專利名稱：列車動模實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種列車動模實驗裝置。
背景技術：
為滿足社會的需要，鐵路實施跨越式發(fā)展，國內高速鐵路發(fā)展不斷創(chuàng)造新高潮。 高速鐵路里程不斷延展的同時，行車速度也在不斷的提高，京滬高速最高運行速度將達到 400km/h。列車運行速度的提高加劇了輪軌的相互作用，以及列車與空氣介質的相互作用， 給列車大系統(tǒng)帶來了諸多新的相關問題。為保證高速列車的高速安全運行，必須研究列車 的空氣動力學性能和碰撞性能，需要對列車進行相關的實驗研究。由于列車實車線路實驗成本較高，組織調度龐大，易受外界環(huán)境的影響，而且有的 研究內容在線路上實施存在很大的難度，甚至無法實施。如列車脫軌研究、列車碰撞等均無 法在實際線路上實際實施。列車動模實驗裝置是一種模擬列車運行環(huán)境的模型裝置，它用等比例縮小的試驗 車及軌道模擬真實的列車運行狀況。其成本低，實驗受外界環(huán)境影響較小，可以模擬多種工 況，如列車會車、隧道通過、列車脫軌過程及脫軌后列車的動態(tài)行為，甚至列車碰撞等，從而 對列車性能進行模擬實驗研究。列車動模實驗裝置中，為使試驗車運行必須對其進行加速，現(xiàn)有的加速方式主要 采用壓縮空氣或者橡皮筋作為動力源。如西南交通大學動模試驗線長度為20m，采用鋼絲 繩導向，列車模型縮比為1 80，試驗列車速度為360km/h，主要針對于隧道實驗。日本動 模實驗裝置采用鋼絲繩導向，最高運動速度為360km/h，主要實驗工況為0. 03m管徑的隧道 通過試驗。英國動模裝置線路長度為132m，采用鋼軌導向，列車縮比采用1 25，模型質量 為10Kg，最高試驗速度為200km/h，主要用來進行列車會車和隧道通過試驗。中南大學動模 裝置試驗線長度為164m，采用鋼軌支撐導向，列車縮比為1 16 1 20，彈射模型質量 15 30Kg，列車運行速度220 280km/h，可以進行會車和隧道通過試驗。以上這些現(xiàn)有的 列車動模試驗裝置或者以壓縮空氣或者以橡皮筋作為動力源，由于其動力不夠強勁，因此 這些模型比例小，運行速度有待提高。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種列車動模實驗裝置，該裝置的動力強，試驗車的 形狀大、重量大，試驗車在較短的時間內達到的速度更高，實驗環(huán)境與真實情況更加接近， 實驗結果更可靠。本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術方案是一種列車動模實驗裝置，包括 線路支撐、線路支撐上的試驗車、試驗車后方的動力裝置。其結構特點是動力裝置由壓縮 空氣彈射機構、推車和飛輪加速機構組成，其中所述的飛輪加速機構由線路支撐后部區(qū)域下方的多個由電機驅動的飛輪構成，所 述推車的垂向位置位于飛輪加速機構和線路支撐之間，水平位置位于試驗車與壓縮空氣彈射機構之間，推車上表面的推動桿向上穿出線路支撐的導向槽并對準試驗車的尾部，飛輪加速機構前方的線路支撐下設有液壓式推車攔截器，液壓式推車攔截器與推車的垂向位置 相同；所述的壓縮空氣彈射機構的彈射桿對準推車的尾部。本實用新型的工作原理和工作過程是實驗時，將試驗車置于線路支撐上的最后 方，靠近壓縮空氣彈射機構的位置。壓縮空氣彈射機構的彈射桿彈出，向前推動推車，并由 推車向上伸出的推動桿推動線路支撐上的試驗車向前運行，進行第一次的加速。當推車運 行到加速飛輪機構上方時，由從后到前的各個飛輪依次對推車提供動力，推車及試驗車得 到再次加速。當線路支撐下的推車運行至前方的液壓式推車攔截器時，推車被攔截停止運 行；線路支撐上的試驗車則在慣性的作用下，高速進入實驗區(qū)，進行相應的性能實驗。