检测车辆制动距离的试验台及制动距离的确定方法与流程

本发明涉及车辆制动距离检测设备
技术领域：
，具体而言，涉及一种检测车辆制动距离的试验台及制动距离的确定方法。
背景技术：
：铁路货车是我国铁路运输的重要工具，随着我国国民经济的持续发展，铁路货运已经朝着重载、快捷、集装化和专业化等多方向发展。对铁路货车的安全性能的要求越来越高，而铁路货车能否在安全的范围内停车尤为重要。现有技术中，要进行铁路货车制动距离试验，需要在正常线路上进行试验，试验周期长、费用高，不确定因素较多且影响线路正常运营。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种检测车辆制动距离的试验台及制动距离的确定方法，以解决现有技术中车轮制动距离试验周期长的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种检测车辆制动距离的试验台，包括：车辆支撑台，车辆支撑台用于放置试验车体，车辆支撑台包括基础平台和轨道轮对，轨道轮对可转动地设置于基础平台上，轨道轮对带动试验车体的车轮转动；惯性轮组，惯性轮组与轨道轮对相连接，惯性轮组与轨道轮对同步转动；控制系统，控制系统用于对车辆支撑台和试验车体进行控制；检测系统，检测系统用于对车轮的制动距离进行检测。进一步地，惯性轮组包括：惯性轮支撑台，惯性轮支撑台位于车辆支撑台的一侧；惯性轮，设置于惯性轮支撑台上；减速箱，设置于惯性轮支撑台上，减速箱设置于惯性轮与轨道轮对之间，减速箱分别与惯性轮和轨道轮对的转轴相连接。进一步地，惯性轮为多个，相邻两个的惯性轮通过联轴器相连接。进一步地，惯性轮组为多组，每一组惯性轮组对应一对轨道轮对。进一步地，试验台还包括：万向联轴器，减速箱通过万向联轴器与轨道轮对相连接。进一步地，车辆支撑台还包括一位端平台和二位端平台，一位端平台和二位端平台相对设置，一位端平台和二位端平台中的至少一个可活动地设置于基础平台上。进一步地，车辆支撑台还包括轨道轮支撑台组，一位端平台与二位端平台上均设置有至少一个轨道轮支撑台组，轨道轮支撑台组可活动地设置于一位端平台和/或二位端平台上，轨道轮对设置于轨道轮支撑台组上。进一步地，轨道轮支撑台组包括第一轨道轮支撑台和第二轨道轮支撑台，第一轨道轮支撑台与第二轨道轮支撑台相对设置，轨道轮对包括第一轨道轮和第二轨道轮，第一轨道轮与第二轨道轮相对设置。进一步地，第一轨道轮支撑台可活动地设置于一位端平台上，第一轨道轮设置于第一轨道轮支撑台上，和/或，第二轨道轮支撑台可活动地设置于二位端平台上，第二轨道轮设置于第二轨道轮支撑台上。进一步地，试验台还包括牵引装置，牵引装置的一端与试验车体相连接，牵引装置用于防止试验车体从车辆支撑台上脱落。进一步地，试验台还包括驱动部和扭矩传感器，驱动部驱动轨道轮对转动，扭矩传感器用于检测驱动部的输出扭矩和制动扭矩。进一步地，控制系统包括单车制动系统，单车制动系统与试验车体的制动系统相连接。进一步地，检测系统包括压力传感器和转速传感器，压力传感器设置于试验车体上用于检测试验车体的制动缸的压力数据，转速传感器用于检测车轮的转速。根据本发明的另一方面，提供了一种车辆制动距离的确定方法，包括用于检测车辆制动距离的试验台，试验台是上述的试验台，确定方法包括以下步骤：控制系统控制轨道轮对转动，轨道轮对带动车轮和所述惯性轮组转动；当车轮的速度达到预设值时，控制系统向电机发出停止转动命令同时向被试车辆制动系统发出命令产生制动，闸瓦贴靠车轮产生摩擦直至消耗掉惯性轮组的转动能量，直至车轮停止转动；检测系统根据车辆支撑台和试验车体的运行数据确定车轮的制动距离。进一步地，检测系统根据车轮转动的圈数确定所述制动距离。应用本发明的技术方案，该检测车辆制动距离的试验台包括车辆支撑台、惯性轮组、控制系统和检测系统。车辆支撑台用于放置试验车体，车辆支撑台包括基础平台和轨道轮对。轨道轮对可转动地设置于基础平台上，轨道轮对带动试验车体的车轮转动。惯性轮组与轨道轮对相连接。惯性轮组与轨道轮对同步转动。控制系统用于对车辆支撑台和试验车体进行控制。检测系统用于对车轮的制动距离进行检测。通过采用该试验台测量车辆的制动距离，避免了直接将车辆拉到处于运行中的轨道上进行车辆制动距离的测试而影响列车的正常运行的情况。