軌道車輛垂向減震性能測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，在待試驗(yàn)列車前后兩個轉(zhuǎn)向架的下方設(shè)置試驗(yàn)平臺，在所述試驗(yàn)平臺中設(shè)置有多個垂向激振裝置，具體包括如下步驟：A、將待試驗(yàn)列車放置在試驗(yàn)平臺上；B、根據(jù)試驗(yàn)要求，在列車的內(nèi)部放置相應(yīng)重量的配重設(shè)備，使得列車的車體達(dá)到試驗(yàn)所需的狀態(tài)要求；C、在列車上布置加速度傳感器及位移傳感器；D、根據(jù)試驗(yàn)所需軌道線路條件控制多個垂向激振裝置分別在垂向上動作一定位移量；E、根據(jù)各個工況下測試的各個布點(diǎn)的加速度信號判斷該被試列車的垂向減震性能。本發(fā)明可以針對各種不同軌距、不同鐵道車輛進(jìn)行試驗(yàn)，還可以根據(jù)實(shí)際情況來模擬不同的線路情況，最大限度的使用試驗(yàn)裝置，節(jié)約試驗(yàn)資金，確保測試結(jié)果精確，對確保高速鐵路安全運(yùn)營等具有十分重要意義。
【專利說明】軌道車輛垂向減震性能測試方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道車輛性能測試方法，特別涉及一種軌道車輛垂向減震性能的測試方法，屬于軌道車輛制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]從1997年4月開始，中國鐵路先后進(jìn)行了 6次大面積提速，至2010年7月I日，中國正式走向高鐵時代，高鐵最快時速可達(dá)322km/h。
[0003]鐵路運(yùn)輸向高速重載的發(fā)展，使列車運(yùn)行的振動加劇，各部件的服役環(huán)境惡化，暴露在轉(zhuǎn)向架、輪軸和車體等的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題逐漸增多，特別是在高速列車所要求的結(jié)構(gòu)輕量化后，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題將更加突出，同時乘客對乘坐的舒適性提出了越來越高的要求，為了從根本上解決這種車輛高速化帶來的問題，車輛的垂向減震性能至關(guān)重要。 [0004]目前為止，鐵路機(jī)車車輛垂向減震性能測試研究所采用的試驗(yàn)方法主要有:
[0005]一、實(shí)際車輛在特定的實(shí)際線路上進(jìn)行試驗(yàn)，雖然該試驗(yàn)方法可進(jìn)行真車實(shí)線的垂向減震性能測試研究，但具有很多的弊端，主要有:試驗(yàn)中很多軌道線路參數(shù)無法精確測量；試驗(yàn)參數(shù)如車輛的配重、減震器的更換、及減震器工作高度的調(diào)節(jié)等參數(shù)不能隨意調(diào)節(jié)或改變；受線路外界情況影響較大，影響線路的正常運(yùn)行，導(dǎo)致此路段僅能供于試驗(yàn)使用，影響正常的鐵路運(yùn)輸及運(yùn)營；每進(jìn)行一次試驗(yàn)需要將車輛運(yùn)送到指定的線路，以及將被試車輛配重到空車及重車狀態(tài)，以及減震器的更換等所需要的時間周期極長；由于以上一系列問題導(dǎo)致的試驗(yàn)成本昂貴，代價太高等等。
[0006]二、室內(nèi)試驗(yàn)研究，又分為:
[0007]仿真計算的研究,通過計算機(jī)專用軟件如Simpack, Adams等動力學(xué)分析軟件模擬列車軌道狀況，在軟件中建立需要分析的車輛模型來計算仿真其垂向減震性能。此種方法比較簡單，但是軟件模擬僅僅是理想狀況，不能完全的考慮實(shí)際列車的懸掛系統(tǒng)及受力狀況，因此跟實(shí)際試驗(yàn)有一定的差距，可信度較低。
[0008]實(shí)驗(yàn)室實(shí)際模擬試驗(yàn)。在真實(shí)的軌道線路上制造一定的缺陷，比如三角坑等，將被試車輛放置在試驗(yàn)準(zhǔn)備的軌道線路上，使其通過人工制造的線路缺陷來進(jìn)行真車實(shí)線的垂向減震性能測試研究。