一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台及方法

1.本发明涉及轨道交通领域，具体是一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台及方法。


背景技术：

2.随着轨道交通的快速发展，高性能牵引传动系统设计的需求逐步增高。为此，工程人员需要在实验室中开展大量的动力学试验和全生命周期寿命试验。然而，现有试验方法主要采用反拖电机、磁粉制动器的方式对牵引传动系统施加负载转矩，不能准确模拟轨道车辆实际运行的状态。这种试验方法提供的负载转矩一般是不变的或根据程序预先设定的，不能快速跟随牵引传动系统角加速度的变化，无法模拟轨道车辆牵引传动系统运行状态快速变化导致的负载波动现象，难以满足高精度动态性能试验的需要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台及方法，通过独特的传动系统结构设计和特定的试验方法，实现牵引传动系统角加速度自然跟随反馈的可调负载加载，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台，包括第一惯性负载调节装置、第二惯性负载调节装置、齿轮箱、驱动电机、车轴、操作台和底座，所述车轴的左右两端均通过第二支撑座架设在底座上，车轴能够在第二支撑座上转动；所述齿轮箱与车轴连接，车轴为齿轮箱的输出轴；所述齿轮箱通过第二联轴器与驱动电机连接，齿轮箱的侧边与第三支撑座连接，驱动电机连接有第四支撑座，第三支撑座和第四支撑座均设置在底座上；所述车轴的左右两端均通过第一联轴器连接有短轴；所述第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置的两端均通过第一支撑座架设在底座上，第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置的转动轴为短轴；所述操作台设置在底座上。
6.进一步的：所述操作台能够对对牵引电机进行牵引、匀速、惰行和制动控制。
7.进一步的：所述第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置均能够在第一支撑座上转动。
8.进一步的：所述第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置上均设有可拆装的负载元件，负载元件为中心具有安装孔的圆柱装结构。
9.本发明中，一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验方法，是基于上述轨道车辆牵引传动系统试验平台，其负载采用齿轮箱输出轴两侧的惯性负载调节装置进行加载和调整。第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置采用惯性负载元件进行调整。
10.具体地，本发明公开的试验方法依赖的物理原理如下，
11.p
load
′
＝p
load
12.式中，p
load
'为轨道车辆牵引传动系统试验台所等效的惯性负载，p
load
为模拟的轨
道车辆牵引传动系统承受的惯性负载。
13.针对单一质量的惯性元件情况，假定道车辆牵引传动系统试验台的负载元件每个重量为m，半径为r。
14.通过定量调整第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置的负载质量，实现惯性负载加载。
15.具体地，一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验方法，包括以下步骤：
16.步骤一：收集模拟的轨道车辆相关参数，收集模拟的轨道车辆参数包括：轨道车辆总重m、轮对数量n、车轮名义滚动圆半径r。
17.步骤二：计算试验台需要加载的负载数值，根据如下公式计算负载数值p
load
，
[0018][0019]
步骤三：计算试验台需要装备的负载元件数量，根据如下公式计算惯性负载调节装置需要安装的负载元件数量n为
[0020][0021]
步骤四：负载元件安装，控制试验台开展试验，将n个负载元件平均分配安装于第一惯性负载调节装置和第二惯性负载调节装置上，采用操作台对牵引电机进行牵引、匀速、惰行和制动控制，开展轨道车辆牵引传动系统试验。
[0022]
作为本发明方法的再进一步方案：本发明的试验方法不局限于单一质量的惯性元件，也可对各类质量的惯性元件进行组合使用，满足本发明公开的物理原理即可。
[0023]
与现有技术相比，本发明公开的轨道车辆牵引传动系统试验方法可以快速跟随牵引传动系统角加速度的变化，准确模拟轨道车辆牵引传动系统运行状态快速变化导致的负载波动现象，实现高精度的试验模拟。
附图说明
[0024]
图1为一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台的结构示意图。
[0025]
图2为本发明试验平台中负载元件的结构示意图。
[0026]
