檢測車輛制動距離的試驗臺及制動距離的確定方法與流程

本發明涉及車輛制動距離檢測設備
技術領域：
，具體而言，涉及一種檢測車輛制動距離的試驗臺及制動距離的確定方法。
背景技術：
：鐵路貨車是我國鐵路運輸的重要工具，隨著我國國民經濟的持續發展，鐵路貨運已經朝著重載、快捷、集裝化和專業化等多方向發展。對鐵路貨車的安全性能的要求越來越高，而鐵路貨車能否在安全的范圍內停車尤為重要。現有技術中，要進行鐵路貨車制動距離試驗，需要在正常線路上進行試驗，試驗周期長、費用高，不確定因素較多且影響線路正常運營。技術實現要素：本發明的主要目的在于提供一種檢測車輛制動距離的試驗臺及制動距離的確定方法，以解決現有技術中車輪制動距離試驗周期長的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種檢測車輛制動距離的試驗臺，包括：車輛支撐臺，車輛支撐臺用于放置試驗車體，車輛支撐臺包括基礎平臺和軌道輪對，軌道輪對可轉動地設置于基礎平臺上，軌道輪對帶動試驗車體的車輪轉動；慣性輪組，慣性輪組與軌道輪對相連接，慣性輪組與軌道輪對同步轉動；控制系統，控制系統用于對車輛支撐臺和試驗車體進行控制；檢測系統，檢測系統用于對車輪的制動距離進行檢測。進一步地，慣性輪組包括：慣性輪支撐臺，慣性輪支撐臺位于車輛支撐臺的一側；慣性輪，設置于慣性輪支撐臺上；減速箱，設置于慣性輪支撐臺上，減速箱設置于慣性輪與軌道輪對之間，減速箱分別與慣性輪和軌道輪對的轉軸相連接。進一步地，慣性輪為多個，相鄰兩個的慣性輪通過聯軸器相連接。進一步地，慣性輪組為多組，每一組慣性輪組對應一對軌道輪對。進一步地，試驗臺還包括：萬向聯軸器，減速箱通過萬向聯軸器與軌道輪對相連接。進一步地，車輛支撐臺還包括一位端平臺和二位端平臺，一位端平臺和二位端平臺相對設置，一位端平臺和二位端平臺中的至少一個可活動地設置于基礎平臺上。進一步地，車輛支撐臺還包括軌道輪支撐臺組，一位端平臺與二位端平臺上均設置有至少一個軌道輪支撐臺組，軌道輪支撐臺組可活動地設置于一位端平臺和/或二位端平臺上，軌道輪對設置于軌道輪支撐臺組上。進一步地，軌道輪支撐臺組包括第一軌道輪支撐臺和第二軌道輪支撐臺，第一軌道輪支撐臺與第二軌道輪支撐臺相對設置，軌道輪對包括第一軌道輪和第二軌道輪，第一軌道輪與第二軌道輪相對設置。進一步地，第一軌道輪支撐臺可活動地設置于一位端平臺上，第一軌道輪設置于第一軌道輪支撐臺上，和/或，第二軌道輪支撐臺可活動地設置于二位端平臺上，第二軌道輪設置于第二軌道輪支撐臺上。進一步地，試驗臺還包括牽引裝置，牽引裝置的一端與試驗車體相連接，牽引裝置用于防止試驗車體從車輛支撐臺上脫落。進一步地，試驗臺還包括驅動部和扭矩傳感器，驅動部驅動軌道輪對轉動，扭矩傳感器用于檢測驅動部的輸出扭矩和制動扭矩。進一步地，控制系統包括單車制動系統，單車制動系統與試驗車體的制動系統相連接。進一步地，檢測系統包括壓力傳感器和轉速傳感器，壓力傳感器設置于試驗車體上用于檢測試驗車體的制動缸的壓力數據，轉速傳感器用于檢測車輪的轉速。根據本發明的另一方面，提供了一種車輛制動距離的確定方法，包括用于檢測車輛制動距離的試驗臺，試驗臺是上述的試驗臺，確定方法包括以下步驟：控制系統控制軌道輪對轉動，軌道輪對帶動車輪和所述慣性輪組轉動；當車輪的速度達到預設值時，控制系統向電機發出停止轉動命令同時向被試車輛制動系統發出命令產生制動，閘瓦貼靠車輪產生摩擦直至消耗掉慣性輪組的轉動能量，直至車輪停止轉動；檢測系統根據車輛支撐臺和試驗車體的運行數據確定車輪的制動距離。進一步地，檢測系統根據車輪轉動的圈數確定所述制動距離。應用本發明的技術方案，該檢測車輛制動距離的試驗臺包括車輛支撐臺、慣性輪組、控制系統和檢測系統。車輛支撐臺用于放置試驗車體，車輛支撐臺包括基礎平臺和軌道輪對。軌道輪對可轉動地設置于基礎平臺上，軌道輪對帶動試驗車體的車輪轉動。慣性輪組與軌道輪對相連接。慣性輪組與軌道輪對同步轉動。控制系統用于對車輛支撐臺和試驗車體進行控制。檢測系統用于對車輪的制動距離進行檢測。通過采用該試驗臺測量車輛的制動距離，避免了直接將車輛拉到處于運行中的軌道上進行車輛制動距離的測試而影響列車的正常運行的情況。采用該試驗臺能夠有效地縮短車輛制動距離的試驗周期，提高了車輛制動距離的計算精度和可靠性。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：圖1示出了根據本發明的檢測車輛制動距離的試驗臺的實施例的結構示意圖；圖2示出了圖1中試驗臺的實施例的另一視角的結構示意圖；圖3示出了圖1中試驗臺的慣性輪組的實施例的結構示意圖；以及圖4示出了根據本發明的檢測車輛制動距離的試驗臺的控制系統和檢測系統的流程示意圖。其中，上述附圖包括以下附圖標記：10、車輛支撐臺；11、基礎平臺；12、軌道輪對；121、第一軌道輪；122、第二軌道輪；13、一位端平臺；14、二位端平臺；15、軌道輪支撐臺組；151、第一軌道輪支撐臺；152、第二軌道輪支撐臺；20、試驗車體；21、車輪；22、轉向架；30、慣性輪組；31、慣性輪支撐臺；32、慣性輪；33、減速箱；40、萬向聯軸器；50、牽引裝置；60、扭矩傳感器；70、電磁離合器；80、轉動傳感器；90、驅動裝置。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。需要說明的是，本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的術語在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施方式例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。為了便于描述，在這里可以使用空間相對術語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而，示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。現在，將參照附圖更詳細地描述根據本申請的示例性實施方式。然而，這些示例性實施方式可以由多種不同的形式來實施，并且不應當被解釋為只限于這里所闡述的實施方式。應當理解的是，提供這些實施方式是為了使得本申請的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施方式的構思充分傳達給本領域普通技術人員，在附圖中，為了清楚起見，有可能擴大了層和區域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的器件，因而將省略對它們的描述。結合圖1至圖4所示，根據本發明的實施例，提供了一種檢測車輛制動距離的試驗臺。具體地，如圖1和圖2所示，該檢測車輛制動距離的試驗臺包括車輛支撐臺10、慣性輪組30、控制系統和檢測系統。車輛支撐臺10用于放置試驗車體20，車輛支撐臺10包括基礎平臺11和軌道輪對12。軌道輪對12可轉動地設置于基礎平臺11上，軌道輪對12帶動試驗車體20的車輪21轉動。慣性輪組30與軌道輪對12相連接。慣性輪組30與軌道輪對12同步轉動。控制系統用于對車輛支撐臺10和試驗車體20進行控制。檢測系統用于對車輪21的制動距離進行檢測。在本實施例中，通過采用該試驗臺測量車輛的制動距離，避免了直接將車輛拉到處于運行中的軌道上進行車輛制動距離的測試而影響列車的正常運行的情況。采用該試驗臺能夠有效地縮短車輛制動距離的試驗周期，提高了車輛制動距離的計算精度和可靠性。如圖3所示，慣性輪組30包括慣性輪支撐臺31、慣性輪32和減速箱33。慣性輪支撐臺31位于車輛支撐臺10的一側。慣性輪32設置于慣性輪支撐臺31上。減速箱33設置于慣性輪支撐臺31上，減速箱33設置于慣性輪32與軌道輪對12之間，減速箱33分別與慣性輪32和軌道輪對12的轉軸相連接。這樣設置能夠使得當驅動裝置90驅動軌道輪對12轉動時，在軌道輪對12的帶動下，慣性輪組30也隨著軌道輪對12轉動并具有相同的轉動慣量。當驅動裝置停止驅動軌道輪對12轉動時，在慣性輪組30帶動軌道輪對12繼續轉動，從而使得軌道輪對12能夠繼續帶動車輪21進行轉動，此時，控制系統向電機發出停止轉動命令同時向被試車輛制動系統發出命令產生制動，閘瓦貼靠車輪產生摩擦直至消耗掉慣性輪組30的轉動能量，直至車輪21停止轉動，通過檢測系統檢測到的車輪的轉動數據確定車輪的制動距離。如圖1所示，慣性輪32為多個，相鄰兩個的慣性輪32通過聯軸器相連接。這樣設置能夠根據車體載荷連接相同軸重的慣性輪的重量。圖1中示出了具有兩個慣性輪32慣性輪組30。當然，為了進一步地提高該試驗臺的實用性，在試驗臺的一側設置多組慣性輪組30。如圖1所示，示出了具有兩組慣性輪組30。其中，慣性輪支撐臺31的長度方向上的中線與試驗臺長度方向上的中線相垂直。多個慣性輪支撐臺31的長度方向上的中線相平行設置。為了提高慣性輪組與車輛支撐臺10連接的可靠性，慣性輪組30上的減速箱33通過萬向聯軸器40與軌道輪對12相連接。具體地，車輛支撐臺10還包括一位端平臺13和二位端平臺14，一位端平臺13和二位端平臺14相對設置，一位端平臺13和二位端平臺14中的至少一個可活動地設置于基礎平臺11上。這樣設置能夠使得一位端平臺13和二位端平臺14之間的距離可調，通過調整一位端平臺13和二位端平臺14之間的距離使得該試驗臺能夠適應不同型號的車型，增加了該試驗臺的實用性。該車輛支撐臺10還包括軌道輪支撐臺組15。一位端平臺13與二位端平臺14上均設置有至少一個軌道輪支撐臺組15，軌道輪支撐臺組15可活動地設置于一位端平臺13和二位端平臺14上，軌道輪對12設置于軌道輪支撐臺組15上。其中，軌道輪支撐臺組15包括第一軌道輪支撐臺151和第二軌道輪支撐臺152，第一軌道輪支撐臺151與第二軌道輪支撐臺152相對設置，軌道輪對12包括第一軌道輪121和第二軌道輪122，第一軌道輪121與第二軌道輪122相對設置。第一軌道輪支撐臺151可活動地設置于一位端平臺13上，第一軌道輪121設置于第一軌道輪支撐臺151上，第二軌道輪支撐臺152可活動地設置于二位端平臺14上，第二軌道輪122設置于第二軌道輪支撐臺152上。這樣設置能夠使得設置于一位端平臺13或二位端平臺14上的相鄰的軌道輪之間的軸距可調，通過調整一位端平臺13和二位端平臺14上的相鄰的軌道輪對之間的軸距與車體的定距相適配，能夠增加試驗的結果的可靠性。其中，定距指的是車體的兩個車輪轉向架22之間的中心距離。如圖1和圖2所示，為了防止車體在試驗過程中發生脫軌，該試驗臺還設置了牽引裝置50。該牽引裝置50的一端與試驗車體20相連接，牽引裝置50用于防止試驗車體20從車輛支撐臺10上脫落。進一步地，試驗臺還包括驅動部和扭矩傳感器，驅動部驅動軌道輪對12轉動，扭矩傳感器用于檢測驅動部即電機的輸出扭矩和制動扭矩。扭矩傳感器用于監控試驗過程中是否存在超載荷運轉或試驗臺是否故障。其中，扭矩傳感器的主要參數為：控制系統包括單車制動系統，單車制動系統與試驗車體20的制動系統相連接。試驗時，根據車輛軸重確定連接的慣性輪裝置模塊單元，車輛裝載至標記載重。驅動電機轉動帶動軌道輪轉動，車輛輪對、慣性輪裝置同時開始運動，運行到一定速度后，控制系統施加制動命令電機停止轉動，同時控制系統對單車制動系統施加命令，由于鐵路貨車即試驗車體與單車制動系統通過軟管連接，所以鐵路貨車自身的制動系統相應產生動作，閘瓦貼靠車輪，抑制車輪轉動，車輛減速停止，測試系統根據采集到的車輛輪對轉動的圈數計算制動距離。檢測系統包括壓力傳感器和轉速傳感器，壓力傳感器設置于試驗車體20上用于檢測試驗車體20的制動缸的壓力數據，轉速傳感器用于檢測車輪21的轉速。可以將壓力傳感器安裝于C70敞車風缸上，測試制動缸的壓力升降。將轉速傳感器安裝于試驗臺上，并將傳感器探頭對準C70敞車的一位車輪，車輪上安裝有探頭感應裝置，將C70敞車車輛軟管連接器與單車試驗系統軟管聯結器連接。根據本發明的另一方面，提供了一種車輛制動距離的確定方法，包括用于檢測車輛制動距離的試驗臺，試驗臺是上述實施例中的試驗臺，確定方法包括以下步驟：控制系統控制軌道輪對12轉動，軌道輪對12帶動車輪21和所述慣性輪組30轉動。當車輪21的速度達到預設值時，控制系統向電機發出停止轉動命令，同時向被試車輛制動系統發出命令產生制動，閘瓦貼靠車輪產生摩擦直至消耗掉慣性輪組30的轉動能量，直至所述車輪21停止轉動；檢測系統根據車輛支撐臺10和試驗車體20的運行數據確定車輪21的制動距離。通過采用該試驗臺測量車輛的制動距離，避免了直接將車輛拉到處于運行中的軌道上進行車輛制動距離的測試而影響列車的正常運行的情況。采用該試驗臺能夠有效地縮短車輛制動距離的試驗周期，提高了車輛制動距離的計算精度和可靠性。其中，檢測系統根據車輪21轉動的圈數確定所述制動距離。具體地，該試驗臺為一種鐵路貨車整車制動距離測試試驗臺，最高可對120Km/h的鐵路貨車施行緊急制動和各速度級的常規制動，測試車輛的制動距離，為車輛設計提供支撐。試驗臺可避免車輛在正常運營線路上進行試驗，縮短試驗周期、費用低且不會因車輛發生事故影響鐵路運輸。試驗臺包括試驗臺機械部分、測控部分、工控機和打印機，可進行120Km/h以下各速度級的常用制動和緊急制動距離試。原理簡介：試驗臺安裝有縱向基礎梁即基礎平臺11、一位端平臺、二位端平臺、軌道輪、牽引桿裝置即牽引裝置，慣性輪組成的裝置，一輛鐵路貨車能夠對中落在試驗臺軌道輪上并通過牽引桿固定。由于車輛的一個轉向架制動停止能夠代表整個車輛的制動試驗狀況，所以本試驗臺在設計時只在一端增加了慣性輪裝置。試驗臺一位端設計安裝有慣性輪裝置，該裝置按照車輛載重分為不同模塊，慣性輪裝置與軌道輪通過萬向聯軸器和齒輪箱即減速箱連接，當車輛運動時能夠隨軌道輪一起運動模擬車輛運行的轉動慣量。車輛能夠通過天車整體吊裝在試驗臺軌道輪上，通過端部牽引桿與車體固定，避免車輛運動時脫軌。根據各車型的軸距、定距、軌距，試驗臺能夠進行調整滿足試驗需求。試驗臺在一位端平臺兩個軌道輪對一側，安裝有萬向聯軸節、扭矩傳感器、齒輪箱、慣性輪以及輪軸等部件。為了適應各型不同軸重貨車的制動試驗，慣性輪分為二組，一組為軸重16t、18t、21t,23t，25t。另一組為軸重27t、30t、35t和40t，由不同質量的慣性輪盤的組合而成。再與軌道輪對連接組合，以適應各型不同軸重貨車的制動試驗。當需要進行某一軸重車輛進行試驗時把相應輪環與輪心連接，其余輪組放置在慣性輪組平臺裝置上，不參與動作。(具體見表1)表1慣性輪組慣量慣性輪輪組組合方案如下表2所示：表2慣性輪組組合方案軸重t對應慣性輪配置16輪心1+輪心218輪心1+輪心2+輪環1121輪心1+輪心2+輪環11+輪環1223輪心1+輪心2+輪環11+輪環12+輪環1325輪心1+輪心2+輪環11+輪環12+輪環13+輪環1427輪組1+輪心2+輪環2130輪組1+輪心2+輪環21+輪環2235輪組1+輪心2+輪環21+輪環22+輪環2340輪組1+輪組2為適應不同車型，試驗時需要對軌道輪軸距進行調整，這時慣性輪平臺轉動軸與軌道輪對轉動軸會出現不同軸情況。萬向聯軸器的主要作用是連接慣性輪平臺轉動軸與軌道輪對轉動軸，并可在萬向軸兩端轉動軸不同軸的情況下傳遞扭矩。主要參數：其中，減速箱選取減速比為1.67，使慣性輪轉速與車輪轉速相同，采用平行軸斜齒輪減速機，一軸輸入，一軸輸出并采用循環冷卻潤滑。單車制動系統、鐵路車輛自身制動系統是進行制動試驗的執行裝置，控制系統發出制動指令后，單車制動系統內部電磁閥動作排風，由于單車制動系統與車輛制動系統通過軟管連接，促使車輛自身制動系統減壓,產生制動作用，閘瓦貼靠車輪抑制車輪轉動，車輪最終停止運動。如圖4所示，制動試驗的控制系統，由一臺工控機完成，進行試驗時，控制系統具備獨立電機調速功能。系統界面友好，操作方便，安全可靠。能夠對單車試驗器發出常用制動、緊急制動及不同減壓量的制動指令，在顯示界面上具有累計試驗次數、累計試驗時間、階段累計試驗次數和階段累計試驗時間等重要信息的顯示。在試驗中斷時具有相應信息的自動記錄，再次試驗時可選擇是否延續試驗或重新開始。測試系統主要包括多通道數據采集板卡、壓力傳感器、轉速傳感器、溫度傳感器(現場和采集板卡雙通道顯示)、數據采集分析軟件等。以C70型敞車在制動試驗臺上進行制動距離測試試驗。具體為：如圖2所示，車輛及試驗臺機械部分調整：縱向支撐梁、一位端平臺、二位端平臺、軌道輪支撐平臺、牽引桿、調整電機等部件主要作用為調整試驗臺、支撐車輛在試驗臺上以及固定車輛。即如圖1所示，試驗臺還包括電磁離合器70、轉動傳感器80以及設置在軌道上的調試電機81、軌道輪支撐架82和縱向支撐輪83。根據C70型敞車的車輛參數對試驗臺進行調整,主要為一位端平臺和二位端平臺在縱向支撐梁上移動調整車輛定距。一位端平臺和二位端平臺上的兩個軌道輪對通過調整電機驅動調整軸距。軸距、定距調整完成后，車輛通過天車吊裝在試驗臺上，調整牽引桿的長度與鐵路車輛車鉤相連接固定車輛在試驗臺上防止竄動。調整及連接完成后，車輛按照C70敞車載重進行試驗模擬物裝載，保證裝載均勻。四臺驅動電機、軌道輪、扭矩傳感器60、萬向聯軸器40、慣性輪組的主要作用為試驗臺運動部件，驅動車輛及慣性輪組運動產生轉動慣量。車輛落在試驗臺上后，按照C70敞車的軸重23t，參照表2將輪心1+輪心2+輪環11+輪環12+輪環13安裝在試驗臺上，將防護罩安裝緊固。兩臺315KW交流電機作為驅動電機，電機通過傳動軸與軌道輪連接。驅動電機根據控制系統的命令使鐵路車輛上升到需要運行的速度，萬向聯軸器帶動減速箱的同時慣性輪組也產生相應的轉動慣量。驅動試驗臺控制系統使兩臺電機轉動從而帶動軌道輪及慣性輪裝置轉動，上升一定速度后，控制系統發出制動指令，電機停止轉動同時單車制動系統對C70敞車車輛施加減壓制動，所有傳感器這時開始采集數據。隨著車輛制動缸產生動作，閘瓦貼靠車輪，車輛輪對逐漸停止轉動，直至停止，數據采集結束，測試系統能夠實時顯示各傳感器采集到的數據，試驗結束后計算出制動距離結果，并能打印試驗報表。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3