用于模拟车轮和轨道之间的接触以检测附着值的系统和方法技术方案

描述了一种用于模拟车轮和轨道(1)之间的接触的系统，特别是轨道车辆的车轮和轨道(1)之间的接触，包括：‑至少一个中空圆柱形结构(3)，其具有第一直径(D1)并且包括与所述中空圆柱形结构(3)的内表面(7)一体布置的轨道模拟表面(5)；以及‑至少一个车轮(9)，其具有小于第一直径(D1)的第二直径(D2)，并且包括适于与中空圆柱形结构(3)的所述轨道模拟表面(5)接触放置的滚动表面(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于模拟车轮和轨道之间的接触以检测附着值的系统和方法
本专利技术大体上涉及用于检测轨道车辆的车轮和轨道之间的附着值的系统和方法的领域；特别地，本专利技术涉及一种用于模拟车轮和轨道之间的接触以检测附着值的系统和方法。
技术介绍
用于分析由轨道车辆的车轮和轨道之间的接触产生的附着值的方法和系统的领域是其中正在进行重要研究以寻找新解决方案的领域。在现有技术中，在实验室中模拟轨道车辆的车轮和轨道之间的接触的系统是已知的。在这种系统中，圆柱滚子用来模拟用于轨道车辆的轨道。至少一个车轮以滑动接触的方式放置在滚子的外周上。滚子近似于轨道，因为其圆柱形形状改变了车轮和轨道之间的攻角。为了再现轨道车辆的车轮在轨道上的相同运动条件，例如通过使用电机来独立地控制车轮的角速度和滚子的角速度。这些系统还用来分析在轨道污染的情况中车轮和轨道之间的附着力。轨道污染可能是由于水、腐烂树叶、油或其他碎屑的存在而引起的。在已知的系统中，为了模拟轨道污染，使用污染物喷射系统，其将污染物喷射到滚子的外周上，靠近与车轮的接触点。不利地，如可在图1中看到的，由于离心力Fcentr，滚子将通过喷射系统沉积在滚子上的污染物物质甩掉，离心力Fcentr与滚子的角速度和滚子的半径的平方成比例。此缺点不能实现稳定地调节滚子表面上的污染物。当滚子的角速度增加时，离心力趋于将污染物从所关注的滚子的表面分离。此外，由于将污染物在一个车轮和下一车轮之间的空间中从滚子甩掉，所以此缺点在一个车轮和下一车轮之间引入清洁效果(不现实的清洁)。此外，污染物存在的模拟仅限于一些类型的污染物，仅限于一定量的污染物，或者仅限于滚子的角速度的有限范围。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种系统和方法，其允许通过对于任何类型的污染物或任何模拟速度来说稳定的污染物层来模拟轨道的污染状况。此外，能够真实地评估污染物相对于车轮和轨道之间的附着值的影响，并且在评估期间还考虑由于车轮在轨道上的滑动而产生的轨道的清洁效果。根据本专利技术的一个方面，通过具有独立权利要求中限定的特征的用于模拟车轮和轨道之间的接触以检测附着值的系统和方法，来实现以上及其他目的和优点。本专利技术的优选实施方式在从属权利要求中限定，其旨在作为本说明书的组成部分。附图说明现在将描述根据本专利技术的用于模拟车轮和轨道之间的接触以检测附着值的系统和方法的一些优选实施例的功能和结构特性。参考附图，在附图中：图1示出了两个根据现有技术的用于模拟车轮和轨道之间接触的系统；图2示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统的第一实施例；图3示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统的第二实施例；图4示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统的第三实施例；图5示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统的第四实施例；图6示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统的第五实施例，其中，旋转电机通过相应的带齿表面耦合到中空圆柱形结构的周边上；并且图7示出了用于模拟车轮和轨道之间接触的系统，其包括车轮滑动保护系统WSP。具体实施方式在详细说明本专利技术的多个实施例之前，应清楚，本专利技术在其应用方面不限于在以下描述中提供的或在附图中示出的构造细节和部件配置。本专利技术可采用其他实施例，并且可以基本上不同的方式实施或实现。还应理解，措辞和术语具有描述性目的，并且不应被解释为是限制性的。“包括”和“包含”及其变型的使用应理解为包括以下列出的元件及其等同物，以及附加元件及其等同物。根据本专利技术的用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统，特别是轨道车辆的车轮和轨道1之间的接触，包括至少一个中空圆柱形结构3，也称为滚子，其具有第一直径D1并包括与中空圆柱形结构3的内表面7一体布置的轨道模拟表面5。