專利名稱：用于將軌道車輛的輪子的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的 軌道車輛的 或者具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的輪子的工作面損傷 和輪廓磨損降低到最低限度的方法，其中在所述軌道車輛的行駛過程中記錄至少一個在軌 道車輛的行駛過程中變化的、對輪-軌觸點中的負(fù)荷來說重要的參量的測量數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明涉及一種具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛以及 一種具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架用于運用按本發(fā)明的 方法?！岸栎喗M”這個概念在這里表示一對比如支承在軸梁上的并且可以彼此獨立地旋 轉(zhuǎn)的也就是說不是彼此剛性連接的輪子。輪組則是指通過輪組軸彼此剛性連接的輪子對。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道軌道車輛依據(jù)軌道來行駛。對于軌跡控制(SpurfUhrimg)來說所必需的 力在輪子和軌道的接觸區(qū)域也就是輪-軌觸點中產(chǎn)生。不過這些力也要對軌道和輪子上的 不利的效應(yīng)負(fù)責(zé)。比如，總是與滑動效應(yīng)并且由此與摩擦功率相關(guān)聯(lián)的切向力通過材料侵 蝕引起輪廓磨損。此外，作用在輪子和軌道上的力在力的水平足夠高時使材料疲勞，也就是 出現(xiàn)滾動接觸疲勞(Rolling ContactFatigue，RCF)。由此比如在軌道和/或輪子中產(chǎn)生 細(xì)微裂紋。在軌道表面上典型的由此引起的損傷形式是軌頭發(fā)裂(Head Checks)。在輪子 中裂紋會出現(xiàn)在表面下面，向外擴展并且會導(dǎo)致更大的蝕斑。但是所述裂紋也會在表面上 產(chǎn)生，朝深處擴展并且就像比如在已知的魚骨圖案的現(xiàn)象上發(fā)生的一樣同樣會導(dǎo)致材料破 裂。對于表面引起的裂紋有這樣的效應(yīng)，即裂紋部分地又被所提到的輪廓磨損所去除，由此 有時會期望一定程度的輪廓磨損。除了所提到的工作面損傷之外，還出現(xiàn)一系列其它的損 傷形式，如扁平點、材料覆蓋層、工作面橫向裂紋等等。因此輪-軌觸點比如也在高速列車上具有對安全來說重要的特殊的意義。輪-軌 觸點上的比如由輪子的嚴(yán)重?fù)p傷引起的不規(guī)則性會導(dǎo)致巨大的間接損壞直到導(dǎo)致脫軌。不 過輕微的損壞如細(xì)微的裂紋會帶來巨大的困難，因為其使得保養(yǎng)作業(yè)成為必要并且由此會 在火車交通中引起高的成本和延遲。因此已知一系列用于軌道車輛的軌跡控制的機械裝置。許多已知的系統(tǒng)的出發(fā)點 是，在彎道行駛時輪子在鐵軌中的徑向位置是最佳的，用于降低作用于底盤或者車輛的惰 輪組或者輪組的力。由此可以減少摩擦功率并且由此也減少輪-軌觸點中的輪廓磨損，這 一點還有待論證。比如EP 0 600 172A1說明了一種用于軌道車輛的底盤，在該底盤上輪組在彎道 行駛時借助于調(diào)節(jié)力的執(zhí)行機構(gòu)相對于轉(zhuǎn)向架框架轉(zhuǎn)動。不過，在此沒有實現(xiàn)輪組相對于 鐵軌的徑向位置，而根據(jù)徑向位置僅僅調(diào)節(jié)輪組與底盤框架之間的角度。由此雖然在許多 運行狀態(tài)中出現(xiàn)有利的磨損情況，但是這不符合最佳效果。
DE 44 13 805A1公開了一種用于軌道車輛的自動轉(zhuǎn)向的三軸的行駛機構(gòu)，在該行駛機構(gòu)中兩個外面的輪組設(shè)有徑向控制機構(gòu)并且里面的輪組能夠通過主動的執(zhí)行機構(gòu)橫 向于行駛方向運動。由此減少作用于所述外面輪組的側(cè)向力，在對所述主動的執(zhí)行機構(gòu)進 行適當(dāng)加載時，離心力的三分之一作用于每個輪組。由此在彎道行駛時所有三個輪組都得 到控制，輪組相對于圓弧中心的定向得到改進。在申請人的EP 1 609 691A1中有另一種這種類型的方法。