[发明专利]列车气动性能模拟动模型试验瞬态加速装置

说明书

技术领域

本发明属于列车力学动力环境试验技术领域，具体的涉及一种列车气动性 能模拟实验中，用于列车模型的瞬态加速装置。

背景技术

列车空气动力学研究的目的主要是减小气动阻力，改善操纵稳定性，提高 安全舒适性及减小其对环境的影响。列车空气动力学的研究内容可以归纳如下 几个方面。(1)研究作用在列车上的空气动力和力矩，及其对列车性能的影响。 (2)研究列车运行时，自然风对列车性能的影响及列车风对人和建(构)筑物的 影响。(3)研究列车通过隧道和列车会车时的压力波特性。(4)研究列车气动噪声 和气候条件及其对车厢内人员舒适性的影响。

目前，列车空气动力学的研究方法主要有模型模拟试验(风洞、动模型)、数 值模拟计算、实车路试三种。就列车而言，模拟试验主要采用风洞和动模型试验装 置两种试验设备，列车的空气动力和力矩、表面压力分布规律、尾部绕流特性等， 以采用风洞试验为宜；对于需模拟有相对运动情况的列车交会和过隧道等方面的空 气动力问题，则以采用动模型试验装置为佳，二者相辅相成，互相不能取代。由于 列车为长大物体，法国、日本以及德国与荷兰联合建造了试验段加长的专门用于列 车模拟试验的风洞，日本还建有专用的低噪声风洞用于噪声试验研究，但多数国家 仍利用已有的航空风洞经适当改造后进行列车模拟试验。实车路试是对列车综合性 能的考核，它可以获得最接近于实际的性能参数，并用于校核各种模拟试验和数值 模拟计算的结果，但需要候列车产品竣工出厂以后才能进行，故一般都用于新产品 的验收，很少用于研究性试验，其试验结果对进一步完善列车的空气动力性能有重 要作用。

缩尺模型模拟试验是研究列车空气动力特性的一种主要手段。列车气动性能模 拟动模型试验装置有多种，如日本、荷兰、西南交通大学的管道动模型试验装 置，模型列车沿钢丝滑行，这种装置优点是成本低、速度高；缺点是模型比例 小，雷诺数较低，测试精度不高，模型列车上无法安装测试仪器，不能反映列 车受到的空气动力和瞬态压力冲击波，仅能完成列车通过隧道试验。另外该实 验方式无法适应列车模型的高速运行试验，列车模型的最大运行速度太小，无 法满足实验条件要求。

发明内容

本发明提供了一种能够使模型列车产生较为理想高速的列车气动性能模拟 动模型试验瞬态加速装置，其可以适用于各种不同比例列车模型的气动性能模 拟试验，为真实的反映地面效应、再现实际列车在线路上的运行状态，提供良 好的初始测试速度。

本发明采用的技术方案如下：

一种列车气动性能模拟动模型试验瞬态加速装置，包括轨道和在轨道上行 进的列车模型，其特征在于该瞬态加速装置包括：

列车模型的后端通过拉动绳连接设置卷扬机构，列车模型的前端通过牵引 绳连接设置一动滑轮增速机构，所述动滑轮增速机构连接设置弹力牵引机构；

其中，列车模型由卷扬机构拉动时，带动动滑轮增速机构移动，弹力牵引 机构被拉伸产生收缩弹力；卷扬机释放列车模型，列车模型在弹力牵引机构的 收缩弹力作用下，经过动滑轮增速机构的牵引，产生瞬态加速并沿轨道运动。

具体的讲，该瞬态加速装置中所述轨道的下方同向设置一下层导轨，所述 动滑轮增速机构包括一动力传递车，动力传递车置于下层导轨中，动力传递车 上设置动滑轮组，一牵引绳绕经所述动滑轮组，牵引绳的一端固定，另一端连 接设置列车模型，所述动力传递车在列车模型被拉动时，其与列车模型作同向 移动，动力传递车的位移小于列车模型的位移。

所述动力传递车的位移为列车模型位移的二分之一。

所述弹力牵引机构包括弹力绳束，弹力绳束的一端固定，另一端与所述动 力传递车连接。

下层导轨的两侧分别设置与下层导轨同向设置的导向管，所述导向管内分 别设置弹力绳束，所述弹力绳束连接设置一传递绳，传递绳经由导向轮导向后 与所述动力传递车连接。

所述卷扬机构包括电动卷扬机，电动卷扬机设置在列车模型起始运行处的 轨道末端，所述电动卷扬机通过拉动绳连接一设置在轨道上的牵引小车，所述 牵引小车连接列车模型。

所述牵引小车与列车模型间设置有脱钩装置，该脱钩装置中包括电磁阀。

所述列车模型的缩比为1∶16～1∶25，列车模型的重量为15～30kg，列车模 型的最大瞬间释放速度为350～400km/h。