專利名稱：一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及機車車輛高速碰撞實驗系統(tǒng)與平臺。
背景技術(shù)：
機車車輛碰撞事故是機車車輛運行中最為嚴重的事故之一。為了研究和探討機車車輛在一定速度下的碰撞特性，特別是機車車輛在發(fā)生碰撞時，機車車輛能量吸收裝置、機車司機室結(jié)構(gòu)、客車端部等關(guān)鍵部位發(fā)生的破壞形式、破壞程度，廣大科技工作者大多采用大型軟件對機車車輛結(jié)構(gòu)件及整車的碰撞進行計算仿真，以期通過此手段研究碰撞的一些特征參量，作為設(shè)計的依據(jù)。但由于彈性體與剛體混合形成的撞擊問題是一門全新的學(xué)科，沒有成熟的理論和模式可循，單純的計算仿真與實際碰撞的特性必然存在較大的差異。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于機車車輛碰撞的囊式大行程柔性推動碰撞實驗系統(tǒng)，以實現(xiàn)機車車輛大質(zhì)量、大行程、長距離持續(xù)作動，使機車車輛獲得的能量或速度得以大幅度提高，實現(xiàn)高速、超高速列車碰撞實驗的深度開展。為了實現(xiàn)上述目的，本實施系統(tǒng)提供以下技術(shù)方案一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，由空氣壓縮系統(tǒng)100、大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200、氣囊充氣管路系統(tǒng)300、氣囊推動系統(tǒng)400、機車車輛碰撞系統(tǒng)500和數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)600組成；空氣壓縮系統(tǒng)100通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)100與氣囊充氣管路系統(tǒng)氣路300連接；氣囊充氣管路系統(tǒng)300與氣囊推動系統(tǒng)400氣路連接；為主動車輛起到持續(xù)推動作用的氣囊推動系統(tǒng)400與機車車輛碰撞系統(tǒng)500之間為柔性接觸聯(lián)接。通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明提供的囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，充分利用貯氣罐中高壓空氣的壓縮能，對壓縮空氣進行有效可控地釋放，實現(xiàn)車輛不同能級、不同速度的碰撞推動與實驗。囊式大行程機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，將上述各子系統(tǒng)按功能與工藝流程進行配置，構(gòu)成一個完整的機車車輛碰撞實驗系統(tǒng)。本發(fā)明將傳統(tǒng)固定活塞作功過程或氣體瞬間爆破能量傳遞過程轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝詺饽页掷m(xù)作功的過程，隨著折疊壓縮氣囊展開和長度的增加，實現(xiàn)了大行程、長距離持續(xù)作功，使機車車輛獲得的能量或速度得以大幅度提高，有利于實現(xiàn)高速列車碰撞實驗的深度開展。本發(fā)明制作簡便、成本低、作用力大且持久、穩(wěn)定可靠、易于實現(xiàn)。


如下圖1是囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)示意圖。圖2為囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)氣囊展開推動示意圖。圖3為囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)車輛碰撞示意圖。
具體實施方式
為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明實施例提供一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，如圖1、圖2、圖3所示，系統(tǒng)包括空氣壓縮系統(tǒng)100、大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200、氣囊充氣管路系統(tǒng)300、氣囊推動系統(tǒng)400、機車車輛碰撞系統(tǒng)500和數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)600。所述空氣壓縮系統(tǒng)(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200相連接，所述大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)通過管道與氣囊充氣管路系統(tǒng)相連接，所述氣囊充氣管路系統(tǒng)與氣囊推動系統(tǒng)相連接，所述氣囊推動系統(tǒng)對機車車輛碰撞系統(tǒng)之主動車輛起到持續(xù)推動作用。空氣壓縮系統(tǒng)沿氣路順序設(shè)有空氣壓縮機、除濕器、安全單向閥。空氣壓縮機1與除濕器2通過管道連接，除濕器與安全單向閥3通過管道連接。大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200由儲氣罐5、放空閥4、排液閥6、氣壓計51和出氣管道組成，儲氣罐5與空氣壓縮系統(tǒng)100中安全單向閥3通過管道連接，放空閥4與儲氣罐5連接，且位于儲氣罐5上方，排液閥6與儲氣罐5連接，且位于儲氣罐5下方，儲氣罐設(shè)有出氣通道，氣壓計與儲氣罐5連通。氣囊充氣管路系統(tǒng)設(shè)有流量控制閥及開閉控制閥的驅(qū)動裝置。氣囊充氣管路系統(tǒng)300設(shè)有進氣管道和出氣管道，流量控制閥11，控制閥設(shè)有驅(qū)動裝置。氣囊推動系統(tǒng)的一端為密閉半筒體，另一端為貼合在所述密閉半筒體開口端并可沿筒體軸向伸縮的可折疊圓柱形柔性氣囊。在本例中氣囊推動系統(tǒng)固定開口氣缸12(即一端開放的圓柱筒體)和折疊長圓柱形開口氣囊15的組合體、開口氣囊與開口氣缸之間聯(lián)接的固定件14，并設(shè)置有放空閥13、排水閥9、干燥器10、導(dǎo)向器8、氣壓計121。開口氣囊與開口氣缸之間由固定件連接并形成密封。放空閥13與固定開口氣缸12相連并位于固定開口氣缸上方，排水閥9與固定開口氣缸相連并位于固定開口氣缸下方，干燥器10與固定開口氣缸相連且位于固定開口氣缸下方，氣壓計121與開口氣缸連通，導(dǎo)向器8套于折疊長圓柱形開口氣囊15外側(cè)，對折疊長圓柱形開口氣囊起到支撐保護作用。機車車輛碰撞系統(tǒng)500由主動車輛17、主動車輛鎖定器7、被撞車輛18和鋼軌19所構(gòu)成。主動車輛與被撞車輛置于鋼軌之上，主動在系統(tǒng)進行實驗之前主動車輛鎖定器將主動車輛(17)鎖定，主動車輛17釋放時主動車輛鎖定器打開。