所有這些方法的共同點是，它們旨在將輪-軌觸點中的摩擦功率以及由此將輪廓 磨損降低到最低限度。在這些方法中如此影響輪子相對于鐵軌的位置，從而避免觸點中的 滑動效應(yīng)或者說將其降低到最低限度。不過通過滾動接觸疲勞也會對軌道和輪子造成損 傷。為消除這些損傷完全可以期望一定程度的摩擦功率，因為材料中產(chǎn)生的裂紋由此會在 表面上被去除。因此最小的摩擦功率不總是相應(yīng)于輪_軌觸點中的最佳的負(fù)荷情況。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法，即在軌道車輛上對輪-軌觸點中的負(fù)荷進 行優(yōu)化，從而不僅將輪子的使用壽命而且將軌道的使用壽命擴大到最大限度。這通過將由 由于滾動接觸疲勞引起的工作面損傷和輪廓磨損構(gòu)成的估算的總和降低到最低限度來實 現(xiàn)。按本發(fā)明，該任務(wù)用一種開頭所述類型的方法通過以下方式得到解決，即根據(jù)至 少一個在軌道車輛的行駛過程中變化的、對工作面損傷和輪廓磨損的產(chǎn)生來說重要的參量 的測量值在由此將所述軌道車輛的輪子上的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的前 提下求得用于表征至少一個輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的額定值，其中按照所述額定值 借助于控制、調(diào)整或者這二者的組合來調(diào)節(jié)所述至少一個惰輪組或者說輪組的位置。對于工作面損傷和輪廓磨損的產(chǎn)生來說重要的、在軌道車輛的行駛過程中變化的 參量比如是車輛速度、加載質(zhì)量、驅(qū)動力矩和制動力矩、軌跡數(shù)據(jù)(Trassierimgsdaten)如 圓弧半徑和鐵軌超高(Gleisuberhohung )，但是也可與是與輪-軌接觸情況直接關(guān)聯(lián) 的參量，如輪-軌觸點中的觸點幾何形狀和摩擦系數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點是，在考慮軌道車輛的當(dāng)前狀態(tài)的情況下如此調(diào)節(jié)表征輪子相對于 鐵軌的位置的參數(shù)，從而可以將工作面損傷和輪廓磨損一起降低到最低限度或者說為特殊 的情況對其進行優(yōu)化。這在特別考慮由滾動接觸疲勞引起的損傷和由摩擦功率引起的輪廓 磨損的情況下進行。由此也可以考慮，通過略微提高摩擦功率可以通過磨耗來消除通過滾 動接觸疲勞產(chǎn)生的損傷。有利地為可能的測量值借助于描述軌道車輛與鐵軌之間的相互作用的數(shù)學(xué)模型 來計算所述參數(shù)的額定值，并且將其保存在數(shù)據(jù)庫的表格中，在軌道車輛的行駛過程中根 據(jù)所述測量值從所述數(shù)據(jù)庫的表格中獲得當(dāng)前應(yīng)該調(diào)節(jié)的參數(shù)。這里所使用的數(shù)學(xué)模型比 如可以是用于軌道車輛的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的彎道運行的模型。通過所述按本發(fā)明的方法的所說明的 實施方式，可以將在軌道車輛的行駛過程中的計算開銷保持在一定的限度內(nèi)。在本發(fā)明的另一種實施方式中，借助于測量值在軌道車輛的行駛過程中由分析單 元用一個描述軌道車輛與鐵軌之間的相互作用的數(shù)學(xué)模型來計算用于所述參數(shù)的額定值。 這種實施方式的優(yōu)點是，在此不必使用數(shù)據(jù)庫并且直接從測量值中進行計算。此外，所述方法也非常靈活在具有數(shù)據(jù)庫的實施方式中在添加其它的可變的改進結(jié)果的參量時也必須 重新計算數(shù)據(jù)庫記錄，所述參量的測量值用于計算所述參數(shù)的額定值，而這里僅僅需要改 變數(shù)學(xué)模型，這就使開銷少了許多。有利的是，所述表征至少一個輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)是至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架或者車輛框架之間的橫向位移和/或至少一根惰輪組軸或者說 輪組軸與底盤框架或者車輛框架之間的角度位置。