CN107810130A - 轨道车辆制动系统和轨道车辆制动系统运行方法 - Google Patents

轨道车辆制动系统和轨道车辆制动系统运行方法 Download PDF

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Abstract

一种轨道车辆制动系统具有至少一个盘式制动器(3)，所述盘式制动器配设于一个车轮(2)或一个轮组，所述盘式制动器(3)具有至少一个制动盘(4)、至少一个与制动盘(4)共同作用的制动衬片、至少一个在制动过程中将压紧力施加到所述至少一个制动衬片上的压紧装置(5)以及用于控制压紧装置(5)的控制装置(6)，所述控制装置(6)与用于确定车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)的确定单元(10)耦合，所述控制装置(6)构造成，使得在制动过程中在控制预定的压紧力时考虑由确定单元(10)求得的当前车轮直径(d)的值。本发明还涉及一种用于运行轨道车辆制动系统的方法。

Description

轨道车辆制动系统和轨道车辆制动系统运行方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的轨道车辆制动系统以及一种用于运行轨道车辆制动系统的方法。
背景技术
同类的轨道车辆制动系统例如由DE10245207C1已知，它们通常配备气动制动系统，这些气动制动系统具有盘式制动器。
这种制动系统的制动作用在此取决于轨道车辆车轮与路轨(轨道车辆车轮接触在路轨上)之间的界面，第二，取决于在制动过程中压靠到制动盘上的摩擦衬片与制动盘摩擦面之间的界面。
在设计这种轨道车辆制动系统时，除了其他参数之外也需要考虑接触在路轨上的车轮的车轮直径。为此实施制动评价行驶，借助于制动评价行驶，一方面要注意到必要的制动距离的遵守，另一方面要注意到车轮与路轨之间的附着力的最大利用，在制动时，即使在车轮完全磨损并且因此最高制动力的情况下，在车轮接触点上也不允许超过附着力的最大利用。
这些制动评价行驶在此通常利用未磨损的车轮求得。制动评价行驶的结果紧接着换算到磨损的或半磨损的车轮上。
为了在制动盘的摩擦面与制动衬片之间的界面方面设计轨道车辆制动系统的制动力或制动力矩，由制动衬片与制动盘之间的平均的摩擦系数出发，其中，在制动期间制动力矩变化，这主要因为在制动衬片与制动盘之间的摩擦系数波动引起。
在车轮与路轨之间的界面处，由于变化的边界条件，尤其是由于变化的制动力矩以及由于在车轮的使用寿命上逐渐减小的车轮直径，对制动器在优化效率，例如最小制动距离或者最小磨损方面的优化设计是困难的，因为总是需要在车轮直径的影响带宽之内选择折衷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种改进的轨道车辆制动系统。本发明的另一目的在于，提供一种改进的用于运行这样的轨道车辆制动系统的方法。
第一个目的通过一种具有权利要求1的特征的轨道车辆制动系统达到。
所述另一目的通过一种具有权利要求7的特征的用于运行轨道车辆制动系统的方法达到。
按本发明的轨道车辆制动系统具有至少一个盘式制动器，所述盘式制动器配设于一个车轮或一个轮组。所述盘式制动器具有至少一个制动盘、至少一个与制动盘共同作用的制动衬片、至少一个在制动过程中将压紧力施加到所述至少一个制动衬片上的压紧装置以及用于控制压紧装置的控制装置。
所述控制装置按本发明与用于确定车轮或轮组的当前车轮直径的确定单元耦合。在此，所述控制装置构造成，使得在制动过程中在控制预定的压紧力时考虑由确定单元求得的当前车轮直径值。
借助这样的确定单元能实现，施加到制动衬片上的压紧力适配于轨道车辆的车轮的当前车轮直径，并且因此在轨道车辆的车轮的整个寿命上优化轨道车辆制动系统的工作能力。
在按本发明的用于运行轨道车辆制动系统的方法中，在第一方法步骤中，激活确定单元。在第二方法步骤中，通过确定单元确定车轮或轮组的当前车轮直径。
在另一方法步骤中，将车轮或轮组的当前车轮直径传送给控制装置。在第四方法步骤中，轨道车辆制动系统的压紧装置通过控制装置在考虑车轮或轮组的当前车轮直径的情况下进行控制。
因此，能够与轨道车辆的车轮的车轮直径协调地实现压紧单元的控制并且从而实现由压紧单元施加的制动力的控制，因此在轨道车辆的车轮的整个寿命上优化轨道车辆制动系统的工作能力。
有利的进一步方案是从属权利要求的内容。
在轨道车辆制动系统的一种实施方案中，确定单元具有至少一个传感器装置。所述传感器装置在此优选具有测量车轮直径的传感器和/或测量当前车轮转速的传感器。
在包括测量车轮直径的传感器的传感器装置中，由该传感器测量的车轮直径可以直接经由传感器装置输送至确定单元，并且从确定单元输送至控制装置，在控制装置中，当前车轮直径用于计算需要的压紧力。