此種方法模擬了實(shí)際列車通過缺陷軌道的狀況，但是該種方式實(shí)現(xiàn)的難度較高，需要現(xiàn)場在真實(shí)的軌道上設(shè)定特殊的缺陷，此種辦法的代價較大，破壞了真實(shí)的軌道，一次設(shè)置的軌道僅能完成一種軌道線路類型的試驗(yàn)，進(jìn)行另一種軌道線路試驗(yàn)時需要再一次的設(shè)置，試驗(yàn)話費(fèi)過多時間，且較為費(fèi)力，結(jié)果較真實(shí)值偏差也較大，不經(jīng)濟(jì)科學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，成本低、效率高，可以針對不同軌道條件和不同車輛狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:[0011]一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，在待試驗(yàn)列車前后兩個轉(zhuǎn)向架的下方設(shè)置試驗(yàn)平臺，在所述試驗(yàn)平臺中設(shè)置有多個垂向激振裝置，具體包括如下步驟:
[0012]A、將待試驗(yàn)列車放置在試驗(yàn)平臺上；
[0013]B、根據(jù)試驗(yàn)要求，在列車的內(nèi)部放置相應(yīng)重量的配重設(shè)備，使得列車的車體達(dá)到試驗(yàn)所需的狀態(tài)要求；
[0014]C、在列車上布置加速度傳感器及位移傳感器；
[0015]D、根據(jù)試驗(yàn)所需軌道線路條件控制多個垂向激振裝置分別在垂向上動作一定位
移量;
[0016]E、根據(jù)各個工況下測試的各個布點(diǎn)的加速度信號判斷該被試列車的垂向減震性倉泛。
[0017]進(jìn)一步，所述試驗(yàn)平臺包括頂板和底板，在所述頂板和底板之間設(shè)置所述垂向激振裝置，所述列車放置在所述頂板上。
[0018]進(jìn)一步，在每個試驗(yàn)平臺中設(shè)置兩個垂向激振裝置，兩個垂向激振裝置沿車體寬度方向?qū)ΨQ設(shè)置在轉(zhuǎn)向架中心的下方。
[0019]進(jìn)一步，在上述步驟C中，在軸箱、構(gòu)架的四個角及中部、車體中心垂向方向上分別布置加速度傳感器及位移傳感器。
[0020]進(jìn)一步，在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的四個垂向激振裝置同時向下
運(yùn)動一定的高度。
[0021]進(jìn)一步，在上述步驟D中，控制前端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度，后端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置保持位置不變。
[0022]進(jìn)一步，在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的同一側(cè)的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度。
[0023]進(jìn)一步，在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的相反一側(cè)的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度。
[0024]進(jìn)一步，在上述步驟D中，控制前端的試驗(yàn)平臺的一側(cè)的一個垂向激振裝置向下運(yùn)動一定的高度，另一個垂向激振裝置保持位置不變，后端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置也保持位置不變。
[0025]進(jìn)一步，在所述頂板上沿車體寬度的方向設(shè)置有相互平行的多個通長的軌道形槽，不同規(guī)格車輛的輪對落在試驗(yàn)平臺后，用斜鍥與輪對相應(yīng)位置的所述軌道形槽配合將列車與頂板固定。
[0026]綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述的一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0027](I)該種測試方法可以針對各種不同軌距(如1435mm、IOOOmm及1676mm等軌距)
的，各種不同鐵道車輛(如機(jī)車、動車、拖車及地鐵等鐵道車輛)進(jìn)行試驗(yàn)，最大限度的使用試驗(yàn)裝置，節(jié)約試驗(yàn)資金，確保測試結(jié)果精確，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)不同的軌道條件、不同車輛狀態(tài)下的垂向減震性能測試研究，對確保高速鐵路安全運(yùn)營等具有十分重要意義。