所述橫向位移和角度位置這些參數(shù)極大 地影響在輪-軌觸點中由于滾動接觸疲勞引起的工作面損傷以及輪廓磨損的產(chǎn)生。在傳統(tǒng) 的方法中依賴于一系列參數(shù)來獨立地調(diào)節(jié)橫向位移。所述角度位置在傳統(tǒng)的方法中也獨立 地進行調(diào)節(jié)或者考慮輪廓磨損情況來調(diào)節(jié)。因此，所述按本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于額外地 考慮了由于滾動接觸疲勞引起的損傷。通過所述橫向位移和/或角度位置的控制或者說調(diào) 整可以按要求將滾動接觸疲勞和摩擦功率一起降低到最低限度或者說對其進行優(yōu)化，由此 可以有針對性地對軌道車輛輪子的使用壽命進行優(yōu)化。此外，所述表征至少一個輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)可以是底盤或者車輛的至 少一根惰輪組軸或者說輪組軸與至少一根另外的惰輪組軸或者說輪組軸之間的橫向位移 和/或底盤或者車輛的至少兩根惰輪組軸或者說輪組軸之間的角度位置。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的變型方案中，至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架 或者車輛框架之間的橫向位移或者說底盤或者車輛的至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與 至少一根另外的惰輪組軸或者說輪組軸之間的橫向位移通過至少一個第一執(zhí)行器來調(diào)節(jié)， 并且/或者至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架或車輛框架之間的角度位置或者 說底盤或車輛的至少兩根惰輪組軸或者說輪組軸之間的角度位置通過至少一個第二執(zhí)行 器來調(diào)節(jié)。通過設(shè)置這樣的用于直接調(diào)節(jié)所算出的或者說從數(shù)據(jù)庫中獲得的數(shù)值的執(zhí)行 器，可以特別容易地實施所述按本發(fā)明的方法。有利的是，可以在單輪車輛上作為用于調(diào)整鐵軌中的輪子位置的調(diào)節(jié)參量設(shè)置一 根軸的輪子之間的疊加到驅(qū)動力矩和制動力矩上的轉(zhuǎn)矩差。由此可以借助于轉(zhuǎn)矩差的設(shè)定 值來實現(xiàn)輪子在鐵軌中的特定的位置。由此可以設(shè)想省去用于角度調(diào)節(jié)的執(zhí)行器。此外，按本發(fā)明上面所描述的任務(wù)用一種開頭所提到的類型的軌道車輛或者說一 種開頭所提到的類型的軌道車輛的底盤通過以下方式得到解決，即所述惰輪組軸或者說輪 組軸中的至少一個能夠借助于至少一個第一執(zhí)行器相對于車輛框架橫向位移，其中根據(jù)上 面所提到的方法之一來求得所述橫向位移并且/或者至少一根惰輪組軸或者說輪組軸相 對于車輛框架的角度可以借助于至少一個第二執(zhí)行器來調(diào)節(jié)，其中根據(jù)上面所提到的方法 之一來求得所述角度。在本發(fā)明的一種變型方案中，所述惰輪組軸或者說輪組軸中的至少一個能夠借助 于至少一個第一執(zhí)行器相對于車輛的至少一根另外的惰輪組軸或者說輪組軸進行橫向位 移，其中根據(jù)上面所提到的方法之一來求得所述橫向位移并且/或者可以借助于至少一個 第二執(zhí)行器來調(diào)節(jié)所述至少兩根惰輪組軸或者說輪組軸之間的角度，其中根據(jù)上面所提到 的方法之一來求得所述角度。在此有利的是，上面所提到的執(zhí)行器構(gòu)造為液壓的、氣動的或者機電的執(zhí)行機構(gòu)。 這樣的執(zhí)行器制造相對容易并且很長時間以來已用于其它應(yīng)用，因而其功能及對出現(xiàn)的問 題的解決已為人熟知。


下面借助于幾種無限制性的在附圖中示出的實施例對本發(fā)明連同其它優(yōu)點進行 詳細(xì)解釋。在附圖中示意示出圖1是用于說明按本發(fā)明的方法的框圖，圖2是軌道車輛的示意圖，
