基于差速传动机构的铁路机车车辆运行仿真试验台，由数个试验单元构成，每一试验单元的结构为：驱动机构与左、右滚轮相连，左、右滚轮支撑在左、右Ｕ字形框架上；左、右Ｕ字形框架分别通过其侧壁上的垂向线性轴承安装在左、右滚轮座内壁上；左、右滚轮座均安装在基座上；左、右Ｕ字形框架的底部分别通过垂向液压激振器连接在基座上；左、右滚轮轴的外端与横向液压激振器相连，横向液压激振器固定在基座上；左、右滚轮座分别通过回转轴承安装在基座上，并与各自的回转激振器相连。该试验台可以模拟机车车辆在铁路线路上的运动；它能模拟平顺的车辆运行状态，又能模拟线路垂向不平顺、横向不平顺、侧向水平弯曲的扰动和车辆在曲线线路环境下的运动状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁路机车车辆运行仿真试验台。
技术介绍
铁路机车车辆整车动态性能的好坏是直接影响列车运行质量(包括安全可 靠、快速便捷、高效节能、平稳舒适等)的最重要的因素。因而，对机车车辆 整车动态性能进行运行试验研究是必需的。列车在实际的线路上运行时的工况是极其复杂多变的。测试铁路机车车辆 整车动态性能，需要测试机车车辆整车在各种工况下的动态性能，具体而言是 指测试在下述工况下的动态性能1.列车的前进运动，即车轮的滚动。2.钢 轨的加工、安装等因素形成的误差带来的线路不平顺扰动，具体包括a.垂向 不平顺，即轨道上的钢轨高低不平；b.横向不平顺，即轨道延伸方向上侧面不 光滑、产生了侧向水平偏移；c、侧向水平弯曲，即钢轨在轨道延伸方向上产生 了侧向的水平弯曲；3.线路弯道处钢轨的曲线状态(緩和曲线及圆弧曲线)， 以及在曲线状态下的同轴的两车轮由于切线方向上的线速度不一致而产生的滑 移现象；4.载荷状况下的牵引、制动过程。目前，在铁路机车车辆整车动态性能运行试验研究中主要采用两种方法 一种是在环行轨道上作线路运行试验；另 一种方法是在实验室里建造定置试验 台。采用环行轨道方式，缺点在于需要修建试验线路，要占用很大的场地， 并且对运行中的列车的某些动态参数的检测很不方便，甚至无法进行。试验台 的方式，则占用场地少，且能动态地、变化地仿真模拟列车运行的多种工况。 但现有的定置试验台， 一方面结构复杂，难于控制，另一方面同一试验台上也 只能实现少数工况的模拟。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铁路机车车辆运行仿真试验台，该种试验台可以方便地模拟机车车辆在铁路线路上的运动；它能模拟平顺的车辆运行状态，又 能模拟线路垂向不平顺、横向不平顺、侧向水平弯曲的扰动和车辆在曲线线路 环境下的运动状态。本专利技术解决实现其专利技术目的，所釆用的技术方案是 一种铁路机车车辆运 行仿真试验台，其组成为，由数个试验单元构成，每一试验单元的具体结构为驱动机构通过万向轴与右滚轮轴相连，左滚轮轴通过浮动式联轴器与右滚 轮轴相连；或者左滚轮轴与驱动机构的差速传动机构相连；左、右滚轮分别安 装在左、右滚轮轴上。左、右滚轮轴分别通过轴承支撑在左、右U字形框架上；左、右U字形框 架分别通过其侧壁上的垂向线性轴承安装在左、右滚轮座内壁上；左、右滚4仑 座均安装在基座上。左、右U字形框架的底部分别通过的垂向液压激振器连接在基座上。左、右滚轮轴的外端分別连在轴承座上，轴承座与连接杆铰接，连接杆再与 L形拐臂的一端铰接，L形拐臂的拐角通过铰链固定在左、右滚轮座上，L形拐 臂的另 一端与橫向液压激振器连接，横向液压激振器的另 一端固定在基座上。左、右滚轮座分别通过回转轴承安装在基座，左、右滚轮座与各自的回转 激振器相连。