缸驱动活塞设置于内缸体内部，所述内缸驱动活塞能够沿内缸体的轴向做往复运动；

弹射单元，所述弹射单元包括弹射梁以及弹射推板，所述弹射梁设置于内缸体内部，所述弹射梁的一端与内缸驱动活塞远离外缸驱动活塞的一侧相连，所述弹射梁的另一端贯穿内缸体远离外缸体的一端后与弹射推板相连；

制动单元，所述制动单元用于锁定内缸体或解除对内缸体的锁定。

在一些可能的实施例中，所述制动单元包括制动壳体、制动盘以及两个制动组件；

所述制动壳体设置于外缸体的一端，所述内缸体远离外缸驱动活塞的一端依次贯穿外缸体的端部以及制动壳体；

所述制动盘套设于内缸体的外壁且位于制动壳体内部，所述制动壳体背离外缸体的一侧开设有与制动盘适配的缺口；

两个所述制动组件对称设置于制动盘上下两侧，所述制动组件包括制动活塞、制动压块以及制动弹性件，所述制动活塞水平设置于制动壳体内部，所述制动活塞背离制动盘的一侧与制动壳体之间形成密闭的制动腔室，所述制动压块的一端与制动活塞相连，所述制动压块的另一端朝向制动盘，所述制动弹性件的一端与制动活塞相连，所述制动弹性件的另一端朝制动盘所在方向延伸后固定。

在一些可能的实施例中，还包括储气单元，所述储气单元包括储气室，所述制动组件还包括制动管路和制动排气阀，所述储气室与制动腔室之间通过制动管路连通，所述制动排气阀与制动腔室连通；

所述制动管路上依次设置有制动进气阀和制动单向阀。

在一些可能的实施例中，所述内缸驱动活塞将内缸体的内部分隔为内缸左腔室和内缸右腔室，所述弹射梁位于内缸右腔室内，所述内缸体上分别设置有内缸排气阀a和内缸排气阀b，所述内缸排气阀a与内缸左腔室连通，所述内缸排气阀b与内缸右腔室连通；

所述储气单元还包括储气进气阀、第一储气管路和第二储气管路，所述储气进气阀与储气室连通，所述储气室与内缸左腔室之间通过第一储气管路连通，所述第一储气管路上依次设置有储气出气阀a、储气单向阀a以及内缸进气阀a；所述储气室与内缸右腔室之间通过第二储气管路连通，所述第二储气管路上依次设置有储气出气阀b、储气单向阀b以及内缸进气阀b。

在一些可能的实施例中，所述外缸驱动活塞将外缸体的内部分隔为外缸左腔室和外缸右腔室，所述外缸体上设置有外缸限压阀、外缸排气阀a和外缸排气阀b，所述外缸限压阀和外缸排气阀a均与外缸左腔室连通，所述外缸排气阀b与外缸右腔室连通；

所述外缸右腔室内设有外缸进气阀，所述外缸进气阀与第二储气管路连通，且连通位置位于内缸进气阀b和储气单向阀b之间。

在一些可能的实施例中，所述内缸体的壁内设置有内缸进气通道，所述内缸进气通道的一端与内缸进气阀b连通，所述内缸进气通道的另一端朝远离外缸驱动活塞的方向延伸后与内缸右腔室连通。