圖3是“表面RCF指數(shù)地圖”，圖4. 1到4. 3是具有兩個輪組的軌道車輛的底盤的示范性示意圖，具有一個或者 多個用于調(diào)節(jié)橫向位移的執(zhí)行器，圖5. 1到5. 4是圖3. 1到3. 3的底盤，具有一個或者多個用于調(diào)節(jié)角度的執(zhí)行器，圖6是具有兩個惰輪組的軌道車輛的底盤的示范性示意圖。
具體實施例方式圖1示出了一張框圖，在該框圖中借助于軌道車輛101來介紹所述按本發(fā)明的方 法的作用原理。在此，該軌道車輛101可以是任意的軌道車輛，比如是具有兩個或者更多個 輪組或者惰輪組的軌道車輛，所述按本發(fā)明的方法也能夠應(yīng)用到具有至少兩個輪組或者惰 輪組的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架上。在這里的應(yīng)用實例中，借助于具有兩個輪組的軌道車輛101 對所述作用原理進行說明。每個輪組都包括一根輪組軸和兩個輪盤，所述輪盤或多或少剛 性地與所述軸連接；與此相反，對于惰輪組，輪盤則可以彼此獨立地地旋轉(zhuǎn)。在軌道車輛的行駛過程中，用至少一個傳感器102、103來記錄至少一個在軌道車 輛101的行駛過程中變化的并且對工作面損傷的產(chǎn)生來說重要的參量的測量值。這個可變 的參量比如可以是軌跡數(shù)據(jù)如圓弧半徑或者鐵軌超高(Gleisuberhohung )、輪-軌觸 點的特性，不過也可以是車輛速度、加載質(zhì)量、驅(qū)動力矩和制動力矩或者橫向加速度。在此， 所述橫向加速度要么可以直接測量要么可以從其它的參量中計算出來(比如從速度、圓弧 半徑和鐵軌超高中計算出來)。對于所述按本發(fā)明的方法的以下所說明的應(yīng)用來說，測量橫 向加速度和圓弧半徑。其它可變的參量可選地可以從上面所提到的可能性中來選擇。原則 上對于所述按本發(fā)明的方法來說用一個傳感器僅僅測量圓弧半徑就已足夠。對于這些可變的參量的數(shù)值的每種組合來說，輪子相對于鐵軌有一個位置，在該 位置中預(yù)期的工作面損傷及通過出現(xiàn)的摩擦功率引起的輪廓磨損的估算的總和最小。工作 面損傷在這里尤其是指通過滾動接觸疲勞(RCF)引起的損傷，所述損傷比如作為魚骨圖案 及蝕斑出現(xiàn)在輪子上并且以軌頭發(fā)裂的形式出現(xiàn)在軌道上。除了所述工作面損傷和輪廓磨 損在總體上最小的這個位置之外當(dāng)然也有輪子的其它位置，在這些位置中要么預(yù)期的工作 面損傷要么輪廓磨損對其本身單獨而言還較小。因此原則上可以通過預(yù)先給定輪子相對于 鐵軌的特定的位置這種方式來調(diào)節(jié)特定的總體損傷特性或者說磨損特性。比如，在具有窄 的彎道半徑的路段上通過高的摩擦功率引起的輪廓磨損比較高，而RCF則起到更為次要的 作用。然后可以如此調(diào)節(jié)輪子相對于鐵軌的位置，從而考慮到這種事實。將所述可變的參量的測量值傳輸給分析裝置104，該分析裝置104借助于這些測 量值來求得用于表征輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的額定值。這些額定值在這里的實施例 中是兩根輪組軸之間的角度α以及兩根輪組軸彼此間的相對的橫向位移y。為更好的理解，圖2示意示出了具有第一輪組210和第二輪組211的軌道車輛201，該軌道車輛201處于具有兩根軌道212的短的鐵軌段上，其中所述軌道212描繪出具有特定的半徑的圓弧。 所述輪組210、211彼此處于一個角度α中，此外實現(xiàn)了所述第二輪組211相對于第一輪組 210的橫向位移y。為完整起見在此要提到，為說明上述參數(shù)僅僅示出了軌道車輛201的對 于解釋來說最重要的部件并且以夸大的尺度繪出了角度α和橫向位移y。原則上這可以是 極為不同的類型的參數(shù)，比如也可以是惰輪組軸或者說輪組軸與車輛框架或者說底盤框架 之間的角度或者是惰輪組軸或者說輪組軸相對于車輛框架或者說底盤框架的橫向位移。在 圖1中為調(diào)節(jié)所述參數(shù)的所求得的額定值設(shè)置了至少兩個執(zhí)行器106、107。第一執(zhí)行器106調(diào)節(jié)角度α，第二執(zhí)行器107調(diào)節(jié)橫向位移y。在此，所述執(zhí)行器 106、107可以通過不同的方式來構(gòu)成，在此示范性地提到液壓的、氣動的或者機電的執(zhí)行機 構(gòu)。用所說明的執(zhí)行器106、107來調(diào)節(jié)所述參數(shù)的額定值，這要么借助于控制要么借 助于調(diào)整來進行。由此獲得車輛/底盤在鐵軌中的位置。對于具有惰輪組的車輛，原則上 需要進行額外的調(diào)整，因為在那里所提到的在鐵軌中的位置相對于小的干擾會作出非常敏 感的反應(yīng)。出于這個原因，作為其它的用于調(diào)整的調(diào)節(jié)參量設(shè)置了疊加在驅(qū)動力矩和制動 力矩上的轉(zhuǎn)矩差，利用該轉(zhuǎn)矩差可以對干擾的影響進行平衡。這樣的轉(zhuǎn)矩差用至少一個額 外的驅(qū)動模塊108來引起。表征輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的額定值可以在分析裝置104中通過不同的 方式來確定。所運用的處理方式在此尤其依賴于，如何對由滾動接觸疲勞引起的損傷和相 對于彼此的輪廓磨損進行估算。在這里的應(yīng)用實例中，對于通過材料磨耗引起的輪廓磨損 來說計算相應(yīng)起作用的摩擦功率，由RCF引起的損傷則借助于Anders Ekberg等人的模 型來求得。這禾中模型在 Anders Ekberg 等人的"An engineeringmodel for prediction of rolling contact fatigue of railway wheels，，(Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct. 25,2002 年，899-909)中得到描述。在該模型中描述了三種類型的RCF 表面引起的疲勞或者說“surface-initiated fatigue"(后面稱為表面RCF)，該表面引起的疲勞源自材料表面上的嚴(yán)重的塑性變形并 且表現(xiàn)在表面上裂紋的產(chǎn)生并且以后表現(xiàn)在工作面材料的蝕斑；在表面下面引起的疲勞或 者說“subsurface-initiated fatigue”(后面稱為表面下RCF)，該表面下RCF會在表面 下面導(dǎo)致裂紋并且此外導(dǎo)致大面積的蝕斑；通過處于深處的材料缺陷引起的疲勞或者說 "fatigue initiated at deep materialdefects”。在這里的實施例中僅僅對前兩種 RCF 也就是表面RCF和表面下RCF進行詳細(xì)探討。表面RCF用表面RCF指數(shù)FI。bf來量化，該表面RCF指數(shù)FI。bf主要從標(biāo)準(zhǔn)化的垂直 負(fù)荷ν和所利用的摩擦系數(shù)μ中求得。對于表面下RCF來說同樣可以計算表面下RCF指
數(shù) FIsub。現(xiàn)在為了能夠在這里的應(yīng)用實例中估算通過RCF引起的工作面損傷和通過摩擦 功率引起的輪廓磨損，必須為所述參數(shù)的相應(yīng)的數(shù)值求得上面所提到的指數(shù)和摩擦功率， 其中對所述表征輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的特定的值來說可以預(yù)料到所述工作面損 傷和輪廓磨損。在一種在分析裝置104中用于求得角度α和橫向位移y的第一方法中，借助于所述可變的參量的由傳感器102、103測量的測量值從數(shù)據(jù)庫105中獲得用于角度α和橫向 位移y的額定值。數(shù)據(jù)庫105的記錄在此是“離線地”也就是在軌道車輛101行駛之前借 助于包含數(shù)學(xué)模型的算法從所述可變的參量的可能的數(shù)值中計算出來。在此，求得由角度 α和橫向位移y構(gòu)成的相應(yīng)合適的配對，方法是相應(yīng)地為表面RCF和表面下RCF這樣的損 傷影響以及輪廓磨損尋找最佳的配對并且而后求得總體最佳值。最佳的配對在此是指這樣 的配對，在該配對中相應(yīng)預(yù)期的損傷或者說輪廓磨損盡可能小。而后保存在用于可變的參 量的測量值的數(shù)據(jù)庫105中的配對是這樣的配對，在該配對中各個損傷影響盡可能小。不過也可以求得一種配對，在該配對中將摩擦功率降低到最低限度并且為此忍受更大一些的由表面RCF和表面下RCF引起的損傷，或者可以在摩擦功率和表面下RCF同時 更大一些的情況下將由表面RCF引起的損傷降低到最低限度。由角度α和橫向位移y構(gòu) 成的配對的數(shù)據(jù)庫記錄可以為這些或者任意其它的前提來求得。