滚动试验台
⒈ 滚动实验台简介
滚动实验台是机车车辆试验用的线路动力模拟装置。主要由轨道模拟器、同步装置、增速齿轮装置、负载电机装置、运输装置、牵引定位装置、安装基础、控制系统、动力供给系统等组成。
其工作原理：被试机车车辆的轮对置于滚轮上，该滚轮可以沿各个方向运动，用以模拟轨道的各种实际状态。实验中既可以由机车动轮驱动滚轮，实现机车牵引工况；也可以由滚轮驱动车轮，实现制动工况。
试验台上共有120个测点，配备有中型计算机，可将测试结果数字化并存储。用以验证模拟机车车辆高速运行的物理及数学计算模型；同时，还进行了大量的元件性能试验，用以验证机车车辆新结构及新部件的特征及影响因素。
在理论研究—试验台试验—线路试验的相关研究方面，德国的滚动实验台是目前世界上最为完备的设备。试验速度可达500km/h，并通过了验证。
西南交大的滚动试验台，其工作原理与德国的试验台相同。可对任何四轴、六轴机车车辆同时进行滚动和轨道激振的整车运行模拟试验，最高模拟速度可达400km/h。试验台的关键设备——液压伺服激振系统由德国引进，采用VAX400/M60工作站控制，配备有源参数功能的过程控制器PROCO及实时控制器S59，可实现任何给定控制方式。另外，还拥有HP系列的数据采集和处理系统及计算和工业电视监控系统。
利用试验台可进行轮轨相互作用的研究，如轮轨蠕滑、轮轨磨损和脱轨分析等；高速、重载下的动力学性能及零部件的疲劳寿命；新型机车车辆的技术开发；高速、重载车辆的牵引、制动和安全等；牵引自动化的研究。
⒉ 滚动实验台功能
㈠滚动实验台可实现各型干线机车（包括四轴、六轴）及城轨车辆的整车动力学性能测试
⑴机车运行稳定性〔蛇行失稳临界速度〕测试
稳定性作为机车车辆安全运行的首要问题之一,一直为人们所关注,一旦车辆系统出现了蛇行失稳,运行品质将急剧恶化,运行平稳性大大降低,并导致轮轨间强烈的相互作用,引起严重的轮轨磨耗,对线路造成严重的危害,甚至引发脱轨。
运动稳定性的评价指标是蛇行失稳临界速度。各国对转向架的失稳临界速度都十分注意，一般规定应高于机车最大运行速度20～30%。进行滚动试验时，失稳临界速度的扫描区域应比最大运行速度扩大100km/h以上。
⑵机车运行〔直线和曲线〕安全性测试及评估
评估主要依据TB/T2360-93“铁道机车动力学性能评定和试验鉴定标准”进行，主要技术指标为：脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和线路横向稳定性系数。
表1列出了脱轨系数、线路横向稳定性系数评定标准；轮重减载率的限度值为：第一限度0.65，第二限度0.60；轮轴横向力的许用限度值按下式计算：
式中 P—— 静轴重(kN)。
对于不同的机车，则[H]不同。
表1 评定标准主要技术指标
|
评定参数
|
优良
|
良好
|
合格
|
|
脱轨系数（Q/P） max
|
0.6
|
0.8
|
0.9
|
|
线路横向稳定性系数
|
0.70
|
0.85
|
1.00
|
⑶机车运行平稳性测试及评估
评估主要依据TB/T2360-93“铁道机车动力学性能评定和试验鉴定标准”进行，主要技术指标是车体的垂向方向、水平方向振动加速度的最大值以及司机室振动加权加速度有效值。表2为评定技术等级。
表2 评定标准主要技术指标
|
评定参数
|
优良
|
良好
|
合格
|
|
垂向 Amax（m/s2）
|
2.45
|
2.95
|
3.63
|
|
横向Amax（m/s2）
|
1.47
|
1.96
|
2.45
|
|
平稳性指标W
|
2.75
|
3.10
|
3.45
|
㈡机车车辆运动部件的自振特性试验测试和动应力试验研究
⑴在轨道谱的激励下，使机车以一定速度在试验台上运行，通过测试和信号分析，可获得车体、转向架构架、轮对等主要部件的振动模态。
⑵利用滚动试验台进行转向架关键零部件（如构架、车轴、悬挂座、安装座等承载件）的动应力测试。动应力测试主要是针对模拟线路运行中的机车车辆各结构在实际工作中的动态应力进行记录，并进行寿命分析和应力计算。通过对转向架关键零部件进行动应力试验，准确了解关键零部件的动态应力分布情况，为关键零部件设计和优化提供帮助。
㈢各型干线机车车辆及城市轨道车辆的牵引和制动特性测试以及操作方法优化的研究
⑴以机车动轮驱动轨道模拟器滚轮，通过陪试直流电机将电能供给同步发电机组反馈电网，实现机车牵引工况：
① 进行机车牵引特性测试，在规定的范围内电压、电流、转矩、定子频率、效率与转速之间的关系，并测量电压、电流的谐波分量与基波分量。
② 测量牵引工况下，变压器、牵引电机、通风机等部件的温升。
③ 测量牵引工况下，高速异步电机的油润滑试验。
④ 测量牵引工况下，电机与逆变器及其控制系统综合试验，包括特性和温升。
⑤ 测量牵引工况下，异步电机通风试验。
⑵陪试直流发电机作电动机运行，以轨道模拟器滚轮驱动机车动轮，实现制动工况。
① 机车制动特性测试。
② 机车制动距离换算测试
㈣轨道接触蠕滑理论验证和蠕滑系数研究
㈤脱轨机理研究及脱轨准则确定
㈥轮轨相互作用力及机车车辆运行受力分析
借助测力轮对和转向架关键零部件动应力测试，准确了解关键零部件的动态应力分布情况，为关键零部件设计和优化提供依据。
㈦噪声源分析和降噪研究
主要通过测试电机、司机室、辅机、变压器等部件的噪声测试和分析，找出噪声源并实施降噪措施。
㈧机车车辆实车动、静态参数的测定
以验证机车车辆运动部件的运动间隙设计是否合理以及轴重分配情况。
㈨轮轨粘着利用、控制及踏面磨损的研究
㈩物品装载安全性试验研究
主要针对罐车、平板车装载工况在特定的速度等级和曲线工况以及紧急制动情况下的安全性评估。
动力火车