采用该试验台能够有效地缩短车辆制动距离的试验周期，提高了车辆制动距离的计算精度和可靠性。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本发明的检测车辆制动距离的试验台的实施例的结构示意图；图2示出了图1中试验台的实施例的另一视角的结构示意图；图3示出了图1中试验台的惯性轮组的实施例的结构示意图；以及图4示出了根据本发明的检测车辆制动距离的试验台的控制系统和检测系统的流程示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、车辆支撑台；11、基础平台；12、轨道轮对；121、第一轨道轮；122、第二轨道轮；13、一位端平台；14、二位端平台；15、轨道轮支撑台组；151、第一轨道轮支撑台；152、第二轨道轮支撑台；20、试验车体；21、车轮；22、转向架；30、惯性轮组；31、惯性轮支撑台；32、惯性轮；33、减速箱；40、万向联轴器；50、牵引装置；60、扭矩传感器；70、电磁离合器；80、转动传感器；90、驱动装置。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。结合图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供了一种检测车辆制动距离的试验台。具体地，如图1和图2所示，该检测车辆制动距离的试验台包括车辆支撑台10、惯性轮组30、控制系统和检测系统。车辆支撑台10用于放置试验车体20，车辆支撑台10包括基础平台11和轨道轮对12。轨道轮对12可转动地设置于基础平台11上，轨道轮对12带动试验车体20的车轮21转动。惯性轮组30与轨道轮对12相连接。惯性轮组30与轨道轮对12同步转动。控制系统用于对车辆支撑台10和试验车体20进行控制。检测系统用于对车轮21的制动距离进行检测。在本实施例中，通过采用该试验台测量车辆的制动距离，避免了直接将车辆拉到处于运行中的轨道上进行车辆制动距离的测试而影响列车的正常运行的情况。采用该试验台能够有效地缩短车辆制动距离的试验周期，提高了车辆制动距离的计算精度和可靠性。如图3所示，惯性轮组30包括惯性轮支撑台31、惯性轮32和减速箱33。惯性轮支撑台31位于车辆支撑台10的一侧。惯性轮32设置于惯性轮支撑台31上。减速箱33设置于惯性轮支撑台31上，减速箱33设置于惯性轮32与轨道轮对12之间，减速箱33分别与惯性轮32和轨道轮对12的转轴相连接。这样设置能够使得当驱动装置90驱动轨道轮对12转动时，在轨道轮对12的带动下，惯性轮组30也随着轨道轮对12转动并具有相同的转动惯量。当驱动装置停止驱动轨道轮对12转动时，在惯性轮组30带动轨道轮对12继续转动，从而使得轨道轮对12能够继续带动车轮21进行转动，此时，控制系统向电机发出停止转动命令同时向被试车辆制动系统发出命令产生制动，闸瓦贴靠车轮产生摩擦直至消耗掉惯性轮组30的转动能量，直至车轮21停止转动，通过检测系统检测到的车轮的转动数据确定车轮的制动距离。如图1所示，惯性轮32为多个，相邻两个的惯性轮32通过联轴器相连接。这样设置能够根据车体载荷连接相同轴重的惯性轮的重量。图1中示出了具有两个惯性轮32惯性轮组30。当然，为了进一步地提高该试验台的实用性，在试验台的一侧设置多组惯性轮组30。如图1所示，示出了具有两组惯性轮组30。其中，惯性轮支撑台31的长度方向上的中线与试验台长度方向上的中线相垂直。多个惯性轮支撑台31的长度方向上的中线相平行设置。为了提高惯性轮组与车辆支撑台10连接的可靠性，惯性轮组30上的减速箱33通过万向联轴器40与轨道轮对12相连接。具体地，车辆支撑台10还包括一位端平台13和二位端平台14，一位端平台13和二位端平台14相对设置，一位端平台13和二位端平台14中的至少一个可活动地设置于基础平台11上。这样设置能够使得一位端平台13和二位端平台14之间的距离可调，通过调整一位端平台13和二位端平台14之间的距离使得该试验台能够适应不同型号的车型，增加了该试验台的实用性。该车辆支撑台10还包括轨道轮支撑台组15。一位端平台13与二位端平台14上均设置有至少一个轨道轮支撑台组15，轨道轮支撑台组15可活动地设置于一位端平台13和二位端平台14上，轨道轮对12设置于轨道轮支撑台组15上。