高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)及試驗方法
【專利摘要】高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)及試驗方法，屬于車輛載荷疲勞試驗與舒適度試驗設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氣壓交替變化試驗高速列車載荷疲勞和舒適度的裝置。其特征在于：所述的抽氣接口分別連接兩條管路，第一抽氣管（4）通過第三氣動開關(guān)蝶閥（401）連接抽氣系統(tǒng)，第一充氣管（5）通過第六氣動開關(guān)蝶閥（501）連接充氣系統(tǒng)；第二抽氣管（8）和第二充氣管（9）分別通過第一氣動開關(guān)蝶閥（202）和第二氣動開關(guān)蝶閥（204）連接高速列車舒適度試驗裝置（2）的出氣口和進(jìn)氣口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，同時具備測量載荷疲勞和舒適度的功能，且測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，測量精度較高，高仿真度的模擬列車氣動載荷的受力狀態(tài)。
【專利說明】高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)及試驗方法，屬于車輛載荷疲勞試驗與舒適度試驗設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氣壓交替變化測試高速列車載荷疲勞和舒適度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速列車的時速通常在250公里以上，高速列車在通過隧道、兩輛列車交會或列車在遭遇強風(fēng)環(huán)境時，高速列車的車體表面會受到氣動壓力在正負(fù)數(shù)千帕瞬時變化的交變氣動載荷的作用。交變氣動載荷一方面對機車車體本身的剛度和疲勞強度有很大的影響，另一方面，對車廂內(nèi)乘客的舒適度也有很大的影響。
[0003]目前，對高速列車的試驗更多的是對列車舒適度的試驗，對氣動載荷疲勞的試驗較少，關(guān)于測試載荷疲勞的試驗理論較多，具體的試驗系統(tǒng)較少，雖然也有采用對試驗裝置進(jìn)行抽放氣的方式進(jìn)行試驗的試驗系統(tǒng)，但在進(jìn)行氣動加載時，多是采用通過真空泵進(jìn)行抽氣，通過開啟進(jìn)氣口自由進(jìn)氣的方式進(jìn)行放氣，這種試驗方式的精度不高，可操作的穩(wěn)定性差，加之其試驗裝置自身的不完善和設(shè)計缺陷，在實際的測試和試驗中，并沒有取得理想的效果和數(shù)據(jù)。而且，目前的試驗系統(tǒng)只能單獨進(jìn)行氣動載荷疲勞或舒適度的試驗，同一套試驗系統(tǒng)不能兼具兩種試驗功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、測試精度高、測試準(zhǔn)確、同時具有載荷疲勞和舒適度試驗功能的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)及試驗方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，包括抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置，其特征在于:所述的抽氣接口分別連接兩條管路，一條為第一抽氣管，第一抽氣管通過第三氣動開關(guān)蝶閥連接抽氣系統(tǒng)，另一條為第一充氣管，第一充氣管通過第六氣動開關(guān)蝶閥連接充氣系統(tǒng)；在第三氣動開關(guān)蝶閥后側(cè)的第一抽氣管上連接有第二抽氣管，在第六氣動開關(guān)蝶閥后側(cè)的第一充氣管上連接有第二充氣管；第二抽氣管和第二充氣管分別通過第一氣動開關(guān)蝶閥和第二氣動開關(guān)蝶閥連接高速列車舒適度試驗裝置的出氣口和進(jìn)氣口，在高速列車載荷疲勞試驗裝置和高速列車舒適度試驗裝置的進(jìn)氣口和出氣口處分別設(shè)有壓力變送器。通過抽氣系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)交替對試驗車進(jìn)行抽氣或充氣，且反復(fù)交替進(jìn)行，可最大程度的模擬高速列車的氣動載荷，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；同時具有載荷疲勞和舒適度試驗功能，通過氣動開關(guān)蝶閥實現(xiàn)測試種類的輕松轉(zhuǎn)換，并通過壓力變送器將測得的氣體壓力信號轉(zhuǎn)變成4-20mADC信號輸出給控制系統(tǒng)，便于隨時記錄。
