[实用新型]短距离实现高速列车车轮滚动运行的试验装置

说明书

本实用新型提供了一种短距离实现高速列车车轮滚动运行的试验装置。该装置包括：缩尺列车模型安装于缩尺轨道模型的上方；缩尺轨道模型安装于试验台承台之上，为列车运行提供支撑；电磁支撑台架安装于试验台承台之上，电磁铁安装在电磁支撑台架内侧，通过电磁继电器控制系统保证缩尺列车模型平稳抬升、降落及稳定加速；控制液压动力发生装置输出列车车轮转动所需的能量输入值大小；列车弹射动力系统在列车车轮下落接触钢轨的瞬间，启动列车弹射设备，使缩尺列车模型瞬间以高速弹出。本实用新型能够确保室内缩尺列车动力弹射平台上列车模型在极短距离内实现模型车轮高速滚动运行，在有限的试验距离范围内完成高速列车轮轨接触关系模拟的试验装置。

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种短距离实现高速列车车轮滚动运行的试验装置。

背景技术

我国轨道高速铁路事业快速发展，已从大规模建设阶段逐步转变为长期安全稳定运营阶段，如何长期保证高速列车高安全、高稳定、高可靠的运营品质，是我国现阶段面临的重大科学问题。高速列车轮轨动态接触关系反映了车轮与钢轨之间的动力相互作用，良好的轮轨接触关系是保证高速列车安全、平稳运行的核心科学问题，而车辆运行速度及轨道、车轮服役状态等多因素的共同作用直接影响高速列车轮轨接触关系。目前对于轮轨接触关系主要集中于理论研究，大多学者通过建立车辆轨道耦合动力学模型，从数值模拟的角度研究高速列车在不同的运行工况下轮轨接触关系；但理论模型研究如何与现场实际状况紧密结合，还亟待学者们继续研究。部分学者通过现场试验来研究列车在运行过程中轮轨接触关系，但基于实车、实轨的现场试验大多在正线上进行，存在的主要缺点是成本高、难以模拟极端工况条件、测试难度大还会受到各类随机因素的影响、风险性大、可重复性差。因此，国内外学者尝试开展室内列车试验平台的设计研发，大多从以下几个方面开展室内试验，建立室内轮轨滚动试验台来研究列车轮轨接触姿态，但无法考虑轮轨纵向蠕滑及复杂线路条件的影响；此外，部分学者基于相似理论搭建缩尺高速列车试验平台，其功能可以分为以下两种：一种试验台对车体转向架及列车车轮结构进行了简化，将研究重点放在高速列车在运行过程中所受到的空气动力问题，无法开展列车轮轨接触姿态的研究。另一种是建立了低速轮轨滚动缩尺试验平台，仅能研究列车在低速运行下，不同工况对列车轮轨接触姿态的影响。目前若想实现列车试验平台车轮随车体高速转动运行，现面临巨大的技术瓶颈，分析其原因是由于，部分试验平台通过外力弹射装置可以使列车短时间内达到很高的速度，但是，车轮仅能依靠钢轨滑动摩擦力慢慢实现加速转动，也就是说缩尺列车模型即使借助外力被瞬间高速弹出，车轮仍在很长的距离范围内只能在钢轨上连滚带滑前行，当车轮转动角速度达到v/R时，车轮才能实现滚动运行，很明显若想研究高速列车轮滚滚动接触姿态的研究，加速段所需距离对试验平台的成本带来巨大增大，因此应考虑如何克服这一难题，在有限的距离内真正实现试验段轮轨滚动而非滑动运行模拟。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种短距离实现高速列车车轮滚动运行的试验装置，以实现在有限的距离内真正实现试验段轮轨滚动。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种短距离实现高速列车车轮滚动运行的试验装置，包括：缩尺列车模型(1)、缩尺轨道模型(2)、试验台承台(3)、电磁支撑台架(4)、电磁铁(5)、电磁继电器控制系统、车轮速度控制系统(12)、列车弹射动力系统和液压动力发生装置；

所述缩尺列车模型(1)安装于所述缩尺轨道模型(2)的上方，并与所述列车弹射动力系统相连接；

所述缩尺轨道模型(2)安装于所述试验台承台(3)之上，为列车运行提供支撑；

所述电磁支撑台架(4)安装于所述试验台承台(3)之上，所述电磁铁(5)安装在电磁支撑台架(4)内侧，通过电磁继电器控制系统对缩尺列车模型(1)提供非接触抬升斥力，保证所述缩尺列车模型平稳抬升、降落及稳定加速；