[0028](2)該方法在試驗(yàn)中，可以根據(jù)實(shí)際情況來模擬不同的線路情況，在試驗(yàn)時根據(jù)線路超高情況，將試驗(yàn)臺調(diào)整成為需要模擬的狀態(tài)，然后將被試車輛配重，使其達(dá)到真實(shí)的線路運(yùn)行情況，以此來模擬被試車輛在真實(shí)的線路中的實(shí)際運(yùn)行狀況，從而來測量其垂向減震器性能，為列車垂向減震機(jī)理研究提供更加真實(shí)有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0029](3)該試驗(yàn)方法可以進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中所用的時間周期短，需要的人力，物力等成本較低，而試驗(yàn)的效率較高，從而為鐵道車輛垂向減震機(jī)理研究提供更加真實(shí)有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對確保高速鐵路安全運(yùn)營等具有十分重要意義。
[0030](4)該方法不影響列車的正常運(yùn)行，便于實(shí)施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明垂向減震性能測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0033]圖3是本發(fā)明試驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]如圖1至圖3所示，試驗(yàn)平臺1，列車2，轉(zhuǎn)向架3，輪對4，斜鍥5，配重塊6，頂板7，底板8，垂向作動器9，軌道形槽10。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0036]如圖1和圖2所示，一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，在試驗(yàn)平臺I上進(jìn)行，待試驗(yàn)的列車2在試驗(yàn)時放置在試驗(yàn)平臺I上，試驗(yàn)平臺I為兩個，相對于列車2前后兩個轉(zhuǎn)向架3設(shè)置，每個轉(zhuǎn)向架3在試驗(yàn)時落在相應(yīng)的試驗(yàn)平臺I上。
[0037]試驗(yàn)時，在列車2的內(nèi)部放置配重設(shè)備，本實(shí)施例中，配重設(shè)備優(yōu)選采用配重塊6，在列車2的內(nèi)部裝上數(shù)量不等的配重塊6，通過放置不同重量的配重塊6，可以模擬列車2的實(shí)際狀態(tài)，即根據(jù)車輛空車、重車等狀態(tài)添加或減少相應(yīng)配重塊6的數(shù)量，以使車體達(dá)到試驗(yàn)所需的狀態(tài)要求，實(shí)現(xiàn)在同一試驗(yàn)平臺I上針對不同車輛狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。配重塊6選擇使用具有一定質(zhì)量的規(guī)則鐵塊，取放均非常方便，而且規(guī)則的鐵塊可以最大限度的節(jié)約試驗(yàn)臺的空間，同時可以反復(fù)進(jìn)行利用，也節(jié)約了試驗(yàn)資金。
[0038]如圖3所示，每個試驗(yàn)平臺I均包括頂板7和底板8，頂板7和底板8之間設(shè)置多個垂向激振裝置，本實(shí)施例中，垂向激振裝置優(yōu)選采用結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的垂向作動器9。每個試驗(yàn)平臺I上安裝兩個垂向作動器9，即每列列車2配備四個垂向作動器9，每個試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9沿車體的寬度方向?qū)ΨQ設(shè)置，設(shè)置在轉(zhuǎn)向架3中心的位置下方，列車2則固定安裝在頂板7上，由垂向作動器9支撐頂板7及其上的列車2。垂向作動器9采用液壓作動器，通過控制液壓來控制垂向作動器9在垂直方向上的動作，使頂板7上升或下降一定高度，兩個垂向作動器9可以分別控制。
[0039]在做垂向減震性能測試時，可以通過控制四個垂向作動器9在垂向上分別動作一定位移量，同時使頂板7上的列車2也相應(yīng)上升或下降一定高度，記錄每個垂向作動器9上升或下降的位移量及列車2軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值，從而完成垂向減震性能測試。通過垂向作動器9的動作，模擬實(shí)現(xiàn)不同的線路缺陷，同時具有占用空間小、試驗(yàn)周期短的優(yōu)點(diǎn)。