[0006]所述的抽氣系統(tǒng)包括順序連接的真空緩沖罐、第一水環(huán)真空泵、第二水環(huán)真空泵和汽水分離器及軟化水進(jìn)口和排水口，排水口通過第一常閉切斷閥和第二常閉切斷閥分別連接第一水環(huán)真空泵和第二水環(huán)真空泵；水環(huán)真空泵驅(qū)動電機采用固態(tài)軟啟動器，該裝置具有起動電流小且恒定、轉(zhuǎn)矩逐步增加的起動特性，且起動平穩(wěn)，機械應(yīng)力沖擊小，有效保護電動機及傳動機械；
真空緩沖罐的容積為20m3，真空緩沖罐與第一水環(huán)真空泵之間順序設(shè)有第四壓力變送器、第一真空表、第四氣動開關(guān)蝶閥和第一止回閥；
第一水環(huán)真空泵的進(jìn)水口與軟化水進(jìn)口之間設(shè)有第一壓力表、第一電磁閥、第五壓力變送器、第一溫度表和第二壓力表；第一水環(huán)真空泵的出水口連接汽水分離器入口，汽水分離器的出水口連接排水口；
在汽水分離器入口與第五壓力變送器兩端并聯(lián)第二水環(huán)真空泵，第二水環(huán)真空泵的入水口通過第三壓力表和第二電磁閥連接第五壓力變送器，第二水環(huán)真空泵的出水口連接汽水分離器入口；
第二水環(huán)真空泵一端順序連接第二止回閥、第五氣動開關(guān)蝶閥、第二真空表和第六氣動調(diào)節(jié)蝶閥，第一止回閥和第二止回閥之間通過管路連接且設(shè)有放氣口。
[0007]所述的充氣系統(tǒng)包括順序連接的第一過濾器、冷凍式干燥機、第二過濾器、儲氣罐、第一壓縮機、第二壓縮機和冷卻水進(jìn)口，冷卻水進(jìn)口分別通過第一氣動角座閥和第二氣動角座閥連接第一壓縮機和第二壓縮機的進(jìn)水口，第一壓縮機和第二壓縮機的出水口同時連接冷卻水出口 ；冷卻水進(jìn)口處設(shè)有第二溫度表和第四壓力表；
冷凍式干燥機的進(jìn)水口連接第二溫度表，冷凍式干燥機的出水口連接冷卻水出口 ；
第一抽氣管的抽氣口處的第三壓力變送器與儲氣罐之間順序設(shè)有第六氣動開關(guān)蝶閥、第一氣動調(diào)節(jié)閥、自力式壓力調(diào)節(jié)閥和常開切斷閥，儲氣罐的壓力為1.2Mpa。自力式壓力調(diào)節(jié)閥的原理是利用被調(diào)節(jié)介質(zhì)自身壓力變化來進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的閥門，是根據(jù)力學(xué)原理將被控介質(zhì)引入執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生力作用推動控制閥芯元件上下位移達(dá)到自動調(diào)節(jié)，自力式壓力調(diào)節(jié)閥精確測定了閥內(nèi)彈簧的應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系，采用閥后壓力自動控制的辦法，使閥后壓力(即出口壓力)控制在1.3^1.4atm，控制精度達(dá)到2%。
[0008]且在自力式壓力調(diào)節(jié)閥后串聯(lián)一個氣動調(diào)節(jié)閥，自力式壓力調(diào)節(jié)閥的出口壓力為1.3~1.4&飽，要使壓力降至1.04~1.latm，采取在自力式壓力調(diào)節(jié)閥后串聯(lián)一個精度高的氣動調(diào)節(jié)閥，進(jìn)一步降壓，由于這一級壓縮比為1.r1.2，所以較為容易實現(xiàn)，氣動調(diào)節(jié)閥是自動控制，由壓力變送器輸出信號控制閥門的開度，即控制輸出壓力的高低。
[0009]所述的高速列車載荷疲勞試驗裝置的壓力容積為30m3，壓力變化范圍為
0.9atnTl.1atm ;高速列車舒適度試驗裝置的容積為200m3,壓力變化范圍為latm±3kpa。
[0010]所述的自力式壓力調(diào)節(jié)閥的壓縮比為10，出口壓力為1.3~1.4atm,第一氣動調(diào)節(jié)閥的壓縮比為1.4~1.2。由于壓縮機排出的氣體壓力為14atm，要想降到試驗所用的1.0Π.latm，需要壓縮比為13~14，而普通的壓力調(diào)節(jié)閥的壓縮比僅為5飛，無法實現(xiàn)準(zhǔn)確的降壓，通過自力式壓力調(diào)節(jié)閥和第一氣動調(diào)節(jié)閥配合使用，形成兩級降壓，可輕松將壓縮機排出的氣體壓力降至試驗所需壓力，順利完成試驗。
[0011]一種利用上述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)進(jìn)行的試驗方法，其特征在于:包括如下步驟:
a、首先，高速列車載荷疲勞試驗裝置內(nèi)的充壓保持在1.latm，將抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置的氣體進(jìn)出氣口，關(guān)閉第一氣動開關(guān)蝶閥和第二氣動開關(guān)蝶閥，開啟第六氣動開關(guān)蝶閥和第三氣動開關(guān)蝶閥，此時，高速列車載荷疲勞試驗裝置連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)，進(jìn)行高速列車載荷疲勞試驗；