在一些可能的实施例中，所述制动盘呈圆台结构，所述制动盘靠近弹射推板的一侧直径较小；

所述制动压块靠近制动盘的一侧呈弧形结构且能够与制动盘的周向外壁贴合。

在一些可能的实施例中，所述制动单元还包括制动压力传感器，所述制动压力传感器设置于制动壳体内部，所述制动盘背离弹射推板的一侧能够与制动压力传感器接触。

在一些可能的实施例中，所述弹射单元还包括弹射导向板，所述弹射导向板竖直设置于内缸体内部，所述弹射导向板位于弹射推板和内缸驱动活塞之间；

所述弹射梁远离内缸驱动活塞的一端贯穿弹射导向板后与弹射推板相连。

在一些可能的实施例中，所述弹射推板背离弹射梁的一侧设置有电磁铁。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明提供的弹射碰撞试验装置可以开展短时高速碰撞试验，并通过内外气缸组合的方式实现气压调节，能够自动控制内缸体的有效制动与释放，无需外力作用，并约束了弹射释放时间，有效减小在试验过程中不必要的压力损耗，且在试验过程中能够实现加速度的倍增与保持，对提高弹射碰撞试验效能、实现多级加速弹射具有重要意义。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆弹射碰撞试验装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例中在进行弹射碰撞试验时，初始状态下车辆弹射碰撞试验装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中在进行弹射碰撞试验时，第一级加速弹射状态下车辆弹射碰撞试验装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中在进行弹射碰撞试验时，第二级加速弹射状态下车辆弹射碰撞试验装置的结构示意图。

图标：10-一级驱动单元，11-外缸体，11a-外缸左腔室，11b-外缸右腔室，12-外缸驱动活塞，13-外缸限压阀，14-外缸排气阀a，15-外缸排气阀b，16-外缸进气阀；

20-二级驱动单元，21-内缸体，21a-内缸左腔室，21b-内缸右腔室，22-内缸驱动活塞，23-内缸排气阀a，24-内缸排气阀b，25-内缸进气阀a，26-内缸进气阀b，27-内缸进气通道；

30-弹射单元，31-弹射梁，32-弹射推板，33-弹射导向板；

40-制动单元，41-制动壳体，42-制动盘，43-制动组件，431-制动活塞，432-制动压块，433-制动弹性件，434-制动管路，435-制动排气阀，436-制动进气阀，437-制动单向阀，44-制动腔室，45-制动压力传感器；

50-储气单元，51-储气室，52-储气进气阀，53-第一储气管路，54-第二储气管路，55-储气出气阀a，56-储气单向阀a，57-储气出气阀b，58-储气单向阀b；

60-安装支座，70-主动试验车，80-被动试验车。

具体实施方式

请参照图1至图5，本实施例提供了一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，以致力于克服现有的弹射碰撞试验装置无法实现加速度倍增以及试验过程中压力损耗较大的技术问题。该弹射碰撞试验装置包括一级驱动单元10、二级驱动单元20、弹射单元30、制动单元40以及储气单元50。

在本实施例中，请参照图1，一级驱动单元10包括外缸体11以及外缸驱动活塞12，外缸驱动活塞12设置于外缸体11内部，此时，外缸驱动活塞12将外缸体11的内部分隔为外缸左腔室11a和外缸右腔室11b，外缸体11上设置有外缸限压阀13、外缸排气阀a 14和外缸排气阀b 15，外缸限压阀13和外缸排气阀a 14均与外缸左腔室11a连通，外缸排气阀b 15与外缸右腔室11b连通，其中，外缸限压阀13用于向外缸左腔室11a通入高压气体，外缸排气阀a14和外缸排气阀b15则分别用于排出外缸左腔室11a和外缸右腔室11b内的高压气体，进而实现改变外缸左腔室11a和外缸右腔室11b的气压，当外缸左腔室11a与外缸右腔室11b的气压改变时，外缸驱动活塞12能够沿外缸体11的轴向做往复运动。

可以理解的是，结合图1所示的内容，该弹射试验装置还包括两个相对设置的安装支座60，在实际实施时，两个安装支座60固定安装在地面上，以便于将外缸体11水平安装在两个安装支座60上，进而实现将该弹射试验装置安装在地面上。

在本实施例中，继续参照图1，二级驱动单元20包括内缸体21以及内缸驱动活塞22，内缸体21设置于外缸体11内部，具体为，内缸体21设置于外缸右腔室11b内，作为优选的，内缸体21与外缸体11同轴设置。同时，内缸体21的一端与外缸驱动活塞12的一侧相连，内缸体21的另一端贯穿外缸体11的一端后延伸至外缸体11外，内缸驱动活塞22设置于内缸体21内部，此时，内缸驱动活塞22将内缸体21的内部分隔为内缸左腔室21a和内缸右腔室21b，内缸体21上分别设置有内缸排气阀a 23和内缸排气阀b 24，内缸排气阀a23与内缸左腔室21a连通，内缸排气阀b24与内缸右腔室21b连通，其中，内缸排气阀a23和内缸排气阀b24分别用于排出内缸左腔室21a和内缸右腔室21b内的高压气体，进而实现改变内缸左腔室21a和内缸右腔室21b的气压，当内缸左腔室21a和内缸右腔室21b的气压改变时，内缸驱动活塞22能够沿内缸体21的轴向做往复运动。

