评估特别是用于轨道车辆的路轨的污染和清洁的方法技术

描述了一种用于评估路轨的污染的方法，所述路轨特别是用于轨道车辆，包括以下步骤：在第一受控车轴(A1)的车轮(W

Methods for assessing pollution and cleaning of tracks, especially for rail vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】评估特别是用于轨道车辆的路轨的污染和清洁的方法
本专利技术涉及用于控制轨道车辆的车轮与路轨之间的附着力值(adhesionvalue，附着力系数，粘着系数)的方法的领域。特别地，本专利技术涉及用于评估特别是用于轨道车辆的路轨的污染和清洁的方法。
技术介绍
电子系统安装在大多数现代轨道车辆上，该电子系统通常包括车轮防滑控制子系统，其旨在在车辆处于牵引阶段和处于制动阶段时进行干预。这些子系统称为防打滑或防滑行系统，也称为WSP(车轮防滑保护)系统。在附图的图1中示意性地示出了根据现有技术的用于控制车轮的附着力的作为防滑功能的系统，该系统涉及具有n个受控车轴A1、A2、...、An的车辆。这些车轴A1、A2、...、An包括各自的轴S1、S2、...、Sn以及与其一体旋转的各自的轮对W1、W2、...、Wn。在附图中，一般仅示出了每个车轴的一个车轮。图1的WSP系统包括电子控制单元ECU，其通常基于微处理器架构，该ECU从分别与这样的车轴相关联的检测器SS1、SS2、...、SSn接收与每个车轴A1、A2、...、An的角速度相关的转速表信号。电子控制单元ECU还连接至扭矩控制装置TC1、TC2、...、TCn，每个扭矩控制装置与各自的车轴A1、A2、...、An相关联。如果在牵引力或制动过程中在附着力降低的情况下施加扭矩的情况下，一个或多个车轴的车轮在可能的初期打滑状态下终止，则电子控制单元ECU可以根据预定算法对施加到每个车轴的扭矩进行调制。执行扭矩调节的方式是，防止车轴完全锁定，从而可能使每个车轴进入受控滑行的状态，目的是恢复附着力，并且无论如何在减小的附着力情况下的整个持续时间内。在图2中，曲线1、2和3定性地表示了根据环境条件的附着力趋势：曲线1对应于车轮和路轨之间的干式接触条件下的附着力状况，曲线2对应于车轮和路轨之间存在水分的附着力状况，以及曲线3表示车轮和路轨之间存在粘性物质(诸如油或腐烂的叶子)(秋天期间的典型状况)甚至与水分混合的锈迹(轨道车站的典型情况)的附着力状况。实验发现，在附着力峰值a1、a2、a3处的δ值随附着力状况的变化而变化，该δ值沿着如图2中A所示的曲线移动。图3为说明施加到车轴的车轮A上的力的示图。从该图可以清楚地看出：其中：FA＝μ·m·g(3)从而：其中，Fm为由牵引和/或制动系统施加在车轮上的切向力，R为车轮的半径，J为车轴的惯性矩，m为靠在轮轨接触点上的质量，为车轴的瞬时角加速度。显然，在相同的瞬时角加速度下，在最大附着力值μ(即，位于图2的曲线A上的点)处获得了最大施加力Fm。如果决定在诸如对应于图2中的点b的条件下滑行车轴，则由于附着力值μ减小，可利用的力Fm的值减小，但是会在轮轨接触点处获得能量注入现象，该能量注入与车辆速度VV和车轮的切线速度Vr之间的滑行(差)成比例，并具有功率(每单位时间注入的能量)：P(δ)＝FA(δ)·(Vv-Vr)＝μ(δ)·m·g·(Vv-Vr)＝μ(δ)·m·g·δ·Vv.(5)上面的表达式(5)表示如何通过增加δ来增加施加到轮轨接触点的功率。能量的注入引起车轮过热，从而随之产生接触点的清洁效果，从而提高了下一个车轮的瞬时附着力值μ。此外，已知的是，在潮湿或下雨的情况下，可获得明显的清洁效果，而在存在润滑剂或腐烂的叶子的情况下，清洁效果较差。