Система и способ моделирования контакта между колесом и рельсом для определения коэффициента сцепления - RU2019131110A
Код документа: RU2019131110A
Формула
1. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1), в частности железнодорожного транспортного средства, содержащая:
- по меньшей мере одну полую цилиндрическую конструкцию (3), имеющую первый диаметр (D1), и включающую в себя имитацию поверхности рельса (5), которая выполнена как одно целое с внутренней поверхностью (7) упомянутой полой цилиндрической конструкции (3);
- по меньшей мере одно колесо (9), имеющее второй диаметр (D2), меньший, чем упомянутый первый диаметр (D1), который включает в себя поверхность качения (11), размещенную в контакте с имитацией поверхности рельса (5) полой цилиндрической конструкции (3);
- по меньшей мере, один вращающийся двигатель (M1), связанный с упомянутой полой цилиндрической конструкцией (3), для создания вращения упомянутой первой цилиндрической конструкции (3);
- по меньшей мере, второй вращающийся двигатель (M2), связанный по меньшей мере с одним колесом (9), для контроля вращения упомянутого по меньшей мере одного колеса (9);
- по меньшей мере, одну систему контроля загрязнения (14), выполненную с возможностью управления распределением загрязнения на имитации поверхности рельса (5), для создания изменения условия трения между по меньшей мере одним колесом (9) и имитацией поверхности рельса (5);
- по меньшей мере одно первое сенсорное средство крутящего момента (13), выполненное с возможностью измерения силы сцепления (Fa), развиваемой в точке контакта по меньшей мере одного колеса (9) и по меньшей мере одной цилиндрической конструкции (3);
- по меньшей мере одно второе сенсорное средство нагрузки (15), выполненное с возможностью измерения обычного усилия нагрузки (Fc) на имитации поверхности рельса (5); а также
- средство обработки, выполненное с возможностью вычисления реального коэффициента сцепления колес с рельсами по соотношению между силой сцепления (Fa) и обычным усилием нагрузки (Fc).
2. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой упомянутое по меньшей мере одно колесо (9) представляет собой несколько колес (9); упомянутые колеса (9), выполненные продольно выровненными друг к другу в контакте с имитацией поверхности рельса (5) вдоль плоскости, перпендикулярной ее оси вращения, для моделирования состояния очистки рельса.
3. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой:
- упомянутая по меньшей мере одна полая цилиндрическая конструкция (3) представляет собой по меньшей мере пару цилиндрических конструкций (3А, 3B), включающих в себя первую полую цилиндрическую конструкцию (3А) и вторую полую цилиндрическую конструкцию (3B); вторая полая цилиндрическая конструкция (3B) выполнена вдоль их общей оси вращения;
- упомянутое по меньшей мере одно колесо (9) представляет собой по меньшей мере пару колес (9А, 9B), содержащую первое колесо 9А, расположенное в контакте с имитацией поверхности рельса (5) первой цилиндрической конструкции (3А), и второе колесо (9B), расположенное в контакте с имитацией поверхности рельса (5) второй цилиндрической конструкции (3B); первое и второе колесо (9А, 9B) соединены с осью (17).
4. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 3, в которой по меньшей мере две пары колес, установленных на тележке (19) для железнодорожного транспортного средства; упомянутые пары колес выполнены выровненными в продольном направлении друг к другу вдоль плоскости, перпендикулярной их оси вращения.
5. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 3, в которой колеса (9) оси управляются с помощью вращающегося двигателя (M2).
6. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой каждая полая цилиндрическая конструкция (3) выполнена с возможностью вращения независимо от других посредством вращающегося двигателя (M1).
7. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой система контроля загрязнения (14) содержит систему впрыска загрязняющего вещества (14А) для распределения загрязняющего вещества вдоль имитации поверхности рельса (5), систему удаления загрязняющего вещества (14B), выполненную с возможностью удаления загрязнений с имитации поверхности рельса (5), и по меньшей мере одно сенсорное средство уровня загрязнения (20), выполненное с возможностью определения уровня загрязнения системы моделирования контакта между колесом и рельсом (1).
8. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 7, в которой сенсорное средство уровня загрязнения (20) представляет собой по меньшей мере либо оптический датчик, либо датчик проводимости.
9. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой каждое колесо (9) удерживается в контакте с имитацией поверхности рельса (5) с помощью усилия (Fl), предназначенного для имитации нагрузки, создаваемой весом вагона железнодорожного транспортного средства.
10. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой по меньшей мере одно колесо связано с электромагнитной тормозной системой (22), действующей непосредственно на имитацию поверхности рельса (5).
11. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 10, в которой электромагнитная тормозная система (22) представляет собой магнитную колодку, МГТ.
12. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 1, в которой по меньшей мере один вращающийся двигатель (М1), связанный с упомянутой полой цилиндрической конструкцией (3), соединен с упомянутой полой цилиндрической конструкции (3) по её периметру.
13. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по любому из предшествующих пунктов формулы изобретения от 2 до 12, содержащая:
- несколько сенсорных средств (70) для определения скорости, каждое сенсорное средство (70) для определения скорости выполнено с возможностью определения угловой скорости одного из упомянутых колес (9);
- система (72) пневмоюзовой защиты колес (9), ПЗК, выполненная с возможностью определения коэффициентов скольжения колес, угловая скорость которых была обнаружена, и для приложения давления к воздушному резервуару (74), выполненному с возможностью моделирования тормозного цилиндра для каждого колеса (9), для которого была обнаружена угловая скорость, при этом значение давления, приложенного к воздушному резервуару (74), формируется как функция коэффициентов скольжения, определенных системой пневмоюзовой защиты (72), ПЗК;
- система преобразования давления/тормозного момента (76), выполненная с возможностью преобразования значения давления, обнаруженного в воздушном резервуаре (74), в соответствующие сигналы тормозного момента (79) для каждого колеса;
- несколько средств торможения (78), каждое из которых связано с одним из упомянутых колес, у которого была определена угловая скорость; каждое средство торможения выполнено с возможностью приложения к соответствующему колесу тормозного момента, соответствующего сигналу тормозного момента (79), полученному от системы преобразования давления/тормозного момента (76).
14. Система моделирования контакта между колесом и рельсом (1) по п. 13, в которой система преобразования давления/тормозного момента (76) включает в себя:
- несколько датчиков давления (80), каждый из которых выполнен с возможностью подачи сигнала электрического давления (82), значение которого соответствует одному из значений давления, приложенного к воздушным резервуарам (74), с помощью системы пневмоюзовой защиты (72);
- модуль преобразования давления/усилия (84), выполненный с возможностью преобразования каждого сигнала электрического давления (82) в сигнал электрического усилия торможения (85);
- модуль преобразования усилия в крутящий момент (86), выполненный с возможностью преобразования, в соответствии с радиусом колес, сигналов электрического усилия торможения (85) в соответствующие сигналы тормозного момента (79), которые должны подаваться в соответствующие средства торможения (78).
15. Способ моделирования контакта между колесом и рельсом (1), в частности железнодорожного транспортного средства, содержащий следующие этапы:
- обеспечивают наличие по меньшей мере полой цилиндрической конструкции (3), имеющей первый диаметр (D1), и включающей в себя имитацию поверхности рельса (5), которая выполнена как одно целое с внутренней поверхностью (7) упомянутой полой цилиндрической конструкции (3);
- обеспечивают внутри упомянутой первой полой цилиндрической конструкции (3) в контакте с упомянутой имитацией поверхности рельса (5) полой цилиндрической конструкции (3) по меньшей мере одно колесо (9), имеющее второй диаметр (D2), меньший, чем упомянутый первый диаметр (D1);
- вращают упомянутую первую полую цилиндрическую конструкцию (3) по меньшей мере с помощью первого двигателя (M1);
- вращают по меньшей мере одно колесо (9) с помощью по меньшей мере одного вращающегося двигателя (М2), связанного с упомянутым по меньшей мере одним колесом (9);
- впрыскивают загрязняющее вещество по меньшей мере на часть упомянутой имитации поверхности рельса (5) по меньшей мере с помощью одной системы контроля загрязнения (14);
- измеряют силу сцепления (Fa), развиваемую в точке контакта, по меньшей мере одного колеса (9) и по меньшей мере одной цилиндрической конструкции (3) с помощью по меньшей мере первого сенсорного средства для крутящего момента (13);
- проверяют и измеряют обычное усилие нагрузки (Fc) на имитации поверхности рельса (5) с помощью по меньшей мере одного второго сенсорного средства для нагрузки (15); а также
- вычисляют реальный коэффициент сцепления колес с рельсами по соотношению между силой сцепления (Fa) и обычным усилием нагрузки (Fc).
