一种轨道车辆碰撞试验的防护装置和防护方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轨道车辆碰撞试验的防护装置和防护方法，在试验区域内设置高度依次递增的第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置，分别对车轮、转向架及车体进行逐级防护。本发明专利技术针对轨道车辆的运行特点，设计了高度差不同的防护轨道、防护基、防护围栏三级防护措施，通过该三级防护结构解决了轨道车辆在碰撞试验时存在的安全问题，当碰撞试验时发生跳起、脱轨、皱褶、爬车等响应时，三层防护结构能起到保护人员、厂房、地面测试设备的安全，确保了在室内进行碰撞试验的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于碰撞动力学试验

技术介绍
随着我国轨道交通事业的不断发展，尤其是高速动车组在国内的普及，车辆运行安全被越来越多的人们所重视，而车辆运行安全中的车辆碰撞安全性是非常重要的一部分。现在的轨道车辆碰撞试验大多在野外开阔地带，人口稀疏，即使发生脱轨等危险，由于其地面开阔，无厂房等其它建筑物，因此不具备大的破坏力，但这种方式试验条件和结果受地理和环境影响较大。为了解决该问题，最好如汽车一样，将车辆碰撞试验设置在室内，但汽车碰撞试验由于质量小，速度小于65km/h，其采用普通的护栏、空心墩即可有效的防止车辆在脱出时产生的碰撞，在室内做汽车碰撞试验是安全的。而轨道车辆在碰撞过程中能量大、速度高，单节车质量达15-80t、速度也达到60-110km/h，而且由于轨道车辆具有轨道导向，单节车辆又长达26m，碰撞时，大质量、高速度的测试车辆可能发生跳起、脱轨、皱褶、爬车等碰撞响应，车轮轮缘可能会骑上走行轨道而导致脱轨，甚至掉线，这样测试车辆会因失去轨道导向作用而失控，进而发生测试车辆撞向厂房等安全事故，因此必须采取必要的防护措施。现有技术对轨道车辆防脱轨仅仅是在轴箱上安装一套防脱钩装置，但一旦发生大幅度跳跃，还是会将轨道一起拽出并脱离轨道。由于试验室的周边还有其它厂房、道路和建筑物等，如不在室内配置有效的安全防护装置，当发生车辆脱轨冲出的意外时，危险性很大，后果不堪设想，现有碰撞试验中所采用的普通护栏明显不能满足轨道车辆碰撞试验的防护要求。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于解决上述问题，提供了一种整体结构简单，可有效实施防护，确保试验过程安全的轨道车辆碰撞试验的防护装置。本专利技术的另一个主要目的在于，提供一种可有效实施防护，确保试验过程安全的轨道车辆碰撞试验的防护方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是:一种轨道车辆碰撞试验的防护装置，包括测试车辆、走行轨道及刚性止挡墙，测试车辆在走行轨道上运行，刚性止挡墙安装在走行轨道的前端，还包括高度依次递增用于对车轮、转向架及车体进行逐级防护的第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置。进一步，所述第一级防护装置为两条与走行轨道并行的防护轨道，所述防护轨道安装在走行轨道的内侧或外侧，所述防护轨道的高度高于走行轨道用于在车轮脱线时阻挡车轮偏转。进一步，所述走行轨道和防护轨道通过支撑基础固定安装在试验区域的地面上，所述支撑基础包括支承层、道床板、轨枕、支撑钢块及支撑座，所述支承层铺设在地面上，道床板铺设在支承层上，在道床板上设置若干轨枕，在每相邻的两个轨枕之间横向设置支撑钢块，所述走行轨道固定在轨枕和支撑钢块上，所述支撑座焊接固定在所述支撑钢块上，所述防护轨道焊接在所述支撑座上。进一步，所述第二级防护装置为两个防护基，两个防护基分设在走行轨道的两侧，将走行轨道和测试车辆包围在其中，所述防护基的高度高于所述第一防护装置用于阻挡转向架横向运动。进一步，所述防护基由厂房地面向下凹陷形成，所述走行轨道和测试车辆安置在所述凹陷区域内。进一步，所述第三级防护装置为设置在第一防护装置和第二防护装置外围的防护围栏，防护围栏将试验区域同厂房内的其它区域隔离，所述防护围栏的高度高于所述第二防护装置用于阻挡车辆撞向厂房。进一步，所述防护围栏由若干个防护粧及吸能缓冲件组成，两个防护粧之间通过连接件连接。进一步，在两个所述防护粧之间还设置有防护网。本专利技术的另一个技术方案是:一种轨道车辆碰撞试验的防护方法，在试验区域内设置高度依次递增的第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置，分别对车轮、转向架及车体进行逐级防护。