其中，轨道轮支撑台组15包括第一轨道轮支撑台151和第二轨道轮支撑台152，第一轨道轮支撑台151与第二轨道轮支撑台152相对设置，轨道轮对12包括第一轨道轮121和第二轨道轮122，第一轨道轮121与第二轨道轮122相对设置。第一轨道轮支撑台151可活动地设置于一位端平台13上，第一轨道轮121设置于第一轨道轮支撑台151上，第二轨道轮支撑台152可活动地设置于二位端平台14上，第二轨道轮122设置于第二轨道轮支撑台152上。这样设置能够使得设置于一位端平台13或二位端平台14上的相邻的轨道轮之间的轴距可调，通过调整一位端平台13和二位端平台14上的相邻的轨道轮对之间的轴距与车体的定距相适配，能够增加试验的结果的可靠性。其中，定距指的是车体的两个车轮转向架22之间的中心距离。如图1和图2所示，为了防止车体在试验过程中发生脱轨，该试验台还设置了牵引装置50。该牵引装置50的一端与试验车体20相连接，牵引装置50用于防止试验车体20从车辆支撑台10上脱落。进一步地，试验台还包括驱动部和扭矩传感器，驱动部驱动轨道轮对12转动，扭矩传感器用于检测驱动部即电机的输出扭矩和制动扭矩。扭矩传感器用于监控试验过程中是否存在超载荷运转或试验台是否故障。其中，扭矩传感器的主要参数为：控制系统包括单车制动系统，单车制动系统与试验车体20的制动系统相连接。试验时，根据车辆轴重确定连接的惯性轮装置模块单元，车辆装载至标记载重。驱动电机转动带动轨道轮转动，车辆轮对、惯性轮装置同时开始运动，运行到一定速度后，控制系统施加制动命令电机停止转动，同时控制系统对单车制动系统施加命令，由于铁路货车即试验车体与单车制动系统通过软管连接，所以铁路货车自身的制动系统相应产生动作，闸瓦贴靠车轮，抑制车轮转动，车辆减速停止，测试系统根据采集到的车辆轮对转动的圈数计算制动距离。检测系统包括压力传感器和转速传感器，压力传感器设置于试验车体20上用于检测试验车体20的制动缸的压力数据，转速传感器用于检测车轮21的转速。可以将压力传感器安装于C70敞车风缸上，测试制动缸的压力升降。将转速传感器安装于试验台上，并将传感器探头对准C70敞车的一位车轮，车轮上安装有探头感应装置，将C70敞车车辆软管连接器与单车试验系统软管联结器连接。根据本发明的另一方面，提供了一种车辆制动距离的确定方法，包括用于检测车辆制动距离的试验台，试验台是上述实施例中的试验台，确定方法包括以下步骤：控制系统控制轨道轮对12转动，轨道轮对12带动车轮21和所述惯性轮组30转动。当车轮21的速度达到预设值时，控制系统向电机发出停止转动命令，同时向被试车辆制动系统发出命令产生制动，闸瓦贴靠车轮产生摩擦直至消耗掉惯性轮组30的转动能量，直至所述车轮21停止转动；检测系统根据车辆支撑台10和试验车体20的运行数据确定车轮21的制动距离。通过采用该试验台测量车辆的制动距离，避免了直接将车辆拉到处于运行中的轨道上进行车辆制动距离的测试而影响列车的正常运行的情况。采用该试验台能够有效地缩短车辆制动距离的试验周期，提高了车辆制动距离的计算精度和可靠性。其中，检测系统根据车轮21转动的圈数确定所述制动距离。具体地，该试验台为一种铁路货车整车制动距离测试试验台，最高可对120Km/h的铁路货车施行紧急制动和各速度级的常规制动，测试车辆的制动距离，为车辆设计提供支撑。试验台可避免车辆在正常运营线路上进行试验，缩短试验周期、费用低且不会因车辆发生事故影响铁路运输。试验台包括试验台机械部分、测控部分、工控机和打印机，可进行120Km/h以下各速度级的常用制动和紧急制动距离试。原理简介：试验台安装有纵向基础梁即基础平台11、一位端平台、二位端平台、轨道轮、牵引杆装置即牵引装置，惯性轮组成的装置，一辆铁路货车能够对中落在试验台轨道轮上并通过牵引杆固定。由于车辆的一个转向架制动停止能够代表整个车辆的制动试验状况，所以本试验台在设计时只在一端增加了惯性轮装置。试验台一位端设计安装有惯性轮装置，该装置按照车辆载重分为不同模块，惯性轮装置与轨道轮通过万向联轴器和齿轮箱即减速箱连接，当车辆运动时能够随轨道轮一起运动模拟车辆运行的转动惯量。车辆能够通过天车整体吊装在试验台轨道轮上，通过端部牵引杆与车体固定，避免车辆运动时脱轨。