專利名稱：一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及軌道車輛技術領域，特別涉及機車車輛高速碰撞實驗系統與平臺。
背景技術：
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生碰撞時，機車車輛能量吸收裝置、機車司機室結構、客車端部等關鍵部位發生的破壞形式、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構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，作為設計的依據。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。
發明內容
鑒于現有技術的以上不足，本發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，以實現機車車輛大質量、大行程、長距離持續作動，使機車車輛獲得的能量或速度得以大幅度提高，實現高速、超高速列車碰撞實驗的深度開展。為了實現上述目的，本實施系統提供以下技術方案一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，由空氣壓縮系統100、大容量高壓氣體貯存系統200、氣囊充氣管路系統300、氣囊推動系統400、機車車輛碰撞系統500和數據監測系統600組成；空氣壓縮系統100通過管道與大容量高壓氣體貯存系統200氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統100與氣囊充氣管路系統氣路300連接；氣囊充氣管路系統300與氣囊推動系統400氣路連接；為主動車輛起到持續推動作用的氣囊推動系統400與機車車輛碰撞系統500之間為柔性接觸聯接。通過以上技術方案，本發明提供的囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，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，將上述各子系統按功能與工藝流程進行配置，構成一個完整的機車車輛碰撞實驗系統。本發明將傳統固定活塞作功過程或氣體瞬間爆破能量傳遞過程轉變為柔性氣囊持續作功的過程，隨著折疊壓縮氣囊展開和長度的增加，實現了大行程、長距離持續作功，使機車車輛獲得的能量或速度得以大幅度提高，有利于實現高速列車碰撞實驗的深度開展。本發明制作簡便、成本低、作用力大且持久、穩定可靠、易于實現。
如下圖1是囊式機車車輛推動碰撞實驗系統示意圖。圖2為囊式機車車輛推動碰撞實驗系統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車輛碰撞示意圖。
具體實施方式
為了更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。本發明實施例提供一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，如圖1、圖2、圖3所示，系統包括空氣壓縮系統100、大容量高壓氣體貯存系統200、氣囊充氣管路系統300、氣囊推動系統400、機車車輛碰撞系統500和數據監測系統600。所述空氣壓縮系統(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統200相連接，所述大容量高壓氣體貯存系統通過管道與氣囊充氣管路系統相連接，所述氣囊充氣管路系統與氣囊推動系統相連接，所述氣囊推動系統對機車車輛碰撞系統之主動車輛起到持續推動作用。空氣壓縮系統沿氣路順序設有空氣壓縮機、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，儲氣罐設有出氣通道，氣壓計與儲氣罐5連通。氣囊充氣管路系統設有流量控制閥及開閉控制閥的驅動裝置。氣囊充氣管路系統300設有進氣管道和出氣管道，流量控制閥11，控制閥設有驅動裝置。氣囊推動系統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接的固定件14，并設置有放空閥13、排水閥9、干燥器10、導向器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，導向器8套于折疊長圓柱形開口氣囊15外側，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所構成。主動車輛與被撞車輛置于鋼軌之上，主動在系統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。下面結合圖1、圖2、圖3說明本發明的使用方法及流程通過所述空氣壓縮系統100中的壓縮機1壓縮空氣經除濕器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200并進行儲存，達到一定壓力后，壓縮機1可關閉。進行實驗前，打開氣囊推動系統400中的放空閥13對氣囊內空氣進行釋放，同時將氣囊推動系統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，機車車輛碰撞系統500中的主動車輛17被推置于折疊長圓柱形開口氣囊15側面并緊靠，同時用主動車輛鎖定器7將主動車輛鎖定，然后關閉放空閥13。實驗時，根據實驗不同速度與動力要求，通過氣囊充氣管路系統300的流量控制閥及其驅動裝置11 (開關量與速度與動力大小有關)，大容量高壓氣體貯存系統200的壓縮空氣進入氣囊推動系統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接觸處產生推力，當氣囊推動系統400內氣體壓力達到要求程度后，打開主動車輛鎖定器開關，主動車輛被釋放，氣囊推動系統內高壓氣體持續作用于折疊長圓柱形開口氣囊15，使氣囊產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作用于主動車輛之上，此時只要大容量高壓氣體貯存系統200中氣體量與壓力足夠，氣囊充氣管路系統300通氣量適當，可實現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持續作用力之下，主動車輛產生加速度，速度快速增長，當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碰撞實驗的目的。其中應注意到大容量高壓氣體貯存系統所設放空閥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200進行檢修，所設排液閥6可將儲氣罐5中的集水放空；氣囊推動系統400中所設放空閥13和排水閥9作用與大容量高壓氣體貯存系統200中所設相同，所設干燥器10是使折疊長圓柱形開口氣囊15保持較干燥的狀態，保證其使用性能；導向器8對折疊長圓柱形開口氣囊15起到導向、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明的主要特征、發明實質、基本原理、技術優點以及具體實施方式
，本領域的技術人員將會意識到，這里所述的實施方式是為了幫助讀者理解本發明的原理，在不脫離本發明思想和范圍的前提下，本發明還會有其他各種變化和改進，應被理解為本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，由空氣壓縮系統(100)、大容量高壓氣體貯存系統000)、氣囊充氣管路系統(300)、氣囊推動系統000)、機車車輛碰撞系統(500)和數據監測系統(600)組成；空氣壓縮系統(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(200)氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統(100)與氣囊充氣管路系統氣路(300)連接；氣囊充氣管路系統(300)與氣囊推動系統(400)氣路連接；為主動車輛起到持續推動作用的氣囊推動系統(400)與機車車輛碰撞系統(500)之間為柔性接觸聯接。
2.根據權利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，所述空氣壓縮系統沿氣路順序設有空氣壓縮機、除濕器、安全單向閥。
3.根據權利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，所述大容量高壓氣體貯存系統設置有儲氣罐、放空閥、排液閥、氣壓計和出氣管道。
4.根據權利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，所述氣囊充氣管路系統設有流量控制閥及開閉控制閥的驅動裝置。
5.根據權利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，所述氣囊推動系統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.根據權利要求1所述之一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，其特征在于，機車車輛碰撞系統設有限制主動車輛移位的鎖定器。
全文摘要
本發明公開了一種囊式機車車輛推動碰撞實驗系統，空氣壓縮系統(100)通過管道與大容量高壓氣體貯存系統(200)氣路連接；大容量高壓氣體貯存系統(100)與氣囊充氣管路系統氣路(300)連接；氣囊充氣管路系統(300)與氣囊推動系統(400)氣路連接；為主動車輛起到持續推動作用的氣囊推動系統(400)與機車車輛碰撞系統(500)之間為柔性接觸聯接。本發明實現了動活塞持續長時大行程作功，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 優先權日2012年1月13日
發明者張衛華, 柳忠彬, 繆炳榮, 肖守訥, 陽光武 申請人:西南交通大學