轨道模拟表面5优选地由金属材料制成，特别是通常构成轨道的金属材料，例如钢。用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统进一步包括至少一个车轮9，其具有小于所述第一直径D1的第二直径D2，车轮9包括与中空圆柱形结构3的轨道模拟表面5接触放置的滚动表面11。上述布置允许避免由于离心力而将通过喷射系统沉积在滚子上的污染物物质甩掉。参考图2，用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统还包括旋转电机M1，其耦合到圆柱形结构3以产生所述第一圆柱形结构3的旋转。例如，电机M1的驱动轴10与位于中空圆柱形结构中心的相应孔12耦合。例如，多个杆，也称为辐条，或者从中空圆柱形结构3的内表面7延伸到孔12的平面，可用来将所述孔12保持在适当位置。此外，第二旋转电机M2与车轮9相关联，以产生所述车轮9的旋转并控制其相对于圆柱形结构3的滑动，即相对速度。用于扭矩的第一传感器装置13，例如扭矩传感器，放置在电机M2和车轮9之间，以允许测量在车轮9和中空圆柱形结构3之间的接触点中产生的附着力Fa。用于负载的第二传感器装置15，例如测力传感器，位于车轮9上方，并允许测量作用在轨道模拟表面5上的法向负载力Fc。附着力Fa和法向负载力Fc之间的比例允许计算实际的车轮-轨道附着系数。实际的车轮-轨道附着系数是表示在轨道车辆的正常使用条件中将出现的附着系数值的估计值。附着力Fa和法向负载力Fc之间的比例通过图中未示出的处理装置计算。处理装置可以指属于用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统的控制单元，或者适于接收由用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统的传感器装置13、15测量的数据的远程处理器，其中，执行实际的车轮-轨道附着系数的实际计算。用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统还包括至少一个污染物控制系统14，其适于重建车轮9和轨道模拟表面5之间的摩擦条件的变化。如果所喷射的污染物物质是例如水、油或树叶，则摩擦条件的变化可与摩擦值的降低一致，而如果所喷射的污染物物质是例如沙子，则摩擦条件的变化可与摩擦值的增加一致。该至少一个污染物控制系统14放置在每个车轮9附近。污染物控制系统14包括污染物喷射系统14A，以沿着轨道模拟表面5均匀地分布污染物。由于污染物沿着位于中空圆柱形结构3的内表面7上的轨道模拟表面5分布，所以在中空圆柱形结构3的旋转期间产生的离心力便于检查污染物水平。与已知的解决方案不同，污染物不是从旋转的中空圆柱形结构3甩掉，而是通过这种离心力沿着轨道模拟表面5保持。污染物控制装置14可进一步包括污染物去除系统14B，其例如通过适于从圆柱形结构3去除污染物的压缩空气射流或抹刀或刮刀或抽吸器来实现。污染物控制系统14可包括至少一个污染物传感器装置20，其适于检测用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统的污染水平。这样，如果中空圆柱形结构3上的污染物不足，则可能确定注入更多污染物；或者如果圆柱形结构3上的污染物足够，则停止注入污染物；或者如果污染物在中空圆柱形结构3上的量过多，则去除污染物。所使用的污染物传感器装置20可以是例如光学传感器或电导率传感器中的至少一种。图3示出了用于模拟车轮和轨道1之间的接触的系统的第二实施例。相对于以上示出的实施例的差异在于车轮9的数量是至少两个的事实。在此图所示的示例中，具有四个车轮。这四个车轮9沿着垂直于其旋转轴线的平面彼此纵向对齐地布置，与轨道模拟表面5接触。使用多于一个车轮9的事实以及污染物材料保持在中空圆柱形结构3的内表面7上的事实，允许详细分析轨道清洁现象，该轨道清洁现象发生在若干在轨道上滑动的车轮9的紧密连续通过处。在图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，特别是轨道车辆的车轮和轨道之间的接触，所述用于模拟车轮和轨道之间接触的系统包括：‑至少一个中空圆柱形结构(3)，具有第一直径(D1)并且包括与所述中空圆柱形结构(3)的内表面(7)一体布置的轨道模拟表面(5)；‑至少一个车轮(9)，具有小于所述第一直径(D1)的第二直径(D2)，并且包括与所述中空圆柱形结构(3)的所述轨道模拟表面(5)接触放置的滚动表面(11)‑至少一个旋转电机(M1)，与所述中空圆柱形结构(3)相关联，以产生所述第一圆柱形结构(3)的旋转；‑至少一个第二旋转电机(M2)，与所述至少一个车轮(9)相关联，以控制所述至少一个车轮(9)的旋转；‑至少一个污染物控制系统(14)，适于控制污染物在所述轨道模拟表面(5)上的分布，以产生所述至少一个车轮(9)和所述轨道模拟表面(5)之间的摩擦条件的变化；‑用于扭矩的至少一个第一传感器装置(13)，适于测量在所述至少一个车轮(9)和所述至少一个中空圆柱形结构(3)之间的接触点产生的附着力(Fa)；‑用于负载的至少一个第二传感器装置(15)，适于测量所述轨道模拟表面(5)上的法向负载力(Fc)；以及‑处理装置，适于通过所述附着力(Fa)和所述法向负载力(Fc)之间的比例计算实际的车轮‑轨道附着系数。