[0040]在每個轉(zhuǎn)向架3上設(shè)置有兩組輪對4，每組輪對4設(shè)置有兩個軸箱，所以每節(jié)列車2上設(shè)置有8個軸箱，試驗(yàn)時，在列車2的8個軸箱、構(gòu)架的四個角及中部、車體中心垂向方向上分別布置加速度傳感器及位移傳感器，以檢測在上升或下降過程中各位置的垂向振動加速度及位移值。
[0041]為了提高試驗(yàn)平臺I的通用性，頂板7的寬度大于目前正在使用的最寬的軌距，在頂板7上沿車體寬度的方向設(shè)置有相互平行的多個通長的軌道形槽10，軌道形槽10與軌道形狀相同，真實(shí)地模擬了軌道，使試驗(yàn)結(jié)果更加真實(shí)可靠。不同規(guī)格車輛的輪對4落在試驗(yàn)平臺I后，用斜鍥5與輪對4相應(yīng)位置的軌道形槽10配合固定，進(jìn)而將列車2穩(wěn)定固定在試驗(yàn)平臺I上，列車2的安裝非常方便，而且可以適用所有規(guī)格的列車2 (如機(jī)車、動車、拖車及地鐵等鐵道車輛)，同時也可以適用不同的軌距(如1435mm、IOOOmm及1676mm等軌距)。
[0042]下面詳細(xì)描述垂向減震性能的測試方法，具體包括如下步驟:
[0043]A、將待試驗(yàn)的列車2放置在試驗(yàn)平臺I上，并通過斜鍥5與頂板7上的軌道形槽10相配合，將列車2的前后兩個轉(zhuǎn)向架3分別固定在前后兩個試驗(yàn)平臺I上。
[0044]B、根據(jù)試驗(yàn)要求，在列車2的內(nèi)部放置相應(yīng)重量的配重塊6，使得列車2的車體達(dá)到試驗(yàn)所需的狀態(tài)要求。
[0045]C、在待試驗(yàn)列車2的8個軸箱、構(gòu)架的四個角及中部和車體中心垂向方向上分別布置加速度傳感器及位移傳感器。
[0046]D、分別控制四個垂向作動器9在垂向上動作一定位移量，使得試驗(yàn)平臺I迅速的變?yōu)榱硪环N軌道線路條件，進(jìn)而模擬試驗(yàn)所需的各種軌道線路條件，具體的實(shí)施方式有如下幾種:
[0047]I)控制試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9，使得前后兩個試驗(yàn)平臺I下方的四個垂向作動器9同時向下運(yùn)動一定的高度，記錄試驗(yàn)平臺I頂板7下降的的位移量，同時通過布置的加速度傳感器和位移傳感器記錄列車2的軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值。
[0048]2)控制試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9，使得前端的試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9同時向下運(yùn)動一定的高度，后端的試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9保持位置不變，記錄試驗(yàn)平臺I下降的的位移量及列車2的軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值。
[0049]3)控制試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9，使得前后兩個試驗(yàn)平臺I下方的同一側(cè)的兩個垂向作動器9同時向下運(yùn)動一定的高度，另一側(cè)的兩個垂向作動器9不變，記錄試驗(yàn)平臺I下降的的位移量及列車2的軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值。
[0050]4)控制試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9，使得前后兩個試驗(yàn)平臺I下方的相反一側(cè)的兩個垂向作動器9同時向下運(yùn)動一定的高度，另外兩個垂向作動器9不變，記錄試驗(yàn)平臺I下降的的位移量及列車2的軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值。
[0051]5)控制試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9，使得前端的試驗(yàn)平臺I下方的一側(cè)的一個垂向作動器9向下運(yùn)動一定的高度，另一個垂向作動器9保持位置不變，后端的試驗(yàn)平臺I下方的兩個垂向作動器9也保持位置不變，記錄試驗(yàn)平臺I下降的位移量及列車的軸箱、構(gòu)架和車體的垂向振動加速度及位移值。