在本实施例中，弹射单元30用于在试验阶段顶推主动试验车70，以使得主动试验车70朝被动试验车80所在方向加速运动，进而实现让主动试验车70以最大的速度撞击被动试验车80，完成弹射碰撞试验。

具体地，结合图1所示的内容，弹射单元30包括弹射梁31以及弹射推板32，弹射梁31设置于内缸体21内部，具体为，弹射梁31位于内缸右腔室21b内，作为优选地，该弹射梁31与内缸体21同轴设置。此时，弹射梁31的一端与内缸驱动活塞22远离外缸驱动活塞12的一侧相连，弹射梁31的另一端贯穿内缸体21远离外缸体11的一端后与弹射推板32相连，当内缸驱动活塞22向右侧运动时能够通过弹射梁31带动弹射推板32同步运动，进而通过弹射推板32顶推主动试验车70。

可以理解的是，为了确保弹射推板32在顶推主动试验车70时，弹射推板32与主动试验车70能够同步运动，进而保证主动试验车70能够获取到来自弹射推板32的最大推力，弹射推板32背离弹射梁31的一侧设置有电磁铁（图中未示出），结合图4和图5所示的内容，当弹射推板32与主动试验车70接触时，通过电磁铁将弹射推板32和主动试验车70吸附连接在一起。

与此同时，考虑到当内缸驱动活塞22沿内缸体21的轴向做往复运动时，内缸驱动活塞22能够同步带动弹射梁31沿内缸体21的轴向做往复运动，因此，为了提高弹射梁31在运动过程中的稳定性，本实施例中的弹射单元30还包括弹射导向板33，继续参照图1，弹射导向板33竖直设置于内缸体21内部，弹射导向板33位于弹射推板32和内缸驱动活塞22之间，弹射梁31远离内缸驱动活塞22的一端贯穿弹射导向板33后与弹射推板32相连，且弹射梁31与弹射导向板33之间滑动连接。

一方面，通过设置弹射导向板33能够对弹射梁31起到限位和导向的作用，提高弹射梁31在运动过程中的稳定性，另一方面，利用弹射导向板33可以起到密封内缸体21的作用，此时，内缸体21可以设计为两端均为开口的中空结构，内缸体21的一端与外缸驱动活塞12密封连接，而内缸体21的另一端则通过增设的弹射导向板33进行密封，以此即可实现降低内缸体21的材料损耗，并便于对内缸体21内部的零部件进行检修。

在本实施例中，制动单元40用于锁定内缸体21或解除对内缸体21的锁定，也就是说，在试验开始前，制动单元40能够将内缸体21锁定，进而使得外缸驱动活塞12无法在外缸体11的内部运动，当试验开始时，制动单元40解除对内缸体21的锁定，进而使得外缸驱动活塞12能够在外缸体11的内部运动，以通过外缸驱动活塞12带动内缸体21同步运动。

具体地，结合图1所示的内容，制动单元40包括制动壳体41、制动盘42以及制动组件43，制动壳体41呈内部中空的密封结构，且该制动壳体41设置于外缸体11的一端（即供内缸体21穿过的一端），内缸体21远离外缸驱动活塞12的一端依次贯穿外缸体11的端部以及制动壳体41，可以理解的是，内缸体21与外缸体11的端部之间、以及内缸体21与制动壳体41之间均采用滑动密封的方式进行连接。制动盘42套设于内缸体21的外壁，且在试验开始前，制动盘42位于制动壳体41内部，此时，制动壳体41背离外缸体11的一侧开设有与制动盘42适配的缺口，以便于制动盘42在内缸体21的带动下从制动壳体41的缺口处运动至制动壳体41外部。