原則上在如這里所說明的具有兩個輪組的軌道車輛上對于每個輪_軌觸點來說 都有一個由角度α和橫向位移y構(gòu)成的配對，在該配對中所述工作面損傷和輪廓磨損最 小。但是因為不是每個輪子都能單獨地調(diào)節(jié)，所以通常選擇一種配對，在該配對中對于所有 的輪-軌觸點來說出現(xiàn)最小的工作面損傷和最小的輪廓磨損。這比如可以通過以下方式來 進行，即選擇所述配對，在該配對中，損傷和輪廓磨損的估算的總和的最大值在所有輪_軌 觸點上占據(jù)最小值。在這種情況下，這意味著，所述摩擦功率、表面RCF指數(shù)FI-和表面下 RCF指數(shù)FIsub在輪子經(jīng)受最大負(fù)荷時是最小的。在一種變型方案中也可以選擇這樣的配 對，在該配對中，損傷和輪廓磨損的估算的總和的總和在所有輪-軌觸點上占據(jù)最小值。為說明所述處理方式，圖3示出了 “表面RCF指數(shù)地圖” 301形式的典型的計算結(jié) 果，也就是比如用于由角度α和橫向位移y構(gòu)成的任意的配對的可變參量的特定數(shù)值的表 面RCF指數(shù)的圖解示意圖。在地圖301中可以借助于等高線302看出表面RCF指數(shù)的分布。 作為點303可以看出由角度α和橫向位移y構(gòu)成的最佳配對，因而在該最佳配對中所述表 面RCF指數(shù)是最小的。這種配對對于所述可變參量的以計算為基礎(chǔ)的數(shù)值來說保存在借助 圖1所提到的數(shù)據(jù)庫105中。就像可以在所述“表面RCF指數(shù)”地圖上看出由角度α和橫向位移y構(gòu)成的最佳 配對一樣，也為表面下RCF指數(shù)和摩擦功率求得這樣的配對。在一種方法中“離線地”編制 數(shù)據(jù)庫105，除了該方法之外也有一種另外的方法，在這種另外的方法中“在線地”求得所述 參數(shù)如角度α和橫向位移y的額定值。在這種情況下，借助于所述可變參量的測量值在分 析裝置104中在行駛過程中求得由角度α和橫向位移y構(gòu)成的相應(yīng)最佳的配對。因為這 樣的方法計算量相當(dāng)大，所以如果可能則優(yōu)選使用“離線”方法。在另一種變型方案中，還可以通過額外的位置數(shù)據(jù)庫109來對借助于傳感器102、 103求得測量參量進行補充，其中在該位置數(shù)據(jù)庫109中保存了軌跡數(shù)據(jù)比如圓弧半徑和 鐵軌超高。如果而后所述傳感器102、103之一是GPS傳感器，該傳感器在利用衛(wèi)星定位系 統(tǒng)比如GPS或者伽利略系統(tǒng)的情況下檢測軌道車輛101的位置，那就可以借助于這些位置 數(shù)據(jù)從位置數(shù)據(jù)庫109中獲得相應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)。所述執(zhí)行器106、107可以以不同的配置布置。圖4. 1到4. 2示范性地示出了具有 兩個輪組和一個執(zhí)行器402的軌道車輛的401的底盤，利用該執(zhí)行器402可以實現(xiàn)一個輪 組的橫向位移。在圖4. 1中，在此可以使一個輪組相對于底盤框架橫向位移。在圖4. 2中，可以實現(xiàn)一個輪組相對于另一個輪組的橫向位移，而在圖4. 3中則示出了另一種用于使一 個輪組相對于底盤框架橫向位移的變型方案。圖5. 1到5. 4示范性地示出了具有兩個輪組 和一個或者多個執(zhí)行器502、502，、502”、503的軌道車輛501的底盤，利用所述執(zhí)行器502、 502’、502”、503能夠?qū)崿F(xiàn)角度位置。圖5. 1在此示出了一種變型方案，在該變型方案中用執(zhí) 行器502并且可選用第二執(zhí)行器502’來實現(xiàn)所述輪組與底盤框架之間的角度。在圖5. 2 中用布置在輪組的軸上的角度執(zhí)行器503來調(diào)節(jié)角度。在圖5. 3中借助于執(zhí)行器502來調(diào) 節(jié)所述底盤501的輪組之間的角度。在圖5. 4中實現(xiàn)了另一種對輪組相對于底盤框架的角 度進行調(diào)節(jié)的變型方案。 在圖4. 1到4. 3和圖5. 1到5. 4中示出的變型方案當(dāng)然只能理解為示范性的變型 方案，也可以設(shè)想其它不同的變型方案。也可以根據(jù)與具有惰輪組的車輛的專門的特征相 適應(yīng)的情況為這樣的車輛實現(xiàn)上述裝置。為更好的理解，圖6示出了具有兩個惰輪組的軌 道車輛601的底盤。在圖6中沒有調(diào)節(jié)任何用于調(diào)節(jié)角度或橫向位移的執(zhí)行器，但是這些 執(zhí)行器基本上也可以如在圖4. 1到5. 4中示出的一樣來安裝。