b、通過抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)的配合使用將高速列車載荷疲勞試驗裝置內(nèi)的氣壓按一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的10%上下交替變化，先通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵或第二水環(huán)真空泵對高速列車載荷疲勞試驗裝置進(jìn)行抽氣，將高速列車載荷疲勞試驗裝置內(nèi)的氣壓由1.1atm抽至0.9atm，使其低于Iatm ;再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機或第二壓縮機將高速列車載荷疲勞試驗裝置內(nèi)的氣壓由0.9atm充至1.latm,使其高于latm;
第一壓縮機或第二壓縮機內(nèi)排出的壓力在進(jìn)入高速列車載荷疲勞試驗裝置之前通過設(shè)置在管路上的自力式壓力調(diào)節(jié)閥和第一氣動調(diào)節(jié)閥依次進(jìn)行兩級降壓處理，先通過自力式壓力調(diào)節(jié)閥將從儲氣罐排出的14atm的壓力的氣體降至1.3^1.4atm，再通過第一氣動調(diào)節(jié)閥將1.3~1.4atm的壓力降至1.04~1.latm,滿足試驗要求；
C、按照步驟b的做法對高速列車載荷疲勞試驗裝置內(nèi)的壓力交替進(jìn)行抽氣和充氣，交替周期為20秒，壓力精度控制在±2%，反復(fù)多次之后，通過第三壓力變送器得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄；
d、通過控制系統(tǒng)關(guān)閉第六氣動開關(guān)蝶閥和第三氣動開關(guān)蝶閥，將第二抽氣管和第二充氣管分別連接高速列車舒適度試驗裝置的出氣口和進(jìn)氣口，開啟第一氣動開關(guān)蝶閥和第二氣動開關(guān)蝶閥，高速列車舒適度試驗裝置連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)，進(jìn)行高速列車的舒適度試驗；
e、將高速列車舒適度試驗裝置內(nèi)的充壓保持在1.04atm，采用如步驟b所述的同樣的方式，對高速列車舒適度試驗裝置進(jìn)行抽氣和充氣，壓力變化范圍為latm±0.04 atm,通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵或第二水環(huán)真空泵將高速列車舒適度試驗裝置內(nèi)的壓力由1.04 atm抽至0.96atm,再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機或第二壓縮機將高速列車舒適度試驗裝置內(nèi)的壓力由0.96atm充至1.04atm ；
f、對高速列車舒適度試驗裝置分別進(jìn)行多次的矩形波和鋸齒形波的試驗，反復(fù)進(jìn)行多次，進(jìn)行矩形波試驗時，在抽氣或充氣之后保持壓力，保持時間為IOmin ;進(jìn)行鋸齒形波試驗時，變化周期為9.6秒；
g、反復(fù)多次之后，通過壓力變送器得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄，同時實時監(jiān)控各個壓力儀表及溫度儀表數(shù)據(jù)，及時診斷及在線維修。
[0012]所述的第一水環(huán)真空泵和第二水環(huán)真空泵的最大抽氣量為26m3/min，調(diào)節(jié)范圍為
O~26 m3/min，配用電動機的功率為45kW。
[0013]所述的第一壓縮機和第二壓縮機的最大排出壓力為1.3MPa,最大排氣量為24m3/min，壓縮機配用電動機的功率為185kW。
[0014]所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗的試驗順序可互換，舒適度試驗的矩形波試驗和鋸齒形波的試驗順序可互換。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、載荷加載仿真度高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確:通過抽氣系統(tǒng)和抽氣系統(tǒng)交替對試驗車進(jìn)行抽氣或充氣，且反復(fù)交替進(jìn)行，可最大程度的模擬高速列車的氣動載荷，確保測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；并通過壓力變送器將測得的氣體密度和壓力信號轉(zhuǎn)變成4-20mADC信號輸出給控制系統(tǒng)，便于隨時記錄實驗數(shù)據(jù)，保證試驗記錄的時效性。[0016]2、功能性強、且結(jié)構(gòu)合理:本發(fā)明的試驗系統(tǒng)同時具有高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗的兩種試驗功能，將抽氣接口連接需要操作的試驗裝置的進(jìn)/出氣口，并通過控制相應(yīng)試驗系統(tǒng)上設(shè)置的氣動開關(guān)蝶閥，即可實現(xiàn)試驗種類的輕松轉(zhuǎn)換，節(jié)省了試驗時間和更換系統(tǒng)的麻煩，結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，節(jié)約了大量的試驗時間。