本专利技术试验台的工作过程及原理是由于驱动机构是通过万向轴带动右滚轮轴运动，右滚轮运动时可在各个方 向上有一定的偏移范围，并且左、右滚轮中间设置了一个浮动式联轴器，该浮 动式联轴器具有较大的轴向位移补偿能力、径向位移补偿能力和角度位移补偿 能力，在传递转动和扭矩的同时，允许左、右滚轮在各自的垂向和横向液压激 振器的推动下作垂向和横向的相对移动。也就是说左、右滚轮能够产生相对独 立的垂向和横向移动。或者断开左、右滚轮轴间的浮动式联轴器，通过差速机 构将其连接，则左、右滚轮能够产生完全独立的垂向和横向移动。车辆直线平顺运行的模拟用装在滚轮轴上的滚轮来代替轨道，滚轮的外 圆截面具有铁路轨道踏面的形状，每个滚轮经滾轮轴支承在一个U字形框架里 的轴承中，滚轮在驱动机构的驱动下转动，从而带动车轮转动，模拟列车的平顺前进运动。轨道垂向不平顺状况的;f莫拟由于U字形框架通过垂向线性轴承安装在滚 轮座里，U字形框架的下面通过垂向液压激振器联结在基座上；滚轮转动的同时， 使垂向液压激振器工作，U字形框架及滚轮受到激振器的振动作用力，因此左、 右滚轮将按激振器的振动频语作垂向往复运动，该往复运动与滚轮转动的复合 即可模拟出车轮在纵向运动中的高低不平；由于左右滚轮的振动频谱是独立的， 因此它也可以模拟出在同一断面上两条轨道的高低不平。从而可以极其真实地 模拟出不同线路的各种垂向不平顺状况。轨道横向不平顺状况的模拟由于滚轮轴的外端通过轴承座和L形拐臂与 基座上的横向液压激振器联结。滚轮转动的同时，使横向液压激振器工作，其 运动通过L形拐臂传递到滚轮轴及滚轮上，迫使左、右滚轮按各自激振器的振 动频谱作横向(侧向)往复运动，即可模拟出车辆运行时线路的横向不平顺状 况。轨道侧向水平弯曲不平顺状况的模拟由于右滚轮轴与万向轴相连，左右 滚轮轴间由一个浮动式联轴器联结；并且左右滚轮分别通过回转轴承安装在基 座上，因此，在一定角度范围内左右滚轮均可发生相对基座的回转运动。滚轮 滚动时，回转激振器工作，带动左右滚轮相对基座发生频率较高的回转运动，曲线线路状态的模拟垂向激振器工作，即可使外侧轨道适当抬高，再结 合同时工作的回转激振器，则能在一定程度上模拟出车辆在轨道曲线线路状态 下的运行工况。本专利技术的垂向、横向及回转三个激振器既可单独工作，也可任意两个或三 个同时工作，实现各种不平顺运动的迭加。尤其是三个方向的激振器同时工作 时，能使车辆产生上下颠跛、左右摇摆和摇头的运动，从而极其真实地模拟出 列车在线路上的真实运行状况。本专利技术与现有技术相比，其有益效果是通过垂向、横向液压激振器及回转液压激振器可分别或结合地模拟出车辆 运行时轨道的垂向、横向、轨距及弯曲变化带来的全方位、全自由度的所有不 平顺工况及其曲线状态；因此，它能够 真实地模拟出车辆运行的各种不平顺 实际工况，较真实地模拟出车辆在轨道曲线状态下的运行工况。从而为整车动态性能测试"l是供了一个更真实、更良好的测试环境，《吏测试凄t据更准确、可靠。上述的基座由上部的可倾基座和下部的刚性基座组成，其具体结构为可 倾基座与刚性基座之间的一侧通过球铰连结，另 一侧通过液压作动器相连。液压作动器动作时，可使可倾基座及两个滚轮发生水平倾斜，结合回转液 压激振器的动作，可以极为真实地模拟出铁轨的曲线及其外侧轨道超高的状况。 其具体的工作过程是针对线路曲线半径的大小，将左右滚轮相对基座回转至 一定的角度，模拟相应的径向位置；由液压作动器推举基座上的可倾基座的一 端，绕另一端(铰支端)抬升一定角度，使其一端的滚^^高于另一端滚轮，模 拟弯道处外侧钢轨超高；再通过差速机构(此时左右滚轮轴间的浮动式联轴器 脱开)，使左右滚轮轴和滚轮获得不同的转速，模拟左右滚轮在钢轨踏面上产生 的滑差。