權(quán)利要求
用于將具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)的或者具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的輪子的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的方法，其特征在于，＊)借助于至少一個在軌道車輛(101、201、401、501、601)的行駛過程中可變的、對工作面損傷和輪廓磨損的產(chǎn)生來說重要的參量的測量值＊)在由此將軌道車輛(101、201、401、501、601)的輪子上的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的前提下求得用于表征至少一個輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的額定值，其中＊)根據(jù)額定值借助于控制、調(diào)整或者這二者的組合來調(diào)節(jié)所述至少一個惰輪組或者說輪組的位置。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為可能的測量值借助于描述軌道車輛(101、 201、401、501、601)與鐵軌之間的相互作用的數(shù)學(xué)模型來計算所述參數(shù)的額定值并且保存 在數(shù)據(jù)庫(105)的表格中，并且在軌道車輛(101、201、401、501、601)的行駛過程中根據(jù)所 述測量值從所述數(shù)據(jù)庫(105)的表格中獲得當(dāng)前應(yīng)該調(diào)節(jié)的參數(shù)。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于測量值在軌道車輛(101、201、401、 501,601)的行駛過程中由分析單元(104)用描述所述軌道車輛(101、201、401、501、601)與 鐵軌之間的相互作用的數(shù)學(xué)模型來計算用于所述參數(shù)的額定值。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述表征至少一個輪子相對于 鐵軌的位置的參數(shù)是至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架或者車輛框架之間的橫 向位移(y)和/或至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架或者車輛框架之間的角度位 置⑷。
5.按權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其特征在于，所述表征至少一個輪子相對于 鐵軌的位置的參數(shù)是底盤或者車輛的至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與至少一根另外的 惰輪組軸或者說輪組軸之間的橫向位移(y)和/或底盤或者車輛的至少兩根惰輪組軸或者 說輪組軸之間的角度位置(α )。
6.按權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤 框架或者車輛框架之間的橫向位移(y)或者說底盤或者車輛的至少一根惰輪組軸或者說 輪組軸與至少一根另外的惰輪組軸或者說輪組軸之間的橫向位移(y)通過至少一個第一 執(zhí)行器(106)來調(diào)節(jié)，并且/或者至少一根惰輪組軸或者說輪組軸與底盤框架或車輛框架 之間的角度位置(α)或者說底盤或車輛的至少兩根惰輪組軸或者說輪組軸之間的角度位 置(α)通過至少一個第二執(zhí)行器(107)來調(diào)節(jié)。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其特征在于，在單輪車輛上作為用于調(diào)整鐵 軌中的輪子位置的調(diào)節(jié)參量設(shè)置了一根軸的輪子之間的疊加到驅(qū)動力矩和制動力矩上的 轉(zhuǎn)矩差。