根据各车型的轴距、定距、轨距，试验台能够进行调整满足试验需求。试验台在一位端平台两个轨道轮对一侧，安装有万向联轴节、扭矩传感器、齿轮箱、惯性轮以及轮轴等部件。为了适应各型不同轴重货车的制动试验，惯性轮分为二组，一组为轴重16t、18t、21t,23t，25t。另一组为轴重27t、30t、35t和40t，由不同质量的惯性轮盘的组合而成。再与轨道轮对连接组合，以适应各型不同轴重货车的制动试验。当需要进行某一轴重车辆进行试验时把相应轮环与轮心连接，其余轮组放置在惯性轮组平台装置上，不参与动作。(具体见表1)表1惯性轮组惯量惯性轮轮组组合方案如下表2所示：表2惯性轮组组合方案轴重t对应惯性轮配置16轮心1+轮心218轮心1+轮心2+轮环1121轮心1+轮心2+轮环11+轮环1223轮心1+轮心2+轮环11+轮环12+轮环1325轮心1+轮心2+轮环11+轮环12+轮环13+轮环1427轮组1+轮心2+轮环2130轮组1+轮心2+轮环21+轮环2235轮组1+轮心2+轮环21+轮环22+轮环2340轮组1+轮组2为适应不同车型，试验时需要对轨道轮轴距进行调整，这时惯性轮平台转动轴与轨道轮对转动轴会出现不同轴情况。万向联轴器的主要作用是连接惯性轮平台转动轴与轨道轮对转动轴，并可在万向轴两端转动轴不同轴的情况下传递扭矩。主要参数：其中，减速箱选取减速比为1.67，使惯性轮转速与车轮转速相同，采用平行轴斜齿轮减速机，一轴输入，一轴输出并采用循环冷却润滑。单车制动系统、铁路车辆自身制动系统是进行制动试验的执行装置，控制系统发出制动指令后，单车制动系统内部电磁阀动作排风，由于单车制动系统与车辆制动系统通过软管连接，促使车辆自身制动系统减压,产生制动作用，闸瓦贴靠车轮抑制车轮转动，车轮最终停止运动。如图4所示，制动试验的控制系统，由一台工控机完成，进行试验时，控制系统具备独立电机调速功能。系统界面友好，操作方便，安全可靠。能够对单车试验器发出常用制动、紧急制动及不同减压量的制动指令，在显示界面上具有累计试验次数、累计试验时间、阶段累计试验次数和阶段累计试验时间等重要信息的显示。在试验中断时具有相应信息的自动记录，再次试验时可选择是否延续试验或重新开始。测试系统主要包括多通道数据采集板卡、压力传感器、转速传感器、温度传感器(现场和采集板卡双通道显示)、数据采集分析软件等。以C70型敞车在制动试验台上进行制动距离测试试验。具体为：如图2所示，车辆及试验台机械部分调整：纵向支撑梁、一位端平台、二位端平台、轨道轮支撑平台、牵引杆、调整电机等部件主要作用为调整试验台、支撑车辆在试验台上以及固定车辆。即如图1所示，试验台还包括电磁离合器70、转动传感器80以及设置在轨道上的调试电机81、轨道轮支撑架82和纵向支撑轮83。根据C70型敞车的车辆参数对试验台进行调整,主要为一位端平台和二位端平台在纵向支撑梁上移动调整车辆定距。一位端平台和二位端平台上的两个轨道轮对通过调整电机驱动调整轴距。轴距、定距调整完成后，车辆通过天车吊装在试验台上，调整牵引杆的长度与铁路车辆车钩相连接固定车辆在试验台上防止窜动。调整及连接完成后，车辆按照C70敞车载重进行试验模拟物装载，保证装载均匀。四台驱动电机、轨道轮、扭矩传感器60、万向联轴器40、惯性轮组的主要作用为试验台运动部件，驱动车辆及惯性轮组运动产生转动惯量。车辆落在试验台上后，按照C70敞车的轴重23t，参照表2将轮心1+轮心2+轮环11+轮环12+轮环13安装在试验台上，将防护罩安装紧固。两台315KW交流电机作为驱动电机，电机通过传动轴与轨道轮连接。驱动电机根据控制系统的命令使铁路车辆上升到需要运行的速度，万向联轴器带动减速箱的同时惯性轮组也产生相应的转动惯量。驱动试验台控制系统使两台电机转动从而带动轨道轮及惯性轮装置转动，上升一定速度后，控制系统发出制动指令，电机停止转动同时单车制动系统对C70敞车车辆施加减压制动，所有传感器这时开始采集数据。随着车辆制动缸产生动作，闸瓦贴靠车轮，车辆轮对逐渐停止转动，直至停止，数据采集结束，测试系统能够实时显示各传感器采集到的数据，试验结束后计算出制动距离结果，并能打印试验报表。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3