牵引制动试验系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种牵引制动试验系统，用于轨道交通车辆的牵引系统和/或制动系统的试验，包括用于模拟车辆传动系统以及模拟车辆负载惯性的试验台，测控单元，以及模拟整列车的半实物仿真平台，其中，该试验台包括顺次相连的电机变速单元、飞轮惯量模拟单元以及用于模拟被测车辆轮轴的轮轴单元；测控单元包括司控器、牵引控制单元、牵引交流器、电动制动控制单元和制动控制单元、模拟制动信号的第一信号模拟平台、模拟牵引信号的第二信号模拟平台。本试验系统将牵引系统与制动系统综合起来进行试验，能够实现动车、城轨多种规格轴重，模拟单轴情况下牵引系统与制动系统的相互配合试验，提高试验效率，缩短新产品研发周期，减少装车试用的时间。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测试
，尤其涉及一种轨道交通车辆的牵引制动试验系统。
技术介绍
轨道交通车辆，如动车和城轨车辆，其均有两套独立的制动系统，即电制动(ED制动)和电空制动(EP制动)。在常用制动情况下，优先使用无磨耗的电制动；当速度在某一设定值(如10km/h)以下的低速范围内施行空气制动替换电制动(混合制动)，以保证从电制动转换到空气制动时冲击较小；对于紧急制动时，各轴均采用空气制动，同时在动力轴上另外施加电制动。而电制动由牵引系统提供，空气制动则由制动系统提供，轨道车辆牵引、制动系统在产品研发过程中都要进行大量的试验研究和验证工作，并在各自的试验台上进行试验后装车。现有的试验牵引以及制动系统，由于其没有进行相互的配合试验，导致双方产品装车后需要耗费大量时间来调整电制动与空气制动的关系，直至实现相互配合及平稳过渡。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种牵引制动试验系统，该试验系统将牵引系统与制动系统综合起来进行试验，能够试验动车、城轨多种规格轴重，模拟单轴情况下牵引系统、制动系统的各自试验以及牵引系统与制动系统的相互配合试验，提高试验效率，缩短新产品研发周期，减少装车试用的时间。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为：一种牵引制动试验系统，用于轨道交通车辆的牵引系统和/或制动系统的试验，包括用于模拟车辆传动系统以及模拟车辆负载惯性的试验台，用于测试和控制试验台的测控单元，以及模拟整列车的半实物仿真平台，其中，该试验台包括顺次相连的电机变速单元、飞轮惯量模拟单元以及用于模拟被测车辆轮轴 的轮轴单元；测控单元包括司控器、牵引控制单元、牵引交流器、电动制动控制单元和制动控制单元、模拟制动信号的第一信号模拟平台、模拟牵引信号的第二信号模拟平台。作为本技术的进一步优化，电机变速单元与飞轮惯量模拟单元之间通过连接法兰连接，飞轮惯量模拟单元与轮轴单元通过第一联轴器以及第二联轴器连接，其中，在第一联轴器与第二联轴器之间设置有第一扭转传感器。作为本技术的进一步优化，电机变速单元包括可安放于平面上的变速单元安装平台，变速单元安装平台上设置有与被测车辆相同的牵引电机，以及能根据被测车辆设定不同减速比的变速箱，其中牵引电机与变速箱之间通过第四联轴器连接，第四联轴器上设置有第二扭矩传感器。作为本技术的进一步优化，飞轮惯量模拟单元包括飞轮轴，飞轮轴的一端与连接法兰相连，另一端与第二联轴器相连，飞轮轴上设置有固定飞轮，以及可根据被测车辆车轮轮轴轴承重选择拆卸或添加的可拆飞轮，可拆飞轮与固定飞轮之间通过螺栓连接。作为本技术的进一步优化，飞轮惯量模拟单为多个，每个飞轮惯量模拟单元之间均通过第三联轴器连接。作为本技术的进一步优化，第四联轴器与牵引电机之间设置有在超过设定载荷能自动切断扭矩传递的安全联轴器。作为本技术的进一步优化，测控单元还包含微机系统、压力传感器、扭矩传感器、温度传感器、红外传感器、风速传感器、电压传感器、电流传感器、电量分析仪、双踪数字示波器以及控制柜，控制柜与牵引变流器之间通过网络连接；微机系统包括可读取变流器的工作状态并可显示变流器运行及故障代码的工控机、AI\\DI卡、通讯卡，用于测试监控试验过程中的各项试验数据。作为本技术的进一步优化，牵引制动试验系统还包括能为变速箱提供润滑油冷却的润滑单元。作为本技术的进一步优化，牵引制动试验系统还包括能监测试验台上各输出数据的监测单元。作为本技术的进一步优化，牵引制动试验系统还包括有通风装置，模拟列车运行风速，同时能排出制动时产生的粉尘，隔绝噪音。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：1、本技术的牵引制动试验系统，其将牵引系统与制动系统综合起来进行试验，能够试验动车、城轨多种规格轴重，模拟单轴情况下牵引系统、制动系统的各自试验以及牵引系统与制动系统的相互配合试验，调整控制策略，根据载荷变化以实现自动调整牵引力、制动力的最优化，故障模拟和故障诊断处理功能，提高试验效率，缩短新产品研发周期，减少装车试用的时间；2、本技术为满足不同车型的试验要求，提供了便于更换的机械接口、电气接口、气路接口等。通过更换不同的被试件、工装，就能完成相应试验，提高了设备的兼容性。3、本技术自动化程度高，牵引控制系统、制动控制系统都通过网络与测控系统交互，接受上位机指令，提供反馈信号，简化模拟了车上繁琐的控制设备，配置多种传感器(如扭矩传感器、温度传感器、红外传感器、热电偶等)，实时采集试验时数据(牵引力、制动力、制动盘温度、制动距离)，实时显示试验过程和结果。4、本技术的牵引制动试验系统，以单实物轮轴运行数据为数学模型，搭建半实物仿真平台，从而可以模拟整列车的牵引制动试验，更加贴近真实情况；5、本技术的牵引制动试验系统，为了保证只有制动系统做试验或只有牵引系统做试验，本技术中设置了信号模拟平台，以用于生成牵引信号和制动信号，供试验模拟。附图说明图1为本技术牵引制动试验系统的整体布局示意图；图2为本技术牵引制动试验系统的示意图；图3为本技术牵引制动试验系统中试验台的立体图；图4为本技术牵引制动试验系统中试验台的主视图；图5为本技术牵引制动试验系统中试验台的俯视图；图6为图4中电机变速单元的主视图；图7为图4中电机变速单元的俯视图；图8为图4中飞轮惯量模拟单元的俯视图；图9为图8中A-A的剖视图；图10为轮轴单元的主视图。以上各图中：1、飞轮惯量模拟单元；2、电机变速单元；3、轮轴单元；31、模拟车轮；32、刹车盘安装平台；33、轮轴；4、飞轮安装底座；5、连接法兰；6、传感器底座；7、第一扭转传感器；8、第一联轴器；9、第二联轴器；10、第三联轴器；11、变速箱；12、第二扭转传感器；13、第四联轴器；14、牵引电机；15、位置调节杆；16、变速单元安装平台；17、固定飞轮；18、可拆飞轮；19、飞轮轴。具体实施方式下面，通过示例性的实施方式对本技术进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参见图1、图2和图3，如图1-图3所示，本技术的牵引制动试验系统，用于轨道交通车辆的牵引系统和/或制动系统的试验，包括用于模拟车辆传动系统以及模拟车辆负载惯性的试验台，用于测试和控制试验台的测控单元，以及模拟整列车的半实物仿真平台，其中，该试验台包括顺次相连的电机变速单元2、飞轮惯量模拟单元1以及用于模拟被测车辆轮轴的轮轴单元3；测控单元包括司控器、牵引控制单元、牵引交流器、电动制动控制单元和制动控制单元、模拟制动信号的第一信号模拟平台、模拟牵引信号的第二信号模拟平台。上述中，司控器为配置当前城轨、动车组常用的两种司控器，用于牵引、制动操作。司控器信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牵引制动试验系统，用于轨道交通车辆的牵引系统和/或制动系统的试验，其特征在于：包括用于模拟车辆传动系统以及模拟车辆负载惯性的试验台，用于测试和控制试验台的测控单元，以及模拟整列车的半实物仿真平台，其中，该试验台包括顺次相连的电机变速单元(2)、飞轮惯量模拟单元(1)以及用于模拟被测车辆轮轴的轮轴单元(3)；测控单元包括司控器、牵引控制单元、牵引交流器、电动制动控制单元和制动控制单元、模拟制动信号的第一信号模拟平台、模拟牵引信号的第二信号模拟平台。

【技术特征摘要】
1.一种牵引制动试验系统，用于轨道交通车辆的牵引系统和/或制动系统的试验，其特征在于：包括用于模拟车辆传动系统以及模拟车辆负载惯性的试验台，用于测试和控制试验台的测控单元，以及模拟整列车的半实物仿真平台，其中，该试验台包括顺次相连的电机变速单元(2)、飞轮惯量模拟单元(1)以及用于模拟被测车辆轮轴的轮轴单元(3)；测控单元包括司控器、牵引控制单元、牵引交流器、电动制动控制单元和制动控制单元、模拟制动信号的第一信号模拟平台、模拟牵引信号的第二信号模拟平台。2.根据权利要求1所述的牵引制动试验系统，其特征在于：电机变速单元(2)与飞轮惯量模拟单元(1)之间通过连接法兰(5)连接，飞轮惯量模拟单元(1)与轮轴单元(3)通过第一联轴器(8)以及第二联轴器(9)连接，其中，在第一联轴器(8)与第二联轴器(9)之间设置有第一扭转传感器(7)。3.根据权利要求2所述的牵引制动试验系统，其特征在于：电机变速单元(2)包括可安放于平面上的变速单元安装平台(16)，变速单元安装平台(16)上设置有与被测车辆相同的牵引电机(14)，以及能根据被测车辆设定不同减速比的变速箱(11)，其中牵引电机(14)与变速箱(11)之间通过第四联轴器(13)连接，第四联轴器(13)上设置有第二扭矩传感器(12)。4.根据权利要求2或3所述的牵引制动试验系统，其特征在于：飞轮惯量模拟单元(1)包括飞轮轴(19)，飞轮轴(19)的一端与连接法兰(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵立鹏，刘克强，李东义，孟艳红，杜剑宇，武伟，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37