两个制动组件43则位于制动壳体41内部且对称设置于制动盘42上下两侧，通过两个制动组件43能够从制动盘42的上下两侧锁定制动盘42，进而实现锁定内缸体21。其中，请参照图2，制动组件43包括制动活塞431、制动压块432以及制动弹性件433，制动活塞431水平设置于制动壳体41内部，制动活塞431背离制动盘42的一侧与制动壳体41之间形成密闭的制动腔室44，当制动腔室44内部的气压改变时，制动活塞431能够在制动壳体41内部做直线往复运动，以使得制动活塞431靠近或远离制动盘42。此时，制动压块432的一端与制动活塞431相连，制动压块432的另一端朝向制动盘42，制动弹性件433的一端与制动活塞431相连，制动弹性件433的另一端朝制动盘42所在方向延伸后固定，例如，可以通过在制动壳体41内部设置安装板的方式来固定制动弹性件433远离制动活塞431的一端，且制动弹性件433可以但不局限于采用弹簧，利用制动弹性件433能够在需要解除对制动盘42的锁定时向制动活塞431施加驱动力，以迫使制动活塞431朝远离制动盘42的方向运动。

如此设置，当需要锁定制动盘42时，增大制动腔室44内部的气压，制动活塞431将朝制动盘42所在方向运动，进而带动制动压块432靠近制动盘42，且当制动压块432远离制动活塞431的一侧与制动盘42的周向外壁接触后，两个制动组件43的制动压块432从制动盘42的上下两侧夹紧制动盘42，以实现制动盘42的锁定，且在此过程中，制动弹性件433压缩后预存有弹力；反之，当需要解除对制动盘42的锁定时，减小制动腔室44内部的气压，制动弹性件433释放预存的弹力以迫使制动活塞431朝远离制动盘42的方向运动，从而通过制动活塞431带动制动压块432远离制动盘42，且当制动压块432远离制动活塞431的一侧与制动盘42的周向外壁脱离接触后，就解除了对制动盘42的锁定。

可以理解的是，为了提高制动活塞431在制动弹性件433释放的弹力的作用下运动时的稳定性，继续参照图2，每个制动组件43的制动弹性件433的数量可以设置为多个，例如，每个制动组件43的制动弹性件433可以设置为四个，四个制动弹性件433阵列分布于制动活塞431下方，且位于制动压块432的四周。

与此同时，结合图1或图2所示的内容，可以将制动盘42设置为圆台结构，且制动盘42靠近弹射推板32的一侧直径较小，制动盘42相对的另一侧则直径较大，此时，制动压块432靠近制动盘42的一侧呈弧形结构且能够与制动盘42的周向外壁贴合，以实现当制动压块432夹紧制动盘42时，提高制动压块432与制动盘42之间的接触面积，进而提高制动效果。

此外，继续参照图2，制动单元40还包括制动压力传感器45，制动压力传感器45设置于制动壳体41内部，制动盘42背离弹射推板32的一侧能够与制动压力传感器45接触，通过设置制动压力传感器45能够确认制动盘42是否运动到位。

在本实施例中，储气单元50则用于向内缸左腔室21a、内缸右腔室21b、外缸右腔室11b以及制动腔室44通入高压气体，进而实现改变内缸左腔室21a、内缸右腔室21b、外缸右腔室11b以及制动腔室44内部的气压。具体地，请参照图1，储气单元50包括储气室51、储气进气阀52、第一储气管路53以及第二储气管路54，储气室51用于临时存储高压气体。

可以理解的是，为了尽可能的使得该弹射试验装置的结构更加紧凑，结合图1所示的内容，可以在外缸体11内部设置一个密封隔板，该密封隔板竖直设置在外缸右腔室11b内部，进而通过密封隔板将外缸右腔室11b的部分空间隔离出来形成储气室51，且该储气室51位于外缸体11内部的端部，此时，内缸体21远离外缸驱动活塞12的一端需要穿过密封隔板后再从外缸体11的端部穿出。

此时，为了实现将储气室51内部的高压气体通入制动腔室44，制动组件43还包括制动管路434和制动排气阀435，储气室51与制动腔室44之间通过制动管路434连通，且制动管路434上依次设置有制动进气阀436和制动单向阀437，制动排气阀435与制动腔室44连通，以通过制动排气阀435排出制动腔室44内部的高压气体。