用于恢复车轮和路轨之间的附着力的当前系统施加通常在0.2和0.3之间的固定的滑行值δ，该特定值在车辆定型试验期间以确定的方式进行校准。因此，所选的δ值针对用于在试验过程中引起打滑状况的润滑剂类型进行了优化，例如在“EN15595:2009+A1，轨道应用-制动-车轮滑行保护，第6.4.2.1段”中所规定的，另一方面，对于在车辆正常使用期间可能引起打滑状况的所有类型的材料而言，并不是最佳选择。图4A的曲线图定性地示出了具有四个车轴的车辆的整体附着力的峰值如何随δ的变化而变化：如图4A所示，使所有车轴以对应于值δ1的附着力滑行，由于实际上没有清洁因子，因此对应于四个车轮的四个附着力曲线基本上彼此重合，并且每个车轴都利用了最大峰值附着力值μ(δ1)。另一方面，如图4B所示，如果使车轴以对应于滑行值δ2的附着力滑行，则可获得较高的清洁因子：仅与车辆的第一车轴对应的μ1曲线(沿行进方向)将保持不变并与图4A等效，而由于前一个车轴达到的清洁效果，对应于跟随车轴的曲线的附着力值将增加。每个车轴的值μ(δ2)实际上小于相应的值μ(δ1)。如图4C定性所示，在范围δ1≤δ≤δ2中，存在峰值平均整体附着力值上面描述的内容通过扩展适用于具有n个车轴的车辆或列车。由于表示附着力μ与滑行值δ的函数关系的曲线可能无法以分析的方式用数学公式表示，并且会随着引起打滑的条件、接触点的几何形状以及外部环境条件的变化而连续变化，所以不可能先验地通过分析计算出最佳滑行值δ。然而，出色的附着力控制和可能的恢复系统应该能够实时分析瞬时附着力条件，并随δ的变化验证其趋势，并确定δ的值以使最大化。该值为在打滑的情况下允许最大的附着力恢复的值，该值为在附着力下降的情况下制动时使停止距离最小化的值。为了排除上述问题，WO2006/113954A描述了一种用于轨道车辆的滑行控制，该滑行控制随着时间的流逝而连续地实施，其需要在最佳的附着力条件下，根据随后的打滑条件下的所需性能来确定必要的参数。这种方法还要求系统的整体减速度是已知的。此外，调节最佳滑行值的过程需要相当长的时间。该调整过程在打滑阶段的开始实施，即在车辆高速行驶时实施，后者所覆盖的距离大大增加。另外，根据现有技术实现的过程和系统基于这样的假设，即车轮附着力曲线总是在较小的滑行值(例如约1-2％)上具有附着力峰值μp的曲线。实际上，车轮附着力曲线并不总是在小滑行值下具有附着力峰值μp的曲线；它们可以在较高的滑行值(诸如，约20-25％的值)下具有附着力峰值μp的曲线。在第二种情况下，如果错误地将曲线当作是在小滑行值下具有附着力峰值μp的曲线，即在车轮和路轨之间施加小的滑行值以获得峰值车轮附着力，则期望的益处没有实现。实际上，在小的滑行中，该曲线在较高的滑行值(例如，约20-25％的值)下具有μp的附着力峰值，从而表现出较差的附着水平和较差的路轨清洁效果(鉴于施加的滑行值很低)。因此，在第二种情况下，考虑到车轮的每个单个附着力值，平均附着力值将不是最佳值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于评估路轨的污染的方法，该方法允许沿着属于车辆的多个受控车轴的车轮的附着力曲线来确定附着力峰值的位置，并且因此，来获得改进的控制以及对轨道车辆的受控车轴的车轮附着力的可能恢复，并提出一种评估路轨清洁的方法，该方法可以允许在轨道车辆的各个连续车轴之间更好地进行清洁效果的评估。根据本专利技术的一个方面，通过具有权利要求1中限定的特征的用于评估路轨的污染的方法以及通过具有权利要求8中限定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估路轨的污染的方法，所述路轨特别是用于轨道车辆，所述方法包括以下步骤：/n-在轨道车辆的第一受控车轴(A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170612 IT 1020170000643711.一种用于评估路轨的污染的方法，所述路轨特别是用于轨道车辆，所述方法包括以下步骤：