图3为一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验方法的流程图。
[0027]
图中：1、第一支撑座；2、第一惯性负载调节装置；3、第一联轴器；4、第二支撑座；5、；6、齿轮箱；7、驱动电机；8、车轴；9、第二惯性负载调节装置；10、操作台；11、第三支撑座；12、第二联轴器；13、第四支撑座；14、底座；15、负载元件。
具体实施方式
[0028]
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。
[0029]
请参阅图1，一种惯性负载可调的轨道车辆牵引传动系统试验平台，包括第一惯性负载调节装置2、第二惯性负载调节装置9、齿轮箱6、驱动电机7、车轴8、操作台10和底座14，所述车轴8的左右两端均通过第二支撑座4架设在底座14上，车轴8能够在第二支撑座4上转
动；所述齿轮箱6与车轴8连接，车轴8为齿轮箱6的输出轴；所述齿轮箱6通过第二联轴器12与驱动电机7连接，齿轮箱6的侧边与第三支撑座11连接，驱动电机7连接有第四支撑座13，第三支撑座11和第四支撑座13均设置在底座14上；所述车轴8的左右两端均通过第一联轴器3连接有短轴5；所述第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9的两端均通过第一支撑座1架设在底座14上，第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9的转动轴为短轴5；所述操作台10设置在底座14上。
[0030]
所述操作台10能够对对牵引电机7进行牵引、匀速、惰行和制动控制。
[0031]
所述第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9均能够在第一支撑座1上转动。
[0032]
所述第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9上均设有可拆装的负载元件15，负载元件15为中心具有安装孔的圆柱装结构。
[0033]
优选的，在本实施例中，第一支撑座1和第二支撑座4均为轴承座。
[0034]
优选的，第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9分别设置在车轴8的两侧。
[0035]
具体地，本实施例中试验平台的驱动载荷传递路径如下：通过牵引电机7传递至第二联轴器12、齿轮箱6，之后分别向左侧、右侧进行传递；即左侧通过齿轮箱6、车轴8、第一联轴器3、短轴5传递至第一惯性负载调节装置2；右侧通过齿轮箱6、车轴8、第一联轴器3、短轴5传递至第二惯性负载调节装置9。
[0036]
具体地，试验台的负载传递路径如下：通过第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9对牵引传动系统添加惯性负载，准确模拟轨道车辆车轮黏着力形成的负载转矩，可根据负载元件数量的增加或减少调整模拟负荷的大小。
[0037]
第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9采用惯性负载元件进行调整，负载元件15的结构如图2所示。
[0038]
具体地，本发明公开的试验方法依赖的物理原理如下，
[0039]
p
load
′
＝p
load
[0040]
式中，p
load
'为轨道车辆牵引传动系统试验台所等效的惯性负载，p
load
为模拟的轨道车辆牵引传动系统承受的惯性负载。
[0041]
针对单一质量的惯性元件情况，假定道车辆牵引传动系统试验台的负载元件每个重量为m，半径为r。通过定量调整第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9的负载质量，实现惯性负载加载。具体地，该方法包括以下步骤：
[0042]
步骤一：收集模拟的轨道车辆相关参数；收集模拟的轨道车辆参数包括：轨道车辆总重m、轮对数量n、车轮名义滚动圆半径r。
[0043]
步骤二：计算试验台需要加载的负载数值；根据如下公式计算负载数值p
load
，
[0044][0045]
步骤三：计算试验台需要装备的负载元件数量；根据如下公式计算惯性负载调节装置需要安装的负载元件数量n为
[0046]
[0047]
步骤四：负载元件安装，控制试验台开展试验；将n个负载元件平均分配安装于第一惯性负载调节装置2和第二惯性负载调节装置9上，采用操作台10对牵引电机7进行牵引、匀速、惰行和制动控制，开展轨道车辆牵引传动系统试验。
[0048]
本实施例的试验方法不局限于单一质量的惯性元件，也可对各类质量的惯性元件进行组合使用，满足本发明公开的物理原理即可。
[0049]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0050]
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。