由此，车辆在弯道处的曲线运行状况可得到完整的极为真实的模拟。上述的驱动机构的构成为电机与传动箱相连，传动箱通过万向联轴器与 右滚轮轴相连。上述的电机在与传动箱相背的另 一输出轴上接有飞轮装置。 上述的飞轮装置与电机轴之间接有增速齿轮箱，电机为直流电机。 为了模拟列车牵引、制动过程，适应不同机车牵引与制动特性的试验需要， 对列车的运行阻力和惯性质量采用了机械惯量模拟与电气惯量模拟相结合的方 案。以上的飞轮装置既可以用来模拟列车的惯性质量，同时也可保证试验台整 个系统运行的稳定性能，并降低作为发电功能使用的电机即负载电机控制的难 度，也为实现无级的电气惯量模拟提供有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于差速传动机构的铁路机车车辆运行仿真试验台，由数个试验单元构成，每一试验单元包括的结构有： 驱动机构通过万向轴（７）与右滚轮轴（９ｂ）相连，左滚轮轴（９ａ）与驱动机构的差速传动机构相连；左、右滚轮（８ａ、８ｂ）分别安装在左、右滚 轮轴（９ａ，９ｂ）上；左、右滚轮轴（９ａ，９ｂ）分别通过轴承（１３）支撑在左、右Ｕ字形框架（１２ａ、１２ｂ）上；左、右Ｕ字形框架（１２ａ、１２ｂ）分别通过其侧壁上的垂向线性轴承（３５）安装在左、右滚轮座（１４ａ、１４ｂ）内壁上；左、右滚轮座（１４ａ、１４ｂ）均安装在基座（１７）上； 左、右Ｕ字形框架（１２ａ、１２ｂ）的底部分别通过垂向液压激振器（１８）连接在基座（１７）上； 左、右滚轮轴（９ａ，９ｂ）的外端分别连在轴承座（１９）上，轴承座（１９）与连接杆（３６）铰 接，连接杆（３６）再与Ｌ形拐臂（２０）的一端铰接，Ｌ形拐臂（２０）的拐角通过铰链固定在左、右滚轮座（１４ａ、１４ｂ）上，Ｌ形拐臂（２０）的另一端与横向液压激振器（２１）连接，横向液压激振器（２１）的另一端固定在基座（１７）上； 左、右 滚轮座（１４ａ、１４ｂ）分别通过回转轴承（１５）安装在基座（１７）上，左、右滚轮座（１４ａ、１４ｂ）与各自的回转激振器相连； 基座（１７）由上部的可倾基座（１７ａ）和下部的刚性基座（１７ｂ）组成，其具体结构为：可倾基座（１７ａ）与刚性 基座（１７ｂ）之间的一侧通过球铰（２３）连结，另一侧通过液压作动器（２４）相连； 其特征是：所述的驱动机构的构成为：电机（１）与同步分流齿轮箱（２’）相连，同步分流齿轮箱（２’）与电机（１）轴同向的直通输出端经万向轴（７）与右滚轮轴（ ９ｂ）连接；与电机轴方向垂直的同步输出端与相邻试验单元的同步分流齿轮箱（２’）的同步输出端对接，与电机（１）轴方向垂直的垂向输出端通过差速传动机构与左滚轮轴（９ａ）连接。 所述差速传动机构的组成为：同步分流齿轮箱（２’）的垂向输出端通 过第一转向齿轮箱（２８ａ）与差速齿轮箱（３１）相连；差速齿轮箱（３１）经过万向轴与第二转向齿轮箱（２８ｂ）相连、第二转向齿轮箱（２８ｂ）通过第三转向齿轮箱（２８ｃ）与左滚轮轴（９ａ）相连；差速齿轮箱（３１）内部设有锥齿轮包（３２），该锥齿轮包（３２）与调速电机（３３）连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，马世骏，马启文，周文祥，黄丽湘，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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