与此同时，继续参照图1，储气进气阀52与储气室51连通，以实现通过储气进气阀52向储气室51通入外部的高压气体。此时，为了实现向内缸左腔室21a和内缸右腔室21b通入高压气体，储气室51与内缸左腔室21a之间通过第一储气管路53连通，第一储气管路53上依次设置有储气出气阀a 55、储气单向阀a 56以及内缸进气阀a 25；储气室51与内缸右腔室21b之间通过第二储气管路54连通，第二储气管路54上依次设置有储气出气阀b 57、储气单向阀b 58以及内缸进气阀b 26。

可以理解的是，考虑到内缸体21在外缸驱动活塞12的带动下运动时具有一定的运动行程，且内缸体21在伸出外缸体11外部时，内缸体21内部的内缸右腔室21b可能也运动至了外缸体11外部，此时，为了顺利通过第二储气管路54向内缸右腔室21b通入高压气体，结合图1所示的内容，内缸体21的壁内设置有内缸进气通道27，内缸进气通道27的一端与内缸进气阀b26连通，内缸进气通道27的另一端朝远离外缸驱动活塞12的方向延伸后与内缸右腔室21b连通。

相应的，为了实现向外缸右腔室11b通入高压气体，外缸右腔室11b内设有外缸进气阀16，外缸进气阀16与第二储气管路54连通，且连通位置位于内缸进气阀b26和储气单向阀b58之间。

为了更加清楚直观的理解本实施例提供的弹射碰撞试验装置，下面将结合具体的试验过程对该弹射碰撞试验装置的工作原理做进一步的说明。

如图3所示，将弹射试验装置、主动试验车70以及被动试验车80布置在地面上，具体为，将外缸体11安装在地面上的两个安装支座60上，主动试验车70和被动试验车80依次设置于弹射推板32正前方，以使得三者处于同一直线上且相互之间间隔适当的距离。

试验前，先通过储气进气阀52向储气室51内部通入高压气压，直至储气室51内部的气压达到设定的气压值。随后，打开外缸体11上的外缸排气阀a14，并同步打开第二储气管路54上的储气出气阀b57、储气单向阀b58以及外缸进气阀16，以使得储气室51内部的高压气体进入外缸右腔室11b内，外缸右腔室11b内的气压增大以迫使外缸驱动活塞12向左侧运动，与此同时，外缸驱动活塞12带动内缸体21同步向左侧运动，待内缸体21外壁的制动盘42由制动壳体41的缺口运动至制动壳体41内部，且制动盘42背离弹射推板32的一侧与制动压力传感器45接触时，关闭外缸排气阀a14、储气出气阀b57、储气单向阀b58以及外缸进气阀16，以停止向外缸右腔室11b通入高压气体。与此同时，打开每个制动组件43的制动管路434上的制动进气阀436和制动单向阀437，以实现向制动腔室44内通入高压气体，随着制动腔室44内部的气压增大，制动活塞431将朝制动盘42所在方向运动，进而通过制动活塞431带动制动压块432靠近制动盘42，直至制动压块432背离制动活塞431的一侧与制动盘42的周向外壁接触后，依靠两个制动组件43的制动压块432将制动盘42夹紧，以实现制动盘42的锁定，且此时每个制动组件43的制动弹性件433均处于压缩状态，以通过制动弹性件433预存一个弹力。待两个制动组件43的制动压块432夹紧制动盘42后，关闭制动管路434上的制动进气阀436和制动单向阀437。

其次，通过外缸体11上的外缸限压阀13向外缸左腔室11a通入外部的高压气体，由于内缸体21上的制动盘42被两个制动组件43的制动压块432夹紧，因此在向外缸左腔室11a通入高压气体时，外缸驱动活塞12不会向右侧运动，待外缸左腔室11a的气压达到设定的气压值后关闭外缸限压阀13，此时外缸左腔室11a的气压大于外缸右腔室11b的气压，至此即完成了试验前的准备工作。此时，该弹射碰撞试验装置的结构如图3所示。