如果确定单元所具有的传感器装置包括测量当前车轮转速的传感器，则因此能够实现，通过车轮转速和车轮相对于路轨的速度推断出车轮的当前车轮直径。这优选在确定单元的分析单元中实现。
但是也可以考虑，这样的分析单元集成到控制装置中。
按照一种实施方案，确定单元构成为控制装置的一体的独立的组成部分。也可以考虑，确定单元构成为分开的功能单元。
在确定单元构成为控制单元的一体的独立的组成部分的情况下，保证轨道车辆制动系统的特别紧凑的结构。
附图说明
下面借助附图更详细地解释本发明的实施例。附图如下：
图1显示轨道车辆制动系统的一种实施方案的示意图，并且
图2显示用于运行按图1的轨道车辆制动系统的本发明方法的示意性的流程图。
具体实施方式
在下面结合附图的说明中，概念例如上、下、左、右、前、后等等仅仅涉及压紧装置、制动盘、确定单元、车轮、车轮直径、控制单元等等的在相应附图中选择的示例性的图示和位置。这些概念不应限制性地理解，也就是说，通过不同的工作状态或者镜像对称设计等等，这些方位关系可以改变。
在图1中以示意图描述按本发明的轨道车辆制动系统的一种实施方案。在此用附图标记1表示轨道车辆，其包括多个设置在相应的轴7上的车轮2。为了简化描述，在此描述的轨道车辆1包括仅一个车厢或机车。不言而喻，这样的轨道车辆也可以包括多个相互耦合的车厢，轨道车辆制动系统的部件也通过轨道车辆控制单元11相互耦合。轨道车辆控制单元11的输出端12表示与列车的其他车厢的控制单元的连接。
此外，在轨道车辆1的轴7上固定相应的盘式制动器3的制动盘4。每个盘式制动器3在此除了制动盘4之外还具有至少一个与制动盘4共同作用的(未显示的)制动衬片以及至少一个在制动过程中将压紧力施加到所述至少一个制动衬片上的压紧装置5。
两个压紧装置5在此通过控制装置6控制。此外，盘式制动器3具有至少一个制动缸8和制动钳9，作为压紧装置5的组成部分，其中，(未显示的)具有摩擦面的制动衬片设置在制动盘4的两侧。作为替换，一个压紧装置5也可以包含多于一个的制动钳9，这些制动钳通过制动力发生器8控制。
盘式制动器的其他组成部分在图1中未描述，因为它们的功能以及这种盘式制动器的功能本身是已知的，并且在此不需进一步解释。
此外，控制单元6与相应的用于确定相应车轮2的当前车轮直径d的确定单元10耦合。
在此，按一种优选实施方案，所述确定单元10具有至少一个传感器装置13。在此，在一种优选实施方案中，所述传感器装置13配备测量车轮直径d的传感器15。传感器15在此例如构成为光学的、机械的或者声学的传感器。
通过这种测量车轮直径的传感器15，能够确定当前车轮直径d，该传感器在激活时将车轮的当前车轮直径d传送给控制装置6，在控制装置中，当前车轮直径d用于计算要通过压紧装置施加的压紧力。
在一种替换的实施方案中，确定单元10具有分析单元14。因此，在传感器装置构成有测量当前车轮转速的传感器16的情况下，由测量的车轮转速以及经由控制单元11输送给控制装置6的车轮2相对于路轨(车轮2接触在该路轨上)的当前速度能够实现，在分析单元14中由这两个值计算车轮2的车轮直径d。
确定单元10优选构成为控制装置6的一体的独立的组成部分。也可以考虑，确定单元10构成为分开的功能单元，其与控制装置6经由缆线连接或无线地连接。
下面借助图2更详细地解释用于运行上述的轨道车辆制动系统的方法。
在方法步骤S1中激活确定单元10。这种激活可以自动地实现，或者也可以手动地实现，例如经由轨道车辆1的司机室的仪表板总成中的操纵系统实现。确定单元10的激活在此按照一种实施方案以预定的规律的间隔实现。在此，所述间隔可以在时间上选择，例如每小时或每天一次；也可以选择为路程距离，例如以每1000km的距离。也可以考虑的是，在每一个或者每x个制动过程之后或者在车轮修整成新的车轮直径之后，激活确定单元10。
在第二方法步骤S2中，车轮2或轮组的当前车轮直径d通过确定单元10确定。如在上面已经说明的，这优选通过用配备测量车轮直径d的传感器15的传感器装置13直接测量车轮2的车轮直径d来实现。
作为替换，当前车轮直径d如此确定：测量车轮2的车轮转速，并且紧接着由测量的车轮转速和车轮相对于路轨(车轮2接触在该路轨上)的速度来计算车轮直径d。
在第三方法步骤S3中，车轮2的如上所述的已确定的当前车轮直径d传送给控制装置6。
接着，在另一方法步骤S4中，在制动过程的控制中，轨道车辆制动系统的压紧装置5的控制可以在考虑车轮2的当前车轮直径d的情况下通过控制装置6执行。
在方法步骤S4中压紧装置5的控制优选被调节成，在车轮2在路轨上的车轮接触点上作用的制动力不超过预定的最大值，以便尤其是防止车轮在路轨上的抱死。
附图标记列表
1 轨道车辆
2 车轮
3 盘式制动器
4 制动盘
5 压紧装置
6 控制装置
7 轴
8 制动缸
9 制动钳
10 确定单元
11 轨道车辆控制单元
12 接头
13 传感器装置
14 分析单元
15 传感器
16 传感器
d 车轮直径

