[发明专利]一种评估转向架主动悬挂控制性能的室内全尺寸试验台

说明书

本发明提供一种评估转向架主动悬挂控制性能的室内全尺寸试验台，包括试验过程中用到的铁路轨道以及设置在铁路轨道上的试验用高速铁路列车转向架，在转向架外侧设有导轨，在导轨上设置牵引导框，牵引导框通过牵引拉杆与转向架相连接，在牵引导框与转向架之间设置垂向液压作动器以及横向液压作动器，牵引导框连接驱动系统并在驱动系统作用下在导轨上运行，在牵引导框的前后分别放置配重块。本发明能够模拟转向架在受外部激励载荷作用下的主动悬挂控制过程，并通过研究轮轨接触状态、转向架运行速度和外部激励条件对主动悬挂控制的可靠性、安全性和控制效果进行评估，实现了对列车主动悬挂控制系统的研究。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种评估转向架主动悬挂控制性能的室内全尺寸试验台。

背景技术

高速铁路因其高速、舒适性以及安全性得到快速发展。同时高速列车面临着复杂多变的外部环境条件、复杂的运营条件以及服役性能的演化，传统的被动悬挂常常不能兼顾各项指标达到最优，因此高速铁路的主动控制系统成为未来高速铁路发展的重要方向。但是现阶段，许多主动控制技术都是基于理论而未进行试验评估，因此其可靠性、安全性得不到保障而未普遍在高速列车上运用。因此为了评估主动控制系统的安全性、可靠性以及控制系统性能，进一步开展主动控制系统的试验研究显得尤为重要。

目前为止，高速列车主动控制的试验方法主要有：

一、在实际线路上进行主动悬挂控制系统的评估试验，此方法能够准确的模拟实际列车的运行状态，但有许多缺点：试验过程中线路状态、环境激励难以实时掌握；其次，试验过程中列车参数无法准确测量，且无法根据试验需求进行改变；不仅如此，由于列车的主动控制试验对列车的行车安全有很大影响，无法确保主动控制的可靠性，因此实际线路的主动控制评估试验一般只能进行简单的半主动控制，不能进行极端工况的测试；最后实际线路试验会影响线路的正常运行，试验周期长，经济性差。

二、室内试验研究，又分为：

比例模型试验：比例模型试验台能够在一定程度对模拟车辆在线路上的动力学行为，但由于轮轨关系的强非线性，比例模型的试验结果还受到相似关系的影响，除了要在轮轨几何型面上相似，还需要在蠕滑系数、摩擦系数等方面进行相似。因为复杂的轮轨接触状态，难以根据一般的相似理论设计比例模型试验台对线路上的高速列车车辆主动控制动力学进行模拟，特别是一系主动控制技术、主动抗蛇行减振器等的主动控制技术进行精确估算。

全尺寸机车车辆整车滚动振动试验台：同样的全尺寸的机车车辆整车滚动试验台虽然能够在较高程度上还原车辆在线路运行时的动力学特性，并且根据需要改变轨道激励，能够满足舒适性主动悬挂的测试，主要包括二系垂向主动悬挂控制、一系垂向主动悬挂控制。但用有限半径的滚动轮代替钢轨，不能精确的描述轮轨接触几何关系，无法反映真实的轮轨相互作用状态，因此不能够用于车辆稳定性的主动控制测试。

因此实际线路试验、比例模型试验和全尺寸整车滚动台对高速列车主动控制技术的测试评估都存在明显的不足。通过合理的发明方法，实现转向架在轨道上运行的全尺寸主动控制评估试验台，将成为高速列车主动控制技术研究的重要基础，对高速列车健康、快速发展具有十分重要的意义。

发明内容

为克服上述存在之不足，提出了一种评估转向架主动悬挂控制性能的室内全尺寸试验台，包括铁路轨道、铁路轨道上放置的转向架。铁路轨道外侧设有牵引导轨，牵引导轨通过扣件橡胶垫固定，牵引导轨与牵引导框的车轮相配合，转向架安装在牵引导框内部，同时转向架通过牵引拉杆与牵引导框相连接；牵引导框与转向架之间设置左右两侧的垂向液压作动器、前后的横向液压作动器；牵引导框前后分别放置了试验需要的配重块。本发明能够动态模拟转向架在受外部激励载荷作用下的主动悬挂控制过程，研究轮轨接触状态、转向架运行速度和外部激励条件对主动悬挂控制的可靠性、安全性和控制效果进行评估，实现高速列车主动悬挂控制系统的研究。