鐵路機車車輛運行仿真試驗臺
1.新穎性和創造性：
本專利從機車車輛整車動力學性能優化及其與線路之間相互作用關系研究出發，通過建立機車車輛運行仿真試驗臺，實現了機車車輛設計與制造階段動力學參數與整車性能的優化，從而構建機車車輛設計-制造-運營維護全壽命周期動力學性能的研究體系，提高了我國鐵路機車車輛，特別是高速動車組的自主創新能力。
為了實現機車車輛在直線、曲線及不平順擾動線路上運行的臺架模擬，本發明專利“鐵路機車車輛運行仿真試驗臺”以及相關的發明專利“基于差速傳動機構的鐵路機車車輛運行仿真試驗臺”、“一種單機車定置滾動試驗臺”和“一種多機車定置滾動試驗臺”，在傳統的車輪對軌道輪（滾輪）的滾動試驗臺的基礎上，提出了一種滾輪滾動和垂向、橫向激振及左右滾輪差速的四維運動耦合技術，實現了全參數軌道空間狀態機車車輛運行模擬技術，構建成鐵路機車車輛運行模擬的臺架試驗技術。具體的發明點有：
·發明點1：發明機械結構的左右滾輪差速技術、實現機車車輛在曲線上的運行模擬。
·發明點2：發明軌道不平順狀態模擬技術，實現真實線路不平順譜的再現。
·發明點3：發明電軸同步技術，實現整車試驗各試驗臺單元間的柔性同步。
2.技術先進性
通過本專利技術在西南交通大學牽引動力國家重點實驗室建立的1:1鐵路機車車輛運行仿真試驗臺，具有橫向、垂向和側向水平彎曲的擾動激振加載功能和直線及曲線模擬能力，完全實現了機車車輛在各種真實線路全參數軌道空間狀態下的運行模擬，且列車運行模擬速度可達600km/h。
表1是世界上機車車輛整車臺架試驗臺性能比較，可以看到，基于本專利技術研制的鐵路機車車輛運行仿真試驗臺，在高速試驗速度（600km/h）、同步方式（電軸同步）、曲線模擬（左右輪差速）、軌道不平順模擬（軌道譜反演）、軸數（6根）和單軸功率等方面都達到世界最好。是世界上速度最高、功能最強、技術最先進、運用最成功的機車車輛運行模擬試驗臺。
表1 機車車輛整車臺架試驗臺性能比較
3.技術應用
利用該試驗臺，完成了我國200km/h-250km/h、300km/h-380km/h系列所有高速動車組、500km/h高速試驗列車、城軌車輛等轉向架及整車動力學性能臺架試驗，測定了機車車輛的蛇行失穩速度，驗證了其動力學設計性能，通過懸掛參數優化，進一步提高機車車輛性能，并掌握了在阻尼器等重要零部件在失效狀態下的機車車輛的安全性。自2007年起，利用該試驗臺完成高速動車組動力學性能驗證和優化試驗21項，有力支撐了我國高速動車組引進消化吸收再創新，特別是CRH380新一代動車組的研制，同時創造了機車車輛運行模擬600km/h最高速度的世界紀錄。由于本專利技術的應用，加速了我國機車車輛特別是高速動車組的自主創新，我國累計生產高速動車組1038列。三年來，在本成果的支持下，為企業新增利潤超40億元，新增稅收超15億元。同時國家和行業已將機車車輛運行模擬臺架試驗列入相關標準和規范。
圖1 高速動車組動力學性能臺架試驗
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