进一步，具体包括:当车轮跳起高度低于第一高度H1时，由平行设置在走行轨道旁的防护轨道阻挡车轮发生偏转，抑制车辆脱轨；当车轮跳起高度高于第一高度H1但低于第二高度H2时，由设置在走行轨道和测试车辆两侧的防护基抑制转向架横向移动，使车辆脱轨后在有限的空间内运动；当车轮跳起高度高于第二高度H2时，由设置在防护轨和防护基外围的防护围栏阻挡车辆撞向厂房。综上内容，本专利技术所述的，针对轨道车辆的运行特点，设计了高度差不同的防护轨、防护基、防护围栏三级防护措施，通过该三级防护结构解决了轨道车辆在碰撞试验时存在的安全问题，当因碰撞试验而发生跳起、脱轨、皱褶、爬车等响应时，三层防护结构能起到保护人员、厂房、地面测试设备安全的作用，确保了在室内进行碰撞试验的安全性。本专利技术不但整体结构简单合理，而且成本低，做到了 “小脱轨”低成本防护、“大脱轨”安全防护。【附图说明】图1是本专利技术防护装置的结构示意图；图2是本专利技术防护装置的断面结构示意图；图3是本专利技术走行轨道与防护轨道的安装结构示意图。如图1至图3所示，试验区域1，走行轨道2，测试车辆3，刚性止挡墙4，防护装置5，防护轨道6，支撑层7，道床板8，防护基9，防护围栏10，防护粧11，连接件12，地面13，凹陷区域14，支撑钢板15，轨枕16，排水坡17，排水通道18，支撑钢块19。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细描述:如图1和图2所示，本专利技术提供的一种轨道车辆碰撞试验的防护装置，安装在用于进行碰撞试验的厂房内，在厂房内规划出碰撞，在试验区域1内安装走行轨道2，测试车辆3在走行轨道2上运行，走行轨道2采用普通的钢轨，测试车辆3由牵引系统带动运行，牵引系统可以采用由电机驱动的牵引车辆(图中未示出)，牵引车辆同样在走行轨道2上运行。在走行轨道2的前方设置一刚性止挡墙4，刚性止挡墙4固定在厂房地面13上。其中，测试车辆3可以根据试验需要采用真实的轨道车辆，也可以采用一种简化车辆，简化车辆的结构、编组方式和性能与真实车辆一样，只是在尺寸上按比例缩小。在简化的测试车辆3前端部设置有与其匹配的车钩缓冲装置、压溃管、端部吸能装置等，车体本身与真实车辆一样具有足够的刚度，各车体通过联挂装置连接，在车辆碰撞过程中上述各结构相互配合吸收能量。牵引车辆则安装在测试车辆3的后方，由电机等牵引动力装置驱动，牵引车辆的前端顶靠在测试车辆3的尾部进而带动测试车辆3在走行轨道2上按规定速度运行，并以设定速度撞击前方的刚性止挡墙4，完成碰撞试验。为了获取更多的试验数据，在刚性止挡墙4的背面安装多个力传感器(图中未示出)，力传感器用来检测测试车辆3撞击刚性止挡墙4时的各点撞击力数据，力传感器的安装位置根据试验要求而定。在试验区域1的上方还可以安装高速摄影采集系统等，对测试车辆3的运行及碰撞过程进行全程录影，用于后期计算位移量、速度和加速度等。防护装置5沿着试验区域1内走行轨道2延伸设置，在对测试车辆3进行碰撞性能测试时，防护装置5对测试车辆3实现多级防护，以确保试验过程安全。如图1和图2所示，本实施例中，防护装置5共包括三级防护措施，分别为第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置，第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置的高度依次递增设置，用以分别对车轮、转向架及车体进行逐级防护。其中，第一级防护装置为两条与走行轨道2并行设置的防护轨道6，防护轨道6采用普通的钢轨，其结构与走行轨道2相同，但其高度高于走行轨道2，防护轨道6的轨面距离走行轨道2的轨面高度为Hl，H1的数值应大于车轮轮缘的高度，两条防护轨道6之间的水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆碰撞试验的防护装置，包括测试车辆、走行轨道及刚性止挡墙，测试车辆在走行轨道上运行，刚性止挡墙安装在走行轨道的前端，其特征在于：还包括高度依次递增用于对车轮、转向架及车体进行逐级防护的第一级防护装置、第二级防护装置及第三级防护装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志祥，王万静，兰永霞，徐冠基，陈一萍，张志强，崔洪举，
申请(专利权)人：南车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37