下面結(jié)合圖1、圖2、圖3說明本發(fā)明的使用方法及流程通過所述空氣壓縮系統(tǒng)100中的壓縮機1壓縮空氣經(jīng)除濕器2干燥后通過安全單向閥3進入大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200并進行儲存，達到一定壓力后，壓縮機1可關(guān)閉。進行實驗前，打開氣囊推動系統(tǒng)400中的放空閥13對氣囊內(nèi)空氣進行釋放，同時將氣囊推動系統(tǒng)400中折疊長圓柱形開口氣囊15折疊收縮于開口氣缸12近側(cè)，機車車輛碰撞系統(tǒng)500中的主動車輛17被推置于折疊長圓柱形開口氣囊15側(cè)面并緊靠，同時用主動車輛鎖定器7將主動車輛鎖定，然后關(guān)閉放空閥13。實驗時，根據(jù)實驗不同速度與動力要求，通過氣囊充氣管路系統(tǒng)300的流量控制閥及其驅(qū)動裝置11 (開關(guān)量與速度與動力大小有關(guān))，大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200的壓縮空氣進入氣囊推動系統(tǒng)400并壓縮折疊長圓柱形開口氣囊15，折疊長圓柱形開口氣囊與主動車輛17接觸處產(chǎn)生推力，當(dāng)氣囊推動系統(tǒng)400內(nèi)氣體壓力達到要求程度后，打開主動車輛鎖定器開關(guān)，主動車輛被釋放，氣囊推動系統(tǒng)內(nèi)高壓氣體持續(xù)作用于折疊長圓柱形開口氣囊15，使氣囊產(chǎn)生作用力于主動車之上，隨著主動車輛的移動，折疊長圓柱形開口氣囊逐漸展開并持續(xù)作用于主動車輛之上，此時只要大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200中氣體量與壓力足夠，氣囊充氣管路系統(tǒng)300通氣量適當(dāng)，可實現(xiàn)折疊長圓柱形開口氣囊15恒作用力于主動車輛之上。在折疊長圓柱形開口氣囊15持續(xù)作用力之下，主動車輛產(chǎn)生加速度，速度快速增長，當(dāng)折疊長圓柱形開口氣囊展開完成后，主動車輛將得到最大速度并與折疊長圓柱形開口氣囊脫離，行駛一段距離后與被撞車輛相撞而實現(xiàn)碰撞實驗的目的。其中應(yīng)注意到大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)所設(shè)放空閥4是為了釋放儲氣罐5中空氣，以便對大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200進行檢修，所設(shè)排液閥6可將儲氣罐5中的集水放空；氣囊推動系統(tǒng)400中所設(shè)放空閥13和排水閥9作用與大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)200中所設(shè)相同，所設(shè)干燥器10是使折疊長圓柱形開口氣囊15保持較干燥的狀態(tài)，保證其使用性能；導(dǎo)向器8對折疊長圓柱形開口氣囊15起到導(dǎo)向、約束、保護作用，在折疊長圓柱形開口氣囊15延伸過程中也能起到相同作用。以上敘述力圖顯示和描述本發(fā)明的主要特征、發(fā)明實質(zhì)、基本原理、技術(shù)優(yōu)點以及具體實施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施方式是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明思想和范圍的前提下，本發(fā)明還會有其他各種變化和改進，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，由空氣壓縮系統(tǒng)(100)、大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)000)、氣囊充氣管路系統(tǒng)(300)、氣囊推動系統(tǒng)000)、機車車輛碰撞系統(tǒng)(500)和數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)(600)組成；空氣壓縮系統(tǒng)(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)(200)氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)(100)與氣囊充氣管路系統(tǒng)氣路(300)連接；氣囊充氣管路系統(tǒng)(300)與氣囊推動系統(tǒng)(400)氣路連接；為主動車輛起到持續(xù)推動作用的氣囊推動系統(tǒng)(400)與機車車輛碰撞系統(tǒng)(500)之間為柔性接觸聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮系統(tǒng)沿氣路順序設(shè)有空氣壓縮機、除濕器、安全單向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)設(shè)置有儲氣罐、放空閥、排液閥、氣壓計和出氣管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊充氣管路系統(tǒng)設(shè)有流量控制閥及開閉控制閥的驅(qū)動裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述氣囊推動系統(tǒng)的一端為密閉半筒體，另一端為貼合在所述密閉半筒體開口端并可沿筒體軸向伸縮的可折疊圓柱形柔性氣囊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，其特征在于，機車車輛碰撞系統(tǒng)設(shè)有限制主動車輛移位的鎖定器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統(tǒng)，空氣壓縮系統(tǒng)(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)(200)氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統(tǒng)(100)與氣囊充氣管路系統(tǒng)氣路(300)連接；氣囊充氣管路系統(tǒng)(300)與氣囊推動系統(tǒng)(400)氣路連接；為主動車輛起到持續(xù)推動作用的氣囊推動系統(tǒng)(400)與機車車輛碰撞系統(tǒng)(500)之間為柔性接觸聯(lián)接。本發(fā)明實現(xiàn)了動活塞持續(xù)長時大行程作功，使主動車輛獲得最大行使速度，并最終與主動車輛脫離并實現(xiàn)與被撞車輛相碰撞而進行實驗。具有實驗成本低、作用力大且持久、主動車輛加速明顯的優(yōu)點。
文檔編號G01M7/08GK102564778SQ20121000986
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 柳忠彬, 繆炳榮, 肖守訥, 陽光武 申請人:西南交通大學(xué)