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.31 IT 1020170000358561.一种用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，特别是轨道车辆的车轮和轨道之间的接触，所述用于模拟车轮和轨道之间接触的系统包括：-至少一个中空圆柱形结构(3)，具有第一直径(D1)并且包括与所述中空圆柱形结构(3)的内表面(7)一体布置的轨道模拟表面(5)；-至少一个车轮(9)，具有小于所述第一直径(D1)的第二直径(D2)，并且包括与所述中空圆柱形结构(3)的所述轨道模拟表面(5)接触放置的滚动表面(11)-至少一个旋转电机(M1)，与所述中空圆柱形结构(3)相关联，以产生所述第一圆柱形结构(3)的旋转；-至少一个第二旋转电机(M2)，与所述至少一个车轮(9)相关联，以控制所述至少一个车轮(9)的旋转；-至少一个污染物控制系统(14)，适于控制污染物在所述轨道模拟表面(5)上的分布，以产生所述至少一个车轮(9)和所述轨道模拟表面(5)之间的摩擦条件的变化；-用于扭矩的至少一个第一传感器装置(13)，适于测量在所述至少一个车轮(9)和所述至少一个中空圆柱形结构(3)之间的接触点产生的附着力(Fa)；-用于负载的至少一个第二传感器装置(15)，适于测量所述轨道模拟表面(5)上的法向负载力(Fc)；以及-处理装置，适于通过所述附着力(Fa)和所述法向负载力(Fc)之间的比例计算实际的车轮-轨道附着系数。2.根据权利要求1所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，所述至少一个车轮(9)是多个车轮(9)；这些车轮(9)彼此纵向对齐地布置，并沿着垂直于其旋转轴线的平面接触所述轨道模拟表面(5)，以模拟轨道清洁的条件。3.根据前述权利要求中任一项所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中：-所述至少一个中空圆柱形结构(3)是至少一对圆柱形结构(3A，3B)，包括第一中空圆柱形结构(3A)和第二中空圆柱形结构(3B)；所述第二中空圆柱形结构(3B)沿着其公共旋转轴线布置；-所述至少一个车轮(9)是至少一对车轮(9A，9B)，包括第一车轮(9A)和第二车轮(9B)，所述第一车轮与所述第一中空圆柱形结构(3A)的轨道模拟表面(5)接触放置，所述第二车轮与所述第二中空圆柱形结构(3B)的轨道模拟表面(5)接触放置；所述第一车轮和所述第二车轮(9A，9B)连接到轴(17)。4.根据权利要求3所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，车轮对是至少两个，并且安装在用于轨道车辆的转向架(19)上；所述车轮对沿着垂直于其旋转轴线的平面彼此纵向对齐地布置。5.根据权利要求3或4所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，通过单个旋转电机(M2)来控制轴的车轮(9)。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，每个中空圆柱形结构(3)通过旋转电机(M1)彼此独立地旋转。7.根据前述权利要求中任一项所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，所述污染物控制系统(14)包括用于沿着所述轨道模拟表面(5)分布污染物的污染物喷射系统(14A)、适于从所述轨道模拟表面(5)去除污染物的污染物去除系统(14B)，以及适于检测所述用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统的污染水平的至少一个污染物水平传感器装置(20)。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于模拟车轮和轨道(1)之间接触的系统，其中，所述污染物水平传感器装置(20)是光学传感器或电导率传感器中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡·因贝特，马特奥·弗雷亚，
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