8.具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)，其 特征在于，惰輪組軸或者說輪組軸中的至少一個能夠借助于至少一個第一執(zhí)行器(106)相 對于車輛框架橫向位移，其中用按權(quán)利要求1到4或7中任一項所述的方法來求得所述橫 向位移(y)，并且/或者至少一根惰輪組軸或者說輪組軸相對于車輛框架之間的角度(α) 能夠借助于至少一個第二執(zhí)行器(107)來調(diào)節(jié)，其中用按權(quán)利要求1到4或7中任一項所述的方法來求得所述角度(α )。
9.具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)，其 特征在于，惰輪組軸或者說輪組軸中的至少一個能夠借助于至少一個第一執(zhí)行器(106)相 對于車輛的至少一根另外的惰輪組軸或者輪組軸進行橫向位移，其中用按權(quán)利要求1到3、 5或7中任一項所述的方法來求得所述橫向位移(y)，并且/或者所述至少兩根惰輪組軸或 者說輪組軸之間的角度(α)能夠借助于至少一個第二執(zhí)行器(107)來調(diào)節(jié)，其中用按權(quán)利 要求1到3、5或7中任一項所述的方法來求得所述角度(α )。
10.按權(quán)利要求8或9所述的軌道車輛，其特征在于，所述執(zhí)行器(106、107)構(gòu)造為液 壓的、氣動的或者機電的執(zhí)行機構(gòu)。
11.具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)的 底盤，其特征在于，惰輪組軸或者說輪組軸中的至少一個能夠借助于至少一個第一執(zhí)行器 (106)相對于底盤框架橫向位移，其中用按權(quán)利要求1到4或7中任一項所述的方法來求得 所述橫向位移(y)，并且/或者至少一根惰輪組軸或者說輪組軸相對于車輛框架之間的角 度(α)能夠借助于至少一個第二執(zhí)行器(107)來調(diào)節(jié)，其中用按權(quán)利要求1到4或7中任 一項所述的方法來求得所述角度(α )。
12.具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)的 底盤，其特征在于，惰輪組軸或者說輪組軸中的至少一個能夠借助于至少一個第一執(zhí)行器 (106)相對于車輛的至少一根另外的惰輪組軸或者輪組軸進行橫向位移，其中用按權(quán)利要 求1到3、5或7中任一項所述的方法來求得所述橫向位移(y)，并且/或者所述至少兩根惰 輪組軸或者說輪組軸之間的角度(α)能夠借助于至少一個第二執(zhí)行器(107)來調(diào)節(jié)，其中 用按權(quán)利要求1到3、5或7中任一項所述的方法來求得所述角度(α )。
13.按權(quán)利要求11或12所述的底盤，其特征在于，所述執(zhí)行器(106、107)構(gòu)造為液壓 的、氣動的或者機電的執(zhí)行機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將具有至少兩個惰輪組或者說至少兩個輪組的軌道車輛(101、201、401、501、601)的或者具有至少兩個惰輪組或者至少兩個輪組的軌道車輛的轉(zhuǎn)向架的輪子的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的方法，其中借助于至少一個在所述軌道車輛(101、201、401、501、601)的行駛過程中可變的、對工作面損傷和輪廓磨損的產(chǎn)生來說重要的參量的測量值在由此將所述軌道車輛(101、201、401、501、601)的輪子上的工作面損傷和輪廓磨損降低到最低限度的前提下求得用于表征至少一個輪子相對于鐵軌的位置的參數(shù)的額定值，其中按照所述額定值借助于控制、調(diào)整或者這二者的組合來調(diào)節(jié)所述至少一個惰輪組或者說輪組的位置。
文檔編號B61F5/38GK101821146SQ200880020801
公開日2010年9月1日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者K·西克斯, M·羅森伯格, P·戴特邁耶 申請人:奧地利西門子公司