[0017]3、測量精度高、控制精度高:自力式壓力調(diào)節(jié)閥的原理是利用被調(diào)節(jié)介質(zhì)自身壓力變化來進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的閥門，是根據(jù)力學(xué)原理將被控介質(zhì)引入執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生力作用推動控制閥芯元件上下位移達(dá)到自動調(diào)節(jié)，自力式壓力調(diào)節(jié)閥精確測定了閥內(nèi)彈簧的應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系，采用閥后壓力自動控制的辦法，使閥后壓力(即出口壓力)控制在1.3?1.4&飽，控制精度達(dá)到2%;在抽氣系統(tǒng)的充氣口上第一氣動調(diào)節(jié)閥和自力式壓力調(diào)節(jié)閥，壓縮機內(nèi)的壓力在進(jìn)入高速列車載荷疲勞試驗裝置之前，利用自力式壓力調(diào)節(jié)閥和第一氣動調(diào)節(jié)閥依次進(jìn)行兩級降壓處理，先通過自力式壓力調(diào)節(jié)閥將從壓縮機排出的14atm的壓力的氣體降至1.3?1.4atm，再通過第一氣動調(diào)節(jié)閥將1.3?1.4atm的壓力降至1.0Π.latm，充分滿足試驗要求，克服現(xiàn)有技術(shù)中壓力調(diào)節(jié)閥無法實現(xiàn)大幅度降壓的缺陷，進(jìn)一步保證測量精度和準(zhǔn)確性。
[0018]4、氣密性好:為保證車體氣密性試驗要求的控制精度，控制系統(tǒng)中的控制器、監(jiān)控組態(tài)部分采用西門子系列產(chǎn)品，中央處理單元(S7-300)及相關(guān)信號模塊安裝于主控制柜，從站(S7-200)及相關(guān)信號模塊安裝于從站控制柜。主站與工控機采用網(wǎng)線連接，主從站之間采用光纖連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖。
[0020]其中:1、高速列車載荷疲勞試驗裝置2、高速列車舒適度試驗裝置201、第一壓力變送器202、第一氣動開關(guān)蝶閥203、第二壓力變送器204、第二氣動開關(guān)蝶閥3、第三壓力變送器4、第一抽氣管401、第三氣動開關(guān)蝶閥402、第四壓力變送器403、第一真空表404、第四氣動開關(guān)蝶閥405、第一止回閥406、第一水環(huán)真空泵 407、第一壓力表 408、第一電磁閥 409、汽水分離器 4091、排氣口 410、第二電磁閥 411、第五壓力變送器 412、第一溫度表 413、第二壓力表 414、軟化水進(jìn)口 415、排水口416、第三壓力表 417、第二水環(huán)真空泵 418、第一常閉切斷閥 419、第二止回閥 420、第二常閉切斷閥421、放氣口 422、第二真空表423、第五氣動開關(guān)蝶閥424、第六氣動調(diào)節(jié)蝶閥5、第一充氣管501、第六氣動開關(guān)蝶閥502、第一氣動調(diào)節(jié)閥503、自力式壓力調(diào)節(jié)閥504、常開切斷閥505、第七氣動開關(guān)蝶閥506、第一過濾器507、冷凍式干燥機508、第二過濾器 509、第一壓縮機510、第二壓縮機511、第一氣動角座閥512、第二氣動角座閥513、第二溫度表 514、冷卻水出口 515、冷卻水進(jìn)口 516、第四壓力表6、真空緩沖罐7、儲氣罐8、第二抽氣管9、第二充氣管。
【具體實施方式】
[0021]圖1是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0022]參照附圖1:該高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，包括抽氣系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置I，抽氣接口分別連接兩條管路，一條為第一抽氣管4，第一抽氣管4通過第三氣動開關(guān)蝶閥401連接抽氣系統(tǒng)，另一條為第一充氣管5,第一充氣管5通過第六氣動開關(guān)蝶閥501連接充氣系統(tǒng)；在第三氣動開關(guān)蝶閥401后側(cè)的第一抽氣管4上連接有第二抽氣管8，在第六氣動開關(guān)蝶閥501后側(cè)的第一充氣管5上連接有第二充氣管9 ;第二抽氣管8和第二充氣管9分別通過第一氣動開關(guān)蝶閥202和第二氣動開關(guān)蝶閥204連接高速列車舒適度試驗裝置2的出氣口和進(jìn)氣口，在高速列車載荷疲勞試驗裝置I和高速列車舒適度試驗裝置2的進(jìn)氣口和出氣口處分別設(shè)有壓力變送器。
[0023]抽氣系統(tǒng)包括順序連接的真空緩沖罐6、第一水環(huán)真空泵406、第二水環(huán)真空泵417和汽水分離器409及軟化水進(jìn)口 414和排水口 415，排水口 415通過第一常閉切斷閥418和第二常閉切斷閥420分別連接第一水環(huán)真空泵406和第二水環(huán)真空泵417 ；
真空緩沖罐6與第一水環(huán)真空泵406之間順序設(shè)有第四壓力變送器402、第一真空表403、第四氣動開關(guān)蝶閥404和第一止回閥405 ;第一水環(huán)真空泵406的進(jìn)水口與軟化水進(jìn)口 414之間設(shè)有第一壓力表407、第一電磁閥408、第五壓力變送器411、第一溫度表412和第二壓力表413 ;第一水環(huán)真空泵406的出水口連接汽水分離器409入口，汽水分離器409的出水口連接排水口 415 ;在汽水分離器409入口與第五壓力變送器411兩端并聯(lián)第二水環(huán)真空泵417，第二水環(huán)真空泵417的入水口通過第三壓力表416和第二電磁閥410連接第五壓力變送器411，第二水環(huán)真空泵417的出水口連接汽水分離器409入口 ；第二水環(huán)真空泵417 —端順序連接第二止回閥419、第五氣動開關(guān)蝶閥423、第二真空表422和第六氣動調(diào)節(jié)蝶閥424，第一止回閥405和第二止回閥419之間通過管路連接且設(shè)有放氣口 421。
[0024]充氣系統(tǒng)包括順序連接的第一過濾器506、冷凍式干燥機507、第二過濾器508、儲氣罐7、第一壓縮機509、第二壓縮機510和冷卻水進(jìn)口 515，冷卻水進(jìn)口 515分別通過第一氣動角座閥511和第二氣動角座閥512連接第一壓縮機509和第二壓縮機510的進(jìn)水口，第一壓縮機509和第二壓縮機510的出水口同時連接冷卻水出口 514 ;冷卻水進(jìn)口 515處設(shè)有第二溫度表513和第四壓力表516 ;冷凍式干燥機507的進(jìn)水口連接第二溫度表513，冷凍式干燥機507的出水口連接冷 卻水出口 514 ;第一抽氣管4的抽氣口處的第三壓力變送器3與儲氣罐7之間順序設(shè)有第六氣動開關(guān)蝶閥501、第一氣動調(diào)節(jié)閥502、自力式壓力調(diào)節(jié)閥503和常開切斷閥504。
[0025]高速列車載荷疲勞試驗裝置I的壓力容積為30m3，壓力變化范圍為
0.9atnTl.latm;高速列車舒適度試驗裝置2的壓力容積為200m3，壓力變化范圍為latm±3kpa。真空緩沖罐6和儲氣罐7均放置在室外，真空緩沖罐6的容積為20m3，儲氣罐7的壓力為1.2Mpa。自力式壓力調(diào)節(jié)閥503的壓縮比為10，出口壓力為1.3~1.4atm，第一氣動調(diào)節(jié)閥502的壓縮比為1.4^1.2。
[0026]利用上述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)進(jìn)行的試驗方法，包括如下步驟:
a、首先，高速列車載荷疲勞試驗裝置I內(nèi)的充壓保持在1.latm，將抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置I的氣體進(jìn)出氣口，關(guān)閉第一氣動開關(guān)蝶閥202和第二氣動開關(guān)蝶閥204，開啟第六氣動開關(guān)蝶閥501和第三氣動開關(guān)蝶閥401，此時，高速列車載荷疲勞試驗裝置I連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)，進(jìn)行高速列車載荷疲勞試驗；
b、通過抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)的配合使用將高速列車載荷疲勞試驗裝置I內(nèi)的氣壓按一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的10%上下交替變化，先通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵406或第二水環(huán)真空泵417對高速列車載荷疲勞試驗裝置I進(jìn)行抽氣，將高速列車載荷疲勞試驗裝置I內(nèi)的氣壓由1.1atm抽至0.9atm,使其低于Iatm ;再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機509或第二壓縮機510將高速列車載荷疲勞試驗裝置I內(nèi)的氣壓由0.9atm充至1.latm，使其高于Iatm ；
第一壓縮機509或第二壓縮機510內(nèi)排出的壓力在進(jìn)入高速列車載荷疲勞試驗裝置I之前通過設(shè)置在管路上的自力式壓力調(diào)節(jié)閥503和第一氣動調(diào)節(jié)閥502依次進(jìn)行兩級降壓處理，先通過自力式壓力調(diào)節(jié)閥503將從儲氣罐7排出的14atm的氣體壓力降至
1.3~1.4atm,再通過第一氣動調(diào)節(jié)閥502將1.3~1.4atm的壓力降至1.04~1.latm,滿足試驗要求；
C、按照步驟b的做法對高速列車載荷疲勞試驗裝置I內(nèi)的壓力交替進(jìn)行抽氣和充氣，交替周期為20秒，壓力精度控制在±2%，反復(fù)多次之后，通過第三壓力變送器3得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄；
d、通過控制系統(tǒng)關(guān)閉第六氣動開關(guān)蝶閥501和第三氣動開關(guān)蝶閥401，將第二抽氣管8和第二充氣管9分別連接高速列車舒適度試驗裝置2的出氣口和進(jìn)氣口，開啟第一氣動開關(guān)蝶閥202和第二氣動開關(guān)蝶閥204， 高速列車舒適度試驗裝置2連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)進(jìn)行高速列車的舒適度試驗；
e、將高速列車舒適度試驗裝置2內(nèi)的充壓保持在1.04atm，采用如步驟b所述的同樣的方式，對高速列車舒適度試驗裝置2進(jìn)行抽氣和充氣，壓力變化范圍為latm±0.04atm,通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵406和第二水環(huán)真空泵417將高速列車舒適度試驗裝置2內(nèi)的壓力由1.04atm抽至0.96atm,再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機509或第二壓縮機510將高速列車舒適度試驗裝置2內(nèi)的壓力由0.96atm充至1.04atm ；
f、對高速列車舒適度試驗裝置2分別進(jìn)行多次的矩形波和鋸齒形波的試驗，反復(fù)進(jìn)行多次，進(jìn)行矩形波試驗時，在抽氣或充氣之后保持壓力，保持時間為IOmin ;進(jìn)行鋸齒形波試驗時，變化周期為9.6秒；
g、反復(fù)多次之后，通過壓力變送器得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄，同時實時監(jiān)控各個壓力儀表及溫度儀表數(shù)據(jù)，及時診斷及在線維修。
[0027]高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗的試驗順序可互換，舒適度試驗的矩形波試驗和鋸齒形波的試驗順序可互換。水環(huán)真空泵的最大抽氣量為26m3/min，調(diào)節(jié)范圍為0-26m3/min，配用電動機的功率為45kW ;壓縮機的最大排出壓力為1.3MPa，最大排氣量為24 m3/min，壓縮機配用電動機的功率為185kW。
[0028]在選取水環(huán)真空泵的容量和壓縮機的容量時，應(yīng)先根據(jù)試驗車的容積進(jìn)行計算，滿足在IOs內(nèi)將30mH式驗車體從1.1atm抽至0.9 atm的要求所需的真空泵的抽氣量計算:根據(jù)抽氣時間的公式:
【權(quán)利要求】
1.高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，包括抽氣系統(tǒng)，抽氣系統(tǒng)通過抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置(I)，其特征在于:所述的抽氣接口分別連接兩條管路，一條為第一抽氣管(4)，第一抽氣管(4)通過第三氣動開關(guān)蝶閥(401)連接抽氣系統(tǒng)，另一條為第一充氣管(5),第一充氣管(5)通過第六氣動開關(guān)蝶閥(501)連接充氣系統(tǒng)；在第三氣動開關(guān)蝶閥(401)后側(cè)的第一抽氣管(4)上連接有第二抽氣管(8)，在第六氣動開關(guān)蝶閥(501)后側(cè)的第一充氣管(5)上連接有第二充氣管(9);第二抽氣管(8)和第二充氣管(9)分別通過第一氣動開關(guān)蝶閥(202)和第二氣動開關(guān)蝶閥(204)連接高速列車舒適度試驗裝置(2)的出氣口和進(jìn)氣口，在高速列車載荷疲勞試驗裝置(I)和高速列車舒適度試驗裝置(2)的進(jìn)氣口和出氣口處分別設(shè)有壓力變送器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的抽氣系統(tǒng)包括順序連接的真空緩沖罐(6)、第一水環(huán)真空泵(406)、第二水環(huán)真空泵(417)和汽水分離器(409)及軟化水進(jìn)口(414)和排水口(415)，排水口(415)通過第一常閉切斷閥(418)和第二常閉切斷閥(420)分別連接第一水環(huán)真空泵(406)和第二水環(huán)真空泵(417)； 真空緩沖罐(6)的容積為20m3，真空緩沖罐(6)與第一水環(huán)真空泵(406)之間順序設(shè)有第四壓力變送器(402)、第一真空表(403)、第四氣動開關(guān)蝶閥(404)和第一止回閥(405)； 第一水環(huán)真空泵(406)的進(jìn)水口與軟化水進(jìn)口(414)之間設(shè)有第一壓力表(407)、第一電磁閥(408)、第五壓力變送器(411)、第一溫度表(412)和第二壓力表(413);第一水環(huán)真空泵(406)的出水口連接汽水分離器(409)入口，汽水分離器(409)的出水口連接排水口(415)； 在汽水分離器(409)入口與第五壓力變送器(411)兩端并聯(lián)第二水環(huán)真空泵(417)，第二水環(huán)真空泵(417)的入水口通過第三壓力表(416)和第二電磁閥(410)連接第五壓力變送器(411)，第二水環(huán)真空泵(417)的出水口連接汽水分離器(409)入口 ； 第二水環(huán)真空泵(417)—端順序連接第二止回閥(419)、第五氣動開關(guān)蝶閥(423)、第二真空表(422)和第六氣動調(diào)節(jié)蝶閥(424)，第一止回閥(405)和第二止回閥(419)之間通過管路連接且設(shè)有放氣口( 421)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的充氣系統(tǒng)包括順序連接的第一過濾器(506)、冷凍式干燥機(507)、第二過濾器(508)、儲氣罐(7)、第一壓縮機(509)、第二壓縮機(510)和冷卻水進(jìn)口(515)，冷卻水進(jìn)口(515)分別通過第一氣動角座閥(511)和第二氣動角座閥(512)連接第一壓縮機(509)和第二壓縮機(510)的進(jìn)水口，第一壓縮機(509)和第二壓縮機(510)的出水口同時連接冷卻水出口(514);冷卻水進(jìn)口(515)處設(shè)有第二溫度表(513)和第四壓力表(516)； 冷凍式干燥機(507)的進(jìn)水口連接第二溫度表(513)，冷凍式干燥機(507)的出水口連接冷卻水出口(514)； 第一抽氣管(4)的抽氣口處的第三壓力變送器(3)與儲氣罐(7)之間順序設(shè)有第六氣動開關(guān)蝶閥(501 )、第一氣動調(diào)節(jié)閥(502)、自力式壓力調(diào)節(jié)閥(503)和常開切斷閥(504)，儲氣罐(7)的壓力為1.2Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的高速列車載荷疲勞試驗裝置(I)的壓力容積為30m3，壓力變化范圍為0.9atnTl.1atm ；高速列車舒適度試驗裝置(2)的壓力容積為200m3，壓力變化范圍為latm±3kpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述的自力式壓力調(diào)節(jié)閥(503)的壓縮比為10，出口壓力為1.3~1.4atm，第一氣動調(diào)節(jié)閥(502)的壓縮比為1.4~1.2。
6.一種利用權(quán)利要求1飛任一所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)進(jìn)行的試驗方法，其特征在于:包括如下步驟: a、首先，高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)內(nèi)的充壓保持在1.latm，將抽氣接口連接高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)的氣體進(jìn)出氣口，關(guān)閉第一氣動開關(guān)蝶閥(202)和第二氣動開關(guān)蝶閥(204)，開啟第六氣動開關(guān)蝶閥(501)和第三氣動開關(guān)蝶閥(401)，此時，高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)，進(jìn)行高速列車載荷疲勞試驗； b、通過抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)的配合使用將高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)內(nèi)的氣壓按一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的10%上下交替變化，先通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵(406)或第二水環(huán)真空泵(417)對高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)進(jìn)行抽氣，將高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)內(nèi)的氣壓由1.1atm抽至0.9atm,使其低于Iatm ;再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機(509)或第二壓縮機(510)將高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)內(nèi)的氣壓由0.9atm充至.1.1atm,使其高于Iatm ； 第一壓縮機(509)或第二壓縮機(510)內(nèi)排出的壓力在進(jìn)入高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)之前通過設(shè)置在管路上的自力式壓力調(diào)節(jié)閥(503)和第一氣動調(diào)節(jié)閥(502)依次進(jìn)行兩級降壓處理，先通過自力式壓力調(diào)節(jié)閥(503)將從儲氣罐(7)排出的14atm的壓力的氣體降至1.3~1.4atm，再通過第一氣動調(diào)節(jié)閥(502)將1.3~1.4atm的壓力降至.1.04~1.1atm,滿足試驗要求； C、按照步驟b的做法對高速列車載荷疲勞試驗裝置(1)內(nèi)的壓力交替進(jìn)行抽氣和充氣，交替周期為20秒，壓力精度控制在±2%，反復(fù)多次之后，通過第三壓力變送器(3)得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄； d、通過控制系統(tǒng)關(guān)閉第六氣動開關(guān)蝶閥(501)和第三氣動開關(guān)蝶閥(401)，將第二抽氣管(8 )和第二充氣管(9 )分別連接高速列車舒適度試驗裝置(2 )的出氣口和進(jìn)氣口，開啟第一氣動開關(guān)蝶閥(202)和第二氣動開關(guān)蝶閥(204)，高速列車舒適度試驗裝置(2)連通抽氣系統(tǒng)和充氣系統(tǒng)，進(jìn)行高速列車的舒適度試驗； e、將高速列車舒適度試驗裝置(2)內(nèi)的充壓保持在1.04atm，采用如步驟b所述的同樣的方式，對高速列車舒適度試驗裝置(2)進(jìn)行抽氣和充氣，壓力變化范圍為latm±0.04atm,通過抽氣系統(tǒng)的第一水環(huán)真空泵(406)或第二水環(huán)真空泵(417)將高速列車舒適度試驗裝置(2)內(nèi)的壓力由1.04 atm抽至0.96atm,再通過充氣系統(tǒng)的第一壓縮機(509)或第二壓縮機(510)將高速列車舒適度試驗裝置(2)內(nèi)的壓力由0.96atm充至1.04atm ； f、對高速列車舒適度試驗裝置(2)分別進(jìn)行多次的矩形波和鋸齒形波的試驗，反復(fù)進(jìn)行多次，進(jìn)行矩形波試驗時，在抽氣或充氣之后保持壓力，保持時間為IOmin ;進(jìn)行鋸齒形波試驗時，變化周期為9.6秒； g、反復(fù)多次之后，通過壓力變送器得出變化數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄，同時實時監(jiān)控各個壓力儀表及溫度儀表數(shù)據(jù)，及時診斷及在線維修。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于:所述的第一水環(huán)真空泵(406)和第二水環(huán)真空泵(417)的最大抽氣量為26m3/min，調(diào)節(jié)范圍為O~26 m3/min，配用電動機的功率為45kW。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于:所述的第一壓縮機(509)和第二壓縮機(510)的最大排出壓力為1.3MPa,最大排氣量為24m3/min，壓縮機配用電動機的功率為185kW。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所 述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于:所述的高速列車載荷疲勞試驗和舒適度試驗的試驗順序可互換，舒適度試驗的矩形波試驗和鋸齒形波的試驗順序可互換。
【文檔編號】G01M17/08GK103728143SQ201410022978
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月18日
【發(fā)明者】陳維茂, 燕洪順, 馬新華, 劉勛濤, 孫向東, 荊延波, 宋文玲, 孟凡瑞 申請人:淄博水環(huán)真空泵廠有限公司