在进行弹射碰撞试验时，打开与制动腔室44连通的制动排气阀435，制动腔室44的气压瞬间减少，制动弹性件433释放预存的弹力以迫使制动活塞431朝远离制动盘42的方向运动，以通过制动活塞431带动制动压块432远离制动盘42，并当两个制动组件43的制动压块432与制动盘42脱离接触时，基于外缸左腔室11a的气压高于外缸右腔室11b的气压，因此，外缸驱动活塞12将向右侧运动，以通过外缸驱动活塞12带动内缸体21向右侧运动，且此时弹射推板32上的电磁铁处于通电状态，当弹射推板32在内缸体21的带动下运动至与主动试验车70接触时，电磁铁将弹射推板32与主动试验车70吸附在一起，进而通过弹射推板32向主动试验车70施加一个较大的推力，迫使主动试验车70朝被动试验车80所在方向加速运动，至此即实现了第一级加速弹射。此时，该弹射碰撞试验装置的结构如图4所示。

待弹射推板32顶推主动试验车70达到最大加速度时，打开内缸排气阀b24，并同步打开第一储气管路53上的储气出气阀a55、储气单向阀a56以及内缸进气阀a25，以使得储气室51内部的高压气压进入内缸左腔室21a内，随着内缸左腔室21a内的气压瞬间增大，内缸驱动活塞22将向右侧运动，以通过内缸驱动活塞22带动弹射梁31同步向右侧运动，进而通过弹射推板32向主动试验车70施加一个更大的推力，使得主动试验车70以更大的加速度朝被动试验车80所在方向加速运动，至此即实现了第二级加速弹射。此时，该弹射碰撞试验装置的结构如图5所示。

需要说明的是，在第二级加速弹射过程中，待弹射推板32顶推主动试验车70达到最大加速度时，弹射推板32上的电磁铁断电，关闭内缸排气阀b24、储气出气阀a55、储气单向阀a56以及内缸进气阀a25，以停止向内缸左腔室21a通入高压气压，与此同时，打开内缸体21上的内缸排气阀a23，以排出内缸左腔室21a内的高压气体，并打开第二储气管路54上的储气出气阀b57、储气单向阀b58以及内缸进气阀b26，以实现向内缸右腔室21b内通入高压气体，内缸驱动活塞22在通入内缸右腔室21b的高压气体的气压作用下开始减速制动，且弹射推板32将与主动试验车70脱离接触，最终，主动试验车70将以最大的速度撞击被动试验车80，以实现弹射碰撞试验。

待弹射碰撞实验完成后，保持内缸体21上的内缸排气阀a23、第二储气管路54上的储气出气阀b57、储气单向阀b58以及内缸进气阀b26处于开启状态，内缸驱动活塞22带动弹射梁31以及弹射推板32同步向左侧运动，直至弹射推板32重新与内缸体21远离外缸体11的一端接触复位后，关闭内缸排气阀a23和内缸进气阀b26，以停止向内缸右腔室21b通入高压气体。与此同时，打开外缸进气阀16以及外缸排气阀a14，储气室51内的高压气体通入外缸右腔室11b，以使得外缸驱动活塞12带动内缸体21向左侧运动，直至内缸体21带动制动盘42重新退回至制动壳体41内部，且制动盘42远离弹射推板32的一侧与制动压力传感器45接触后，关闭外缸进气阀16以及外缸排气阀a14，至此即实现了弹射碰撞试验装置的复位，从而为下一次进行弹射碰撞试验做准备。

由此可见，本实施例提供的弹射碰撞试验装置可以开展短时高速碰撞试验，并通过内外气缸组合的方式实现气压调节，能够自动控制内缸体21的有效制动与释放，无需外力作用并约束弹射释放时间，有效减小在试验过程中不必要的压力损耗，且在试验过程中能够实现加速度的倍增与保持，对提高弹射碰撞试验效能、实现多级加速弹射具有重要意义。

以上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 (7)

1.一种基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，包括：

一级驱动单元，所述一级驱动单元包括外缸体以及外缸驱动活塞，所述外缸驱动活塞设置于外缸体内部，所述外缸驱动活塞能够沿外缸体的轴向做往复运动；

二级驱动单元，所述二级驱动单元包括内缸体以及内缸驱动活塞，所述内缸体设置于外缸体内部，所述内缸体的一端与外缸驱动活塞的一侧相连，所述内缸体的另一端贯穿外缸体的一端后延伸至外缸体外，所述内缸驱动活塞设置于内缸体内部，所述内缸驱动活塞能够沿内缸体的轴向做往复运动；