[0052]E、根據(jù)各個工況下測試的加速度信號來判斷該被試車輛的垂向減震器的性能。
[0053]F、根據(jù)試驗(yàn)的條件，改變步驟B及步驟D的條件，改變步驟D中各個工況的位移量等來測試被試列車不同狀態(tài)下的垂向減震器性能。
[0054]通過以上試驗(yàn)中測得的加速度信號，可得到車輛的垂向平穩(wěn)性指標(biāo)W，從而用來考核和評估車輛的垂向減震性能，具體方法如下:
[0055](I)車體振動加速度
[0056]車輛車體振動加速度應(yīng)滿足以下條件:
[0057]車體垂向加速度最大值 Acz ( 2.5m/s2
[0058]車體垂向加速度均方根 sAcz ( 0.75m/s2
[0059](2)運(yùn)行平穩(wěn)性的評價
[0060]具體評價指標(biāo)如下:
[0061]對以上測試得到的車體振動加速度信號進(jìn)行分析，車體振動加速度包含多個頻率成分，而其中單一頻率的平穩(wěn)性指標(biāo)計算公式為:
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在待試驗(yàn)列車前后兩個轉(zhuǎn)向架的下方設(shè)置試驗(yàn)平臺，在所述試驗(yàn)平臺中設(shè)置有多個垂向激振裝置，具體包括如下步驟: A、將待試驗(yàn)列車放置在試驗(yàn)平臺上； B、根據(jù)試驗(yàn)要求，在列車的內(nèi)部放置相應(yīng)重量的配重設(shè)備，使得列車的車體達(dá)到試驗(yàn)所需的狀態(tài)要求； C、在列車上布置加速度傳感器及位移傳感器； D、根據(jù)試驗(yàn)所需軌道線路條件控制多個垂向激振裝置分別在垂向上動作一定位移量; E、根據(jù)各個工況下測試的各個布點(diǎn)的加速度信號判斷該被試列車的垂向減震性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:所述試驗(yàn)平臺包括頂板和底板，在所述頂板和底板之間設(shè)置所述垂向激振裝置，所述列車放置在所述頂板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在每個試驗(yàn)平臺中設(shè)置兩個垂向激振裝置，兩個垂向激振裝置沿車體寬度方向?qū)ΨQ設(shè)置在轉(zhuǎn)向架中心的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟C中，在軸箱、構(gòu)架的四個角及中部、車體中心垂向方向上分別布置加速度傳感器及位移傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的四個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟D中，控制前端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度，后端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置保持位置不變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的同一側(cè)的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟D中，控制前后兩個試驗(yàn)平臺的相反一側(cè)的兩個垂向激振裝置同時向下運(yùn)動一定的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在上述步驟D中，控制前端的試驗(yàn)平臺的一側(cè)的一個垂向激振裝置向下運(yùn)動一定的高度，另一個垂向激振裝置保持位置不變，后端的試驗(yàn)平臺的兩個垂向激振裝置也保持位置不變。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道車輛垂向減震性能測試方法，其特征在于:在所述頂板上沿車體寬度的方向設(shè)置有相互平行的多個通長的軌道形槽，不同規(guī)格車輛的輪對落在試驗(yàn)平臺后，用斜鍥與輪對相應(yīng)位置的所述軌道形槽配合將列車與頂板固定。
【文檔編號】G01M17/08GK103674583SQ201310641547
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】余進(jìn), 劉韶慶, 鄧小軍, 徐躍, 姚非, 劉先愷, 龔明 申請人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司