Claims (11)

1.一种轨道车辆制动系统，所述轨道车辆制动系统具有至少一个盘式制动器(3)，所述盘式制动器配设于一个车轮(2)或一个轮组，所述盘式制动器(3)具有至少一个制动盘(4)、至少一个与制动盘(4)共同作用的制动衬片、至少一个在制动过程中将压紧力施加到所述至少一个制动衬片上的压紧装置(5)以及用于控制压紧装置(5)的控制装置(6)，其特征在于，所述控制装置(6)与用于确定车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)的确定单元(10)耦合，所述控制装置(6)构造成，使得在制动过程中在控制预定的压紧力时考虑由确定单元(10)求得的当前车轮直径(d)的值。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动系统，其特征在于，所述确定单元(10)具有至少一个传感器装置(13)。
3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆制动系统，其特征在于，所述确定单元(10)具有分析单元(14)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的轨道车辆制动系统，其特征在于，所述传感器装置(13)具有测量车轮直径(d)的传感器(15)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的轨道车辆制动系统，其特征在于，所述传感器装置具有测量当前车轮转速的传感器(16)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的轨道车辆制动系统，其特征在于，所述确定单元(10)构成为控制装置(6)的一体的独立的组成部分，或者构成为分开的功能单元。
7.一种用于运行根据上述权利要求中任一项所述的轨道车辆制动系统的方法，其特征在于以下方法步骤：
(S1)激活确定单元(10)；
(S2)确定车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)；
(S3)将车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)传送给控制装置(6)；
(S4)在考虑车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)的情况下，通过控制装置(6)控制轨道车辆制动系统的压紧装置(5)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在方法步骤(S1)中的所述激活自动地和/或手动地实现。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在方法步骤(S2)中，车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)通过测量车轮(2)或轮组的车轮直径(d)实现。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在方法步骤(S2)中，车轮(2)或轮组的当前车轮直径(d)如此实现：测量车轮(2)或轮组的车轮转速，并且紧接着由测量的车轮转速和车轮相对于车轮(2)所接触在的路轨的速度来计算车轮直径(d)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤(S4)中，压紧装置(5)的控制被调节成，在车轮(2)在路轨上的车轮接触点上作用的制动力不超过预定的最大值。
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