弹射单元，所述弹射单元包括弹射梁以及弹射推板，所述弹射梁设置于内缸体内部，所述弹射梁的一端与内缸驱动活塞远离外缸驱动活塞的一侧相连，所述弹射梁的另一端贯穿内缸体远离外缸体的一端后与弹射推板相连；

制动单元，所述制动单元用于锁定内缸体或解除对内缸体的锁定；

所述制动单元包括制动壳体、制动盘以及两个制动组件；

所述制动壳体设置于外缸体的一端，所述内缸体远离外缸驱动活塞的一端依次贯穿外缸体的端部以及制动壳体；

所述制动盘套设于内缸体的外壁且位于制动壳体内部，所述制动壳体背离外缸体的一侧开设有与制动盘适配的缺口；

两个所述制动组件对称设置于制动盘上下两侧，所述制动组件包括制动活塞、制动压块以及制动弹性件，所述制动活塞水平设置于制动壳体内部，所述制动活塞背离制动盘的一侧与制动壳体之间形成密闭的制动腔室，所述制动压块的一端与制动活塞相连，所述制动压块的另一端朝向制动盘，所述制动弹性件的一端与制动活塞相连，所述制动弹性件的另一端朝制动盘所在方向延伸后固定；

还包括储气单元，所述储气单元包括储气室，所述制动组件还包括制动管路和制动排气阀，所述储气室与制动腔室之间通过制动管路连通，所述制动排气阀与制动腔室连通；

所述制动管路上依次设置有制动进气阀和制动单向阀；

所述制动单元还包括制动压力传感器，所述制动压力传感器设置于制动壳体内部，所述制动盘背离弹射推板的一侧能够与制动压力传感器接触。

2.根据权利要求1所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述内缸驱动活塞将内缸体的内部分隔为内缸左腔室和内缸右腔室，所述弹射梁位于内缸右腔室内，所述内缸体上分别设置有内缸排气阀a和内缸排气阀b，所述内缸排气阀a与内缸左腔室连通，所述内缸排气阀b与内缸右腔室连通；

所述储气单元还包括储气进气阀、第一储气管路和第二储气管路，所述储气进气阀与储气室连通，所述储气室与内缸左腔室之间通过第一储气管路连通，所述第一储气管路上依次设置有储气出气阀a、储气单向阀a以及内缸进气阀a；所述储气室与内缸右腔室之间通过第二储气管路连通，所述第二储气管路上依次设置有储气出气阀b、储气单向阀b以及内缸进气阀b。

3.根据权利要求2所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述外缸驱动活塞将外缸体的内部分隔为外缸左腔室和外缸右腔室，所述外缸体上设置有外缸限压阀、外缸排气阀a和外缸排气阀b，所述外缸限压阀和外缸排气阀a均与外缸左腔室连通，所述外缸排气阀b与外缸右腔室连通；

所述外缸右腔室内设有外缸进气阀，所述外缸进气阀与第二储气管路连通，且连通位置位于内缸进气阀b和储气单向阀b之间。

4.根据权利要求2所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述内缸体的壁内设置有内缸进气通道，所述内缸进气通道的一端与内缸进气阀b连通，所述内缸进气通道的另一端朝远离外缸驱动活塞的方向延伸后与内缸右腔室连通。

5.根据权利要求1所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述制动盘呈圆台结构，所述制动盘靠近弹射推板的一侧直径较小；

所述制动压块靠近制动盘的一侧呈弧形结构且能够与制动盘的周向外壁贴合。

6.根据权利要求1所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述弹射单元还包括弹射导向板，所述弹射导向板竖直设置于内缸体内部，所述弹射导向板位于弹射推板和内缸驱动活塞之间；

所述弹射梁远离内缸驱动活塞的一端贯穿弹射导向板后与弹射推板相连。

7.根据权利要求1所述的基于高压气体作用下的车辆弹射碰撞试验装置，其特征在于，所述弹射推板背离弹射梁的一侧设置有电磁铁。