-在轨道车辆的第一受控车轴(A1)的车轮(W1)与所述路轨之间施加小于第一预定阈值(t1)的第一滑行值(δ1)，根据所述轨道车辆的行驶方向，所述第一受控车轴(A1)为所述轨道车辆的前车轴；
-在第二受控车轴(A2)的车轮与所述路轨之间施加大于第二预定阈值(t2)的第二滑行值(δ2)，根据列车的行驶方向，所述第二车轴(A2)为跟随所述第一车轴(A1)的车轴，并且所述第二预定阈值(t2)大于所述第一预定阈值(t1)；
-基于所述第一车轴(A1)的车轮与所述路轨之间的第一附着力值(μ1)和所述第二车轴(A2)的车轮与所述路轨之间的第二附着力值(μ2)，来确定属于所述轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线的趋势。


2.根据权利要求1所述的用于评估路轨的污染的方法，其中，确定属于轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线的趋势的步骤包括以下步骤：
-测量所述第一车轴(A1)的车轮与所述路轨之间的所述第一附着力值(μ1)，以及所述第二车轴(A2)的车轮与所述路轨之间的所述第二附着力值(μ2)；
-如果所述第二附着力值(μ2)大于所述第一附着力值(μ1)，则确定属于轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线为具有在大于所述第二预定阈值(t2)的滑行值(δp)处具有附着力峰值(μp)的趋势的附着力曲线；以及
-如果所述第二附着力值(μ2)小于所述第一附着力值(μ1)，则确定属于轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线为具有在小于所述第一预定阈值(t1)的滑行值(δp)处具有附着力峰值(μp)的趋势的附着力曲线。


3.根据权利要求2所述的用于评估路轨的污染的方法，其中：
a)如果已经确定属于轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线为具有在大于所述第二预定阈值(t2)的滑行值处具有附着力峰值(μp)的趋势的附着力曲线，则所述方法包括以下步骤：
-在所有受控车轴的车轮与所述路轨之间施加大于所述第二预定阈值(t2)的滑行值(δ)；
b)如果已经确定属于轨道车辆的多个受控车轴(An)的车轮(W)与所述路轨之间的附着力曲线为具有在小于所述第一预定阈值(t1)的滑行值(δp)处具有附着力峰值(μp)的趋势的附着力曲线，则所述方法包括以下步骤：
-借助于所述第一附着力值(μ1)和所述第二附着力值(μ2)之间的差来计算附着力差值(Δμslide)；
-在至少一个第三车轴(A3)的车轮与所述路轨之间施加大于第二预定阈值(t2)的第二滑行值(δ2)，根据所述列车的行驶方向，所述第三车轴(A3)为跟随所述第二车轴(A2)的车轴；
-计算使所述第三车轴(A3)的车轮受益的由所述第二车轴(A2)的车轮的清洁效果产生的附着力差值(Δμclean)，由所述清洁效果产生的所述附着力差值(Δμclean)借助于所述第三车轴(A3)的车轮与所述路轨之间的附着力值(μ3)和所述第二车轴(A2)的车轮与所述路轨之间的附着力值(μ2)之差来获得；
-如果由所述车轮的清洁效果产生的附着力差值(Δμclean)相对于所述附着力...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特奥·弗雷亚，卢卡·因贝特，
申请(专利权)人：法伊韦利传送器意大利有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT