CN109927758B - 固体轮缘润滑装置及润滑方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固体轮缘润滑装置，属于轨道车辆技术领域，包括润滑装置主体，内设用于容纳润滑组件的空腔，润滑装置主体的一端设置有将空腔与外部连通且供润滑组件通过的开口，另一端设置有将空腔与外部连通的第一通气孔；电空转换阀，出气口通过出气管与第一通气孔连通，进气口与气体供应管连通；加速度传感器，用于监测车轮的轴向加速度；以及控制模块，与电空转换阀和加速度传感器分别电连接。本发明提供了一种固体轮缘润滑方法。本发明提供的固体轮缘润滑装置及润滑方法，降低了发生车轮润滑过度、润滑块断裂、弹簧失效等现象发生的风险，同时降低了使用成本。

Description

固体轮缘润滑装置及润滑方法

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，更具体地说，是涉及一种固体轮缘润滑装置及润滑方法。

背景技术

地铁列车在运行过程中，车轮与轨道之间相互接触，尤其是车辆进入弯道或道岔时，车轮轮缘的磨耗更为明显。近年来，地铁轨道交通的快速发展很大程度地缓解了城市的交通压力，但是轨道线路曲线较多，尤其是小半径曲线线路使得磨耗问题更为突出，这样不仅缩短了车轮与钢轨的使用寿命，也增加了能耗。基于以上问题的考虑，地铁车辆基本每个转向架上均安装了轮缘润滑装置，而采用轮缘润滑装置不但能够有效解决轮轨磨耗严重问题，还可以降低轮对与轨道摩擦产生的噪音，也可以降低轮轨内部剪切应力，减轻轮轨表面的接触疲劳损伤及降低车轮脱轨系数，提高车辆运行的安全性。

目前地铁车辆用到的轮缘润滑系统分为干式润滑和湿式润滑两者。

干式轮缘润滑系统一般由润滑装置及固体润滑组件成。润滑装置通过螺栓固定在转向架上，固体润滑块安装于润滑装置内部，采用弹簧压紧，使润滑块与车轮轮缘部位紧密接触。在车轮运动过程中，固体润滑块首先接触轮缘，在轮缘区域形成一层润滑薄膜，当轮缘再与钢轨接触时，这层润滑薄膜则可以转移到钢轨，从而钢轨与下一个车轮接触时，可以对下个车轮进行润滑。

该干式轮缘润滑装置主要存在以下的不足：1、由于采用弹簧作为动力，这样润滑块会始终紧贴车轮，只要车轮转动，润滑块就会一直进行摩擦润滑，造成车轮过度润滑的后果；2、由于润滑块紧贴车轮，在运行过程中车轮横向、纵向冲击振动会影响润滑块的强度，容易出现使润滑块发生断裂的现象；3、弹簧在使用时间过长以后出现失效情况，导致压紧力不足，润滑不充分；4、由于润滑块持续摩擦，使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体轮缘润滑装置及润滑方法，旨在解决使用目前的干式轮缘润滑装置易造成车轮润滑过度、润滑块断裂、弹簧失效、使用成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种固体轮缘润滑装置，包括：润滑装置主体，内设用于容纳润滑组件的空腔，所述润滑装置主体的一端设置有将所述空腔与外部连通且供所述润滑组件通过的开口，另一端设置有将所述空腔与外部连通的第一通气孔；

电空转换阀，出气口通过出气管与所述第一通气孔连通，进气口与气体供应管连通；

加速度传感器，用于监测车轮的轴向加速度；以及

控制模块，与所述电空转换阀和所述加速度传感器分别连接，用于根据所述加速度传感器的监测数据控制所述电空转换阀的启闭或调整所述电空转换阀向所述空腔输送的压缩空气的压力。

进一步地，所述气体供应管与所述电空转换阀之间设置有相互连通的截断塞门和空气过滤器，所述截断塞门与所述气体供应管连通，所述空气过滤器与所述电空转换阀连通。

进一步地，还包括板体、设置在所述板体上的警报器，及用于监测所述空腔内压缩空气压力的压力传感器，所述电空转换阀、所述控制模块、所述截断塞门和所述空气过滤器均设置在所述板体上，所述警报器和所述压力传感器分别与所述控制模块电连接，所述控制模块用于根据所述压力传感器的监测数据控制所述警报器的启闭。

进一步地，所述润滑装置主体包括筒体、套设在所述筒体一端并用于封堵所述筒体该端口的套筒和设置在所述筒体上并用于与车辆连接的支架，所述筒体的内壁和所述套筒的内壁围成所述空腔，所述润滑组件沿所述筒体的轴向滑动设置在所述筒体内，所述第一通气孔设置在所述套筒上，所述第一通气孔上设置有用于与所述出气管连通的管接头。

进一步地，所述筒体内还设置有沿所述筒体的轴向滑动并用于容纳所述润滑组件的内筒，所述内筒靠近所述套筒的一端的面板上设置有将所述内筒的内腔与所述空腔连通的第二通气孔，所述润滑组件沿所述内筒的轴向滑动设置在所述内筒内，所述内筒通过弹性件与所述套筒的内壁连接。

进一步地，所述润滑组件包括沿所述筒体轴向相互连接的润滑块组及活塞，所述活塞位于所述润滑块组靠近所述套筒的一端且与所述润滑块组固定连接，所述筒体远离所述套筒的一端设置有排气孔，所述排气孔中心线与所述筒体自由端端面之间的距离大于所述活塞的厚度。

本发明提供的固体轮缘润滑装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明固体轮缘润滑装置利用压缩空气驱动润滑组件，取代了压缩弹簧，并设置了可以根据轨道与车轮接触部分曲率半径的大小调整压缩空气压力的电空转换阀、加速度传感器和控制模块。控制模块可以通过加速度传感器采集到车轮的轴向加速度，进而判断出车辆所处区段轨道的曲率半径，再根据判断结果确定出应向润滑装置主体的空腔内供应的压缩空气的压力调整值，之后向电空转换阀发送相应电流信号，控制电空转换阀将输出的压缩空气的压力值调整至压力调整值，或者控制电空转换阀失电，从而停止向润滑装置主体的空腔内输入压缩空气。其中，压缩空气的压力越大，润滑组件与轮缘之间的摩擦力越大，通过控制压缩空气压力的大小，便可实现润滑组件与轮缘之间摩擦力大小的调整，从而更加合理的使用润滑块，节省使用成本。电空转换阀、加速度传感器和控制模块的设置实现了压缩空气压力的可调控制，使得润滑组件的使用更加合理。

如当车轮在平直轨道上运行，车轮与轨道之间摩擦力极小不需要进行润滑的时候，可将气体供应管上的阀门、电空转换阀、加速度传感器和/或控制模块关闭，停止向润滑装置主体中供应压缩空气，使得润滑组件不与轮缘接触。当车轮在弯曲度较小的轨道上运行，即轨道与车轮接触部分的曲率半径较大，车轮与轨道之间摩擦力较大需要润滑的时候，向润滑装置主体中供应压缩空气，使得压缩空气推动润滑组件向外移动，直至润滑组件的外端与轮缘紧密接触，进而使得润滑组件与轮缘充分润滑。且随着车辆所处区段轨道的曲率半径越大，作用于润滑组件的压缩空气压力越大，进而增大了润滑组件与轮缘之间的摩擦力，从而保证了轮缘润滑的充分性，降低了车轮与轨道之间的摩擦力。

本发明提供的固体轮缘润滑装置，不同于市场上现有的干式轮缘润滑装置，在车轮不需要润滑时，可通过关闭气体供应管及控制模块的方式停止压缩空气的供应，进而停止润滑组件与轮缘的摩擦，避免了润滑组件与轮缘持续摩擦。润滑组件与轮缘之间摩擦力的大小可以通过调整压缩空气压力的大小来调整。由于车辆所处轨道的曲率半径越小，则车轮所受到的横向冲力越大，此时车轮的轴向加速度越大，此时增大压缩空气的压力，增加了润滑组件与轮缘之间的摩擦力，进而增强了润滑组件对轮缘的润滑效果，保证了车辆的顺畅运行，且降低了车轮与轨道发生相互磨损的风险，同时降低了车轮所受摩擦力较小时，润滑组件对轮缘进行过度润滑的风险，进而降低了使用过程中润滑块发生断裂的风险和固体轮缘润滑装置的使用成本较低。

本发明还提供了一种固体轮缘润滑方法，包括以下步骤：

1)获取车轮的轴向加速度；

2)根据所述车轮的轴向加速度与预设的轴向加速度阈值，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，确定是否向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气；

3)若向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气，确定压缩空气的压力调整值，并根据所述压力调整值调整压缩空气的压力；

4)将调整好压力的压缩空气通入所述空腔内，推动所述润滑组件向所述车轮的轮缘移动，直至所述润滑组件的外端与所述轮缘抵接，开始润滑。

进一步地，所述轴向加速度阈值包括第一轴向加速度阈值；

所述步骤2)包括以下步骤：

21)比较所述车轮的轴向加速度与预设的各轴向加速度阈值大小；

22)当所述车轮的轴向加速度小于第一轴向加速度阈值时，不向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气；当所述车轮的轴向加速度大于等于第一轴向加速度阈值时向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气。

进一步地，所述轴向加速度阈值还包括第二轴向加速度阈值、……及第n轴向加速度阈值，由所述第一轴向加速度阈值到第n轴向加速度阈值数值依次增大，其中n为大于等于2的自然数；

所述步骤3)包括以下步骤：

31)确定所述车轮的轴向加速度所属阈值区间；

32)将所述步骤31)得出的阈值区间对应的预设压力阈值作为压缩空气的压力调整值；

33)根据所述压力调整值调整压缩空气的压力；

其中，各所述阈值区间对应的预设压力阈值与相应所述阈值区间起始端轴向加速度阈值成正比。

进一步地，在所述步骤4)之后还包括以下步骤：

5)获取所述空腔内压缩空气的实际压力值；

6)计算得出实际压力值的下降速度；

7)比较实际压力值的下降速度与预设的压力下降速度阈值，当实际压力值的下降速度小于预设的压力下降速度阈值时，停止压缩空气。

本发明提供的固体轮缘润滑方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明固体轮缘润滑方法采用本发明提供的固体轮缘润滑装置，利用压缩空气驱动润滑组件，取代了压缩弹簧，并可以根据车轮所处区段轨道的曲率半径灵活调整压缩空气的压力。使用时，实时监测车轮的轴向加速度，并将车轮的轴向加速度与预设的轴向加速度阈值进行对比，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，确定是否向润滑装置主体的空腔内供应压缩空气，或者确定出压缩空气的压力调整值。其中，压缩空气的压力越大，润滑组件与轮缘之间的摩擦力越大，通过控制压缩空气压力的大小，便可实现润滑组件与轮缘之间摩擦力大小的调整，从而更加合理的使用润滑块，节省使用成本。

如当车轮在平直轨道上运行，车轮与轨道之间摩擦力极小不需要进行润滑的时候，停止向润滑装置主体中供应压缩空气，使得润滑组件不与轮缘接触。当车轮在弯曲度较小的轨道上运行，即轨道与车轮接触部分的曲率半径较大，车轮与轨道之间摩擦力较大需要润滑的时候，向润滑装置主体中供应压缩空气，使得压缩空气推动润滑组件向外移动，直至润滑组件的外端与轮缘紧密接触，进而使得润滑组件与轮缘充分润滑。且车辆所处区段轨道的曲率半径越大，作用于润滑组件的压缩空气压力越大，进而增大了润滑组件与轮缘之间的摩擦力，从而保证了轮缘润滑的充分性，降低了车轮与轨道之间的摩擦力。

本发明提供的固体轮缘润滑方法，不同于市场上现有的干式轮缘润滑方法，在车轮不需要润滑时，可通过关闭气体供应管及控制模块的方式停止压缩空气的供应，进而停止润滑组件与轮缘的摩擦，避免了润滑组件与轮缘持续摩擦。润滑组件与轮缘之间摩擦力的大小可以通过调整压缩空气压力的大小来调整。由于车辆所处轨道的曲率半径越小，则车轮所受到的横向冲力越大，此时车轮的轴向加速度越大，此时增大压缩空气的压力，增加了润滑组件与轮缘之间的摩擦力，进而增强了润滑组件对轮缘的润滑效果，保证了车辆的顺畅运行，且降低了车轮与轨道发生相互磨损的风险，同时降低了车轮所受摩擦力较小时，润滑组件对轮缘进行过度润滑的风险，进而降低了使用过程中润滑块发生断裂的风险和固体轮缘润滑方法的使用成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所采用的板体的结构示意图；

图2为本发明实施例所采用的润滑装置主体的主视结构示意图；

图3为本发明实施例所采用的润滑装置主体的俯视结构示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖视结构图；

图5为本发明实施例提供的固体轮缘润滑装置的控制结构框线示意图。

图中：100、润滑装置主体；110、筒体；111、耳板；112、螺栓；120、套筒；130、支架；140、管接头；150、内筒；160、第二通气孔；170、弹性件；180、排气孔；190、密封圈；200、润滑组件；210、润滑块组；220、活塞；300、电空转换阀；310、出气管；320、气体供应管；330、压力传感器；340、压力表；400、板体；410、螺纹孔；500、警报器；600、加速度传感器；700、控制模块；800、截断塞门；900、空气过滤器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明实施例提供的固体轮缘润滑装置进行说明。所述固体轮缘润滑装置，包括润滑装置主体100、电空转换阀300、加速度传感器600及控制模块700。润滑装置主体100内设用于容纳润滑组件200的空腔，润滑装置主体100的一端设置有将空腔与外部连通且供润滑组件200通过的开口，另一端设置有将空腔与外部连通的第一通气孔。电空转换阀300的出气口通过出气管310与第一通气孔连通，进气口与气体供应管320连通。加速度传感器600用于监测车轮的轴向加速度。控制模块700与电空转换阀300和加速度传感器600分别连接，用于根据加速度传感器600的监测数据控制电空转换阀300的启闭或调整电空转换阀300向空腔输送的压缩空气的压力。

使用时，将固体轮缘润滑装置安装至车辆转向架或车体上，使得润滑组件200伸出后可以轮缘接触并随着车轮的转动对轮缘进行润滑，加速度传感器600则可以对车轮的轴向加速度进行实时监测。其中润滑装置主体100、电空转换阀300和加速度传感器600可分别设置在车辆转向架或车体上，控制模块700可以设置在车辆的操作室内，也可以设置在其他地方，只要能实现相应功能即可。本领域技术人员能够通过上述描述，清楚润滑装置主体100、电空转换阀300、加速度传感器600及控制模块700的安装位置，且上述各部件的安装位置不局限于上面列举的位置。

当轮缘需要润滑时，气体进入电空转换阀300，经电空转换阀300压缩加压后经出气管310进入润滑装置主体100空腔中，推动位于空腔内的润滑组件200向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘抵接，开始对轮缘进行润滑。期间，加速度传感器600对车轮的轴向加速度进行实时监测并将检测到的数据实时传送至控制模块700，控制模块700根据接收到的数据分析得出轨道与车轮接触的部分曲率半径大小，再根据该部分轨道的曲率半径向电空转换阀300下发电流信号，电空转换阀300可以根据接收到的电流信号，通过线圈产生相应的电磁吸力，进而调整电空转换阀300输出的压缩空气的压力。

具体地，在控制模块700中预设若干个加速度阈值(a₁、a₂、……、a_n，其中a₁＜a₂＜……＜a_n-1＜a_n，n为大于等于2的自然数)及与各加速度阈值相对应的轨道曲率半径阈值(r₁、r₂、……、r_n，其中r₁＜r₂＜……＜r_n-1＜r_n)，控制模块700根据各曲率半径阈值划分对应的轨道曲率半径区间(r＜r₁、r₁≤r＜r₂、……、r_n-1≤r≤r_n)，并预设与各轨道曲率半径区间对应的电流信号。当加速度传感器600检测到车轮的轴向加速度a后将数据传送至控制模块700中，控制模块700将a与各加速度阈值进行比较，确定轨道与车轮接触的部分对应的曲率半径r所处轨道曲率半径区间，之后向电空转换阀300发送与该轨道曲率半径区间对应的电流信号。如a₂≤a≤a₃，则轨道与车轮接触的部分r处于轨道曲率半径区间r₂≤r≤r₃内，控制模块700向电空转换阀300发送与轨道曲率半径区间r₂≤r≤r₃对应的电流信号，调整电空转换阀300输出压缩空气的压力，使得轨道与车轮接触部分曲率半径较小时，压缩空气的压力较小，轨道与车轮接触部分曲率半径较大时，压缩空气的压力较大。当r＜r₁时，压缩空气的压力最小，当r_n-1≤r≤r_n时，压缩空气的压力最大。

本发明实施例提供的固体轮缘润滑装置，与现有技术相比，利用压缩空气驱动润滑组件200，取代了压缩弹簧，并设置了可以根据轨道与车轮接触部分曲率半径的大小调整压缩空气压力的电空转换阀300、加速度传感器600和控制模块700。控制模块700可以通过加速度传感器600采集到车轮的轴向加速度，进而判断出车辆所处区段轨道的曲率半径，再根据判断结果确定出应向润滑装置主体100的空腔内供应的压缩空气的压力调整值，之后向电空转换阀300发送相应电流信号，控制电空转换阀300将输出的压缩空气的压力值调整至压力调整值，或者控制电空转换阀300失电，从而停止向润滑装置主体100的空腔内输入压缩空气。其中，压缩空气的压力越大，润滑组件200与轮缘之间的摩擦力越大，通过控制压缩空气压力的大小，便可实现润滑组件200与轮缘之间摩擦力大小的调整，从而更加合理的使用润滑块，节省使用成本。电空转换阀300、加速度传感器600和控制模块700的设置实现了压缩空气压力的可调控制，使得润滑组件200的使用更加合理。

如当车轮在平直轨道上运行，车轮与轨道之间摩擦力极小不需要进行润滑的时候，可将气体供应管320上的阀门、电空转换阀300、加速度传感器600和/或控制模块700关闭，停止向润滑装置主体100中供应压缩空气，使得润滑组件200不与轮缘接触。当车轮在弯曲度较小的轨道上运行，即轨道与车轮接触部分的曲率半径较大，车轮与轨道之间摩擦力较大需要润滑的时候，向润滑装置主体100中供应压缩空气，使得压缩空气推动润滑组件200向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘紧密接触，进而使得润滑组件200与轮缘充分润滑。且随着车辆所处区段轨道的曲率半径越大，作用于润滑组件200的压缩空气压力越大，进而增大了润滑组件200与轮缘之间的摩擦力，从而保证了轮缘润滑的充分性，降低了车轮与轨道之间的摩擦力。

本发明实施例提供的固体轮缘润滑装置，不同于市场上现有的干式轮缘润滑装置，在车轮不需要润滑时，可通过关闭气体供应管320及控制模块700的方式停止压缩空气的供应，进而停止润滑组件200与轮缘的摩擦，避免了润滑组件200与轮缘持续摩擦。润滑组件200与轮缘之间摩擦力的大小可以通过调整压缩空气压力的大小来调整。由于车辆所处轨道的曲率半径越小，则车轮所受到的横向冲力越大，此时车轮的轴向加速度越大，此时增大压缩空气的压力，增加了润滑组件200与轮缘之间的摩擦力，进而增强了润滑组件200对轮缘的润滑效果，保证了车辆的顺畅运行，且降低了车轮与轨道发生相互磨损的风险，同时降低了车轮所受摩擦力较小时，润滑组件200对轮缘进行过度润滑的风险，进而降低了使用过程中润滑块发生断裂的风险和固体轮缘润滑装置的使用成本较低。

具体地，当车轮不需要润滑时，电空转换阀300处于失电状态，气路处于截止状态，压缩空气无法通过。当车辆经过曲线轨道时，由于车辆的横向振动，加速度传感器600可以检测到横向冲动(即车轮的轴向加速度)，并将相应检测数据传送至控制模块700，控制模块700对接收到的信号进行相应的过滤处理，实时计算出车轮当前的轴向加速度值，再根据当前车轮的轴向加速度值来判定此时车辆经过的轨道曲率半径。进而判断出轨道曲率半径所处区间，输出相应的电流信号到电空转换阀300，电空转换阀300再根据该电流信号，通过线圈产生相应的电磁吸力，进而实现电空转换阀300输出压缩空气压力的调整，从而驱动润滑块对车轮轮缘进行摩擦。当车辆经过曲线路段后，控制模块700停止压缩空气的供应，润滑装置主体100中的压缩空气会通过电空转换阀300排向大气。

本实施例中控制模块700与电空转换阀300和加速度传感器600分别连接是指，控制模块700与电空转换阀300和加速度传感器600分别有线连接或无线连接。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图1，气体供应管320与电空转换阀300之间设置有相互连通的截断塞门800和空气过滤器900，截断塞门800与气体供应管320连通，空气过滤器900与电空转换阀300连通。

当车轮在平直轨道上运行，车轮与轨道之间摩擦力极小不需要进行润滑的时候，可通过将截断塞门800关闭来实现气体供应管320的封堵，从而断开压缩空气的供应，使得润滑组件200与轮缘保持分离状态。

当轮缘需要润滑时，打开截断塞门800，气体通过气体供应管320进入空气过滤器900，过滤后的气体进入电空转换阀300，经电空转换阀300压缩加压后经出气管310进入润滑装置主体100空腔中，推动位于空腔内的润滑组件200向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘抵接，开始对轮缘进行润滑。

截断塞门800的设置便于用户根据需要灵活控制气体供应管320的导通或封堵。空气过滤器900的设置则确保了进入电空转换阀300中气体的整洁性，进而降低了电空转换阀300发生故障的风险，及第一通气孔发生堵塞的风险，保证了固体轮缘润滑装置工作性能的稳定性。

具体地，当车轮不需要润滑时，电空转换阀300处于失电状态，气路处于截止状态，压缩空气无法通过，进而停止向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气。

本实施例中截断塞门800和空气过滤器900分别与控制模块700电连接，可在控制模块700中预设程序，使得车轮不需要润滑时，控制模块700控制电空转换阀300失电的情况下，可以同时控制截断塞门800关闭和空气过滤器900停止工作，进而有效提高了设备的自动化程度，降低了固体轮缘润滑装置的能耗。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图1及图5，还包括板体400、设置在板体400上的警报器500，及用于监测空腔内压缩空气压力的压力传感器330，电空转换阀300、控制模块700、截断塞门800和空气过滤器900均设置在板体400上，警报器500和压力传感器330分别与控制模块700电连接，控制模块700用于根据压力传感器330的监测数据控制警报器500的启闭。

使用时，压力传感器330对空腔内压缩空气的压力进行实时监测，并将获取的数据实时传送至控制模块700，当润滑组件200用尽或快用尽时，润滑组件200与空腔的侧壁之间的缝隙变大，使得空腔内的压缩空气快速泄漏至空气中，进而使得压力传感器330检测到的空腔内压缩空气的压力快速下降，当该压力下降速度大于一定阈值(例如40kPa/min)时，控制模块700控制警报器500工作，使其向车辆系统发出警告，提示维护人员更换润滑块。

另外，润滑装置主体100存在气体泄漏时，也可能会影响压力快速下降。当该压力下降速度大于一定阈值(例如40kPa/min)时，控制模块700控制警报器500工作，使其向车辆系统发出警告，提示维护人员及时维修。

压力传感器330的设置便于控制模块700分析判断润滑组件200的磨损情况及润滑装置主体100的气体泄漏情况，进而判断是否继续对润滑装置主体100供应压缩空气，进而实现了控制模块700对固体轮缘润滑装置的闭环管理。

板体400的设置使得电空转换阀300、控制模块700、截断塞门800和空气过滤器900组成一个整体，安装时，可将板体400安装在车辆的操作室内，便于操作人员操作。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图1，板体400上设置有螺纹孔410，便于板体400安装到车辆的控制台上。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图1，板体400上还设置有用于显示空腔中压缩空气压力大小的压力表340。

通过压力表340，操作人员能够直接读取空腔内压缩空气的压力大小，判断出当前车辆经过轨道的曲率半径，及润滑块的受力值等信息，从而便于操作人员及时对工况进行调整。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图2至图4，润滑装置主体100包括筒体110、套设在筒体110一端并用于封堵筒体110该端口的套筒120和设置在筒体110上并用于与车辆连接的支架130，筒体110的内壁和套筒120的内壁围成空腔，润滑组件200沿筒体110的轴向滑动设置在筒体110内，第一通气孔设置在套筒120上，第一通气孔上设置有用于与出气管310连通的管接头140。

使用时，将支架130安装至车辆的车架或转向架上，使得润滑装置主体100位于轮缘附件，当润滑组件200伸出一定距离后可与轮缘接触。车轮需要润滑时，压缩空气通过第一通气孔进入套筒120内壁与筒体110内壁所围成的空腔内，推动位于筒体110内的润滑组件200沿筒体110的轴向向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘接触并对其进行润滑。

管接头140的设置便于出气管310的安装，符合其使用要求。

本实施例中筒体110与套筒120之间设置有密封圈190，请参阅图4，保证压缩空气的气密性。支架130上开设两个长圆孔，便于吊装在转向架上，并可以对润滑装置与车轮之间的距离进行相应的调整。

筒体110靠近套筒120的一端和套筒120靠近筒体110的一端分别设置有耳板111，且筒体110和套筒120上的耳板111通过螺栓112可拆卸连接。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅4，筒体110内还设置有沿筒体110的轴向滑动并用于容纳润滑组件200的内筒150，内筒150靠近套筒120的一端的面板上设置有将内筒150的内腔与空腔连通的第二通气孔160，润滑组件200沿内筒150的轴向滑动设置在内筒150内，内筒150通过弹性件170与套筒120的内壁连接。

压缩空气通过第一通气孔进入空腔中后，推动内筒150向外移动，当移动到一定位置后(如2-5mm)，弹性件170就会起到拉紧作用，使内筒150停止移动，直至作用于内筒150上的压缩空气的推力与弹性件170的拉力相当，内筒150停止移动。之后压缩气体通过第二通气孔160进入内筒150内腔，推动润滑组件200沿内筒150的轴向向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘紧密接触。当车辆经过曲线路段后，不需要润滑时，停止向空腔内供应压缩空气，筒体110中的压缩空气会通过电空转换阀300排向大气，弹性件170则会拉动内筒150向后移动，这样就能使润滑块完全脱离车轮轮缘。

安装时，可将润滑装置主体100与轮缘之间的间距设置为略大于内筒150可延伸出筒体110外的最大伸长量，使得润滑组件200只要稍微延伸出内筒150便可与轮缘相接触，从而确保了润滑组件200的充分利用，降低了润滑组件200中润滑块的浪费率。

弹性件170的设置使得内筒150沿筒体110轴向向外移动的距离有限，进而避免了内筒150与轮缘发生摩擦，影响车轮的正常转动，且不影响轮缘润滑的正常进行。

且弹性件170的设置实现了润滑组件200的回弹，进一步降低了使用时润滑组件200的浪费率，从而节省了润滑装置的使用成本。

本实施例中弹性件170可以为弹簧、橡胶弹性件170等。内筒150的设计尺寸比筒体110内壁尺寸小0.1-0.2mm，这样使内筒150与筒体110之间存在着间隙，同时在该间隙中涂抹密封油脂，以起到密封作用。内筒150可选用材质为硫化橡胶，便于筒体110与内筒150之间，以及润滑组件200与内筒150之间快速移动。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图4，第二通气孔160与第一通气孔不同轴设置，使得压缩空气经第一通气孔进入空腔后会首先作用于内筒150的末端，推动内筒150向外移动。当内筒150停止移动后，再通过第二通气孔160进入内筒150内腔推动内筒150内的润滑组件200向外移动，从而有效避免了润滑组件200先伸出与轮缘接触，再在内筒150的推动下加大与轮缘之间的摩擦力或发生回缩的现象发生，进而有效降低了润滑组件200发生磨损的风险，保证了轮缘润滑操作