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是本實用新型采用了空氣動力加速和機械飛輪加速兩種不同的加速方式對試驗車 進行加速，試驗車得到兩次加速，加速動力大大提高，試驗車的體積和重量得到增大，試驗 車的速度得到提升，從而使模擬的結果與真實列車的運行狀況更加吻合，適宜于高速列車 的模擬實驗。并且第二次的多個機械飛輪較長距離的加速，較之一次接觸的彈射加速，試驗 車的速度控制更精確、可靠，，從而試驗結果更精確、可靠。利用本實用新型的裝置，試驗車的模型比例可達到1 10，模型質量可達50kg，試 驗車速度可達到600km/h。而現(xiàn)有動模的最大比例為1 16，其模型質量為30kg，最高運行 速度為300km/h。并且本實用新型裝置還可根據(jù)試驗的需求來調整飛輪的個數(shù)，從而滿足比 例更大、質量更大、速度更高的試驗要求。同時，本實用新型的兩種加速方式完全獨立，從而可以分別單獨控制，當速度要求 不高時，可以只使用一種加速裝置，從而使本實用新型的裝置的適用范圍更廣，可用于各種 列車的動模實驗。上述的推車下部的兩側開有縱向的定位槽，定位桿穿過定位槽，且定位桿通過支 撐件固定在地面上。這樣，可以將推車準確地固定在線路支撐下方設定的垂向和側向位置，又能保證 其在沿著定位桿上進行良好前、后運動，確保其推動試驗車向前方運行。上述的飛輪加速機構的多個飛輪為兩組，后方一組為加速飛輪組，前方一組為減 速飛輪組，且所有飛輪為從后至前的串聯(lián)驅動，加速飛輪組的從后至前的任兩個飛輪之間 連有加速齒輪箱，減速飛輪組的從后至前的任兩個飛輪之間連有減速齒輪箱。加速飛輪組作為第二次動力源，實現(xiàn)對推車的逐級提速，使推車及試驗車能夠獲 得更高且穩(wěn)定的速度；在加速飛輪組的前方設置減速飛輪組，可使推車逐漸減速，同時試驗 車繼續(xù)向前高速運行，試驗車與推車實現(xiàn)分離；然后減速后的推車再與減速飛輪組前方的 液壓式推車攔截器相撞擊，保證推車能夠及時停止，減少推車受到的沖擊，有利于對推車的 保護，防止其在實驗過程中發(fā)生嚴重碰撞而損壞，提高推車及攔截器的使用壽命。上述的壓縮空氣彈射機構的組成為高位水槽經(jīng)放水閥與壓縮空氣罐的進水孔相 連，壓縮空氣罐的出氣口與作動活塞相連，作動活塞的活塞桿構成彈射機構的彈射桿。由高位水槽的放水閥打開，向壓縮空氣罐中加水，對壓縮空氣罐中的空氣進行加 壓，帶動作動活塞的活塞桿動作，由活塞桿構成彈射機構的彈射桿對推車實現(xiàn)第一次加速。 在實驗過程中，可通過調節(jié)水槽的高度，從而調整壓縮空氣內的空氣壓縮量，實現(xiàn)對彈射桿的彈射力的調節(jié)。上述的作動活塞的活塞桿下表面上設有定位塊，定位塊前方設有固定于地面的的 前止擋塊和伸縮式后止擋塊。在作動活塞彈射之前，由活塞桿上的定位塊和后止擋塊約束活塞的運動，增加并 保持其中的勢能；將伸縮式后止擋塊向下收縮，釋放活塞桿，向外彈出進行彈射。通過定位 塊和前止擋塊對活塞桿向前的行程進行約束，以保證活塞不會與缸體前部發(fā)生碰撞。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。圖2是本實用新型實施例的線路支撐的俯視結構示意圖。圖3是本實用新型實施例的推車的左視放大結構示意圖。
具體實施方式
實施例圖1、2示出，本實用新型的一種具體實施方式
為一種列車動模實驗裝置，包括線 路支撐1、線路支撐上1的試驗車2、試驗車2后方的動力裝置。動力裝置由壓縮空氣彈射 機構3、推車4和飛輪加速機構組成，其中所述的飛輪加速機構由線路支撐1后部區(qū)域下方的多個由電機6驅動的飛輪構 成，所述推車4的垂向位置位于飛輪加速機構和線路支撐1之間，水平位置位于試驗車2與 壓縮空氣彈射機構3之間，推車4上表面的推動桿4a向上穿出線路支撐1的導向槽la并 對準試驗車的尾部，飛輪加速機構前方的線路支撐1下設有液壓式推車攔截器7，液壓式推 車攔截器7與推車4的垂向位置相同；所述的壓縮空氣彈射機構3的彈射桿3a對準推車的 尾部。圖1及圖3示出，本例的推車4下部的兩側開有縱向的定位槽4b，定位桿4d穿過 定位槽4b，且定位桿4d通過支撐件4c固定在地面上。圖1還示出，本例飛輪加速機構的多個飛輪為兩組，后方一組為加速飛輪組5，前 方一組為減速飛輪組6，且所有飛輪為從后至前的串聯(lián)驅動，加速飛輪組5的從后至前的任 兩個飛輪之間連有加速齒輪箱，減速飛輪組6的從后至前的任兩個飛輪之間連有減速齒輪箱。圖1示出，本例的壓縮空氣彈射機構3的組成為高位水槽3b經(jīng)放水閥3c與壓縮 空氣罐3d的進水孔相連，壓縮空氣罐3d的出氣口與作動活塞3e相連，作動活塞3e的活塞 桿構成彈射機構的彈射桿3a。作動活塞3e的活塞桿3a下表面上設有定位塊3f，定位塊3f 前方設有固定于地面的前止擋塊3h和伸縮式后止擋塊3g。以上說明中，有關前、后方位的定義，與試驗車試驗運行時的方向一致。表現(xiàn)在圖 1中，左方為后方，右方為前方。本實用新型裝置在使用時，還可采用空氣壓縮機對壓縮空氣罐進行預充氣，從而 可以在第一次加速的過程中，為推車提供更高的動力，使試驗車獲得更高的速度。本實用新型在實施時，在線路支撐的前端還可以設置試驗車攔截裝置8，從而方便將試驗車 進行回收再利用。
權利要求一種列車動模實驗裝置，包括線路支撐(1)、線路支撐上(1)的試驗車(2)、試驗車(2)后方的動力裝置，其特征在于所述的動力裝置由壓縮空氣彈射機構(3)、推車(4)和飛輪加速機構組成，其中所述的飛輪加速機構由線路支撐(1)后部區(qū)域下方的多個由電機(6)驅動的飛輪構成，所述推車(4)的垂向位置位于飛輪加速機構和線路支撐(1)之間，水平位置位于試驗車(2)與壓縮空氣彈射機構(3)之間，推車(4)上表面的推動桿(4a)向上穿出線路支撐(1)的導向槽(1a)并對準試驗車的尾部，飛輪加速機構前方的線路支撐(1)下設有液壓式推車攔截器(7)，液壓式推車攔截器(7)與推車(4)的垂向位置相同；所述的壓縮空氣彈射機構(3)的彈射桿(3a)對準推車的尾部。
2.如權利要求1所述的一種列車動模實驗裝置，其特征在于所述的推車(4)下部的 兩側開有縱向的定位槽(4b)，定位桿(4d)穿過定位槽(4b)，且定位桿(4d)通過支撐件 (4c)固定在地面上。
3.如權利要求1所述的一種列車動模實驗裝置，其特征在于所述的飛輪加速機構的 多個飛輪為兩組，后方一組為加速飛輪組(5)，前方一組為減速飛輪組(6)，且所有飛輪為 從后至前的串聯(lián)驅動，加速飛輪組(5)的從后至前的任兩個飛輪之間連有加速齒輪箱，減 速飛輪組(6)的從后至前的任兩個飛輪之間連有減速齒輪箱。
4.如權利要求1所述的一種列車動模實驗裝置，其特征在于所述的壓縮空氣彈射機 構(3)的組成為高位水槽(3b)經(jīng)放水閥(3c)與壓縮空氣罐(3d)的進水孔相連，壓縮空 氣罐(3d)的出氣口與作動活塞(3e)相連，作動活塞(3e)的活塞桿構成彈射機構的彈射桿 (3a) ο
5.如權利要求4所述的一種列車動模實驗裝置，其特征在于所述的作動活塞(3e)的 活塞桿(3a)下表面上設有定位塊(3f)，定位塊(3f)前方設有固定于地面的前止擋塊(3h) 和伸縮式后止擋塊(3g)。
專利摘要列車動模實驗裝置，其動力裝置由壓縮空氣彈射機構、推車和飛輪加速機構組成，其中所述的飛輪加速機構由線路支撐后部區(qū)域下方的多個由電機驅動的飛輪構成，所述推車的垂向位置位于飛輪加速機構和線路支撐之間，水平位置位于試驗車與壓縮空氣彈射機構之間，推車上表面的推動桿向上穿出線路支撐的導向槽并對準試驗車的尾部，飛輪加速機構前方的線路支撐下設有液壓式推車攔截器，液壓式推車攔截器與推車的垂向位置相同；所述的壓縮空氣彈射機構的彈射桿對準推車的尾部。該裝置的動力強，試驗車的形狀大、重量大，試驗車在較短的時間內達到的速度更高，實驗環(huán)境與真實情況更加接近，實驗結果更可靠。
文檔編號G01M9/08GK201589695SQ20102010084
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月25日 優(yōu)先權日2010年1月25日
發(fā)明者崔濤, 張衛(wèi)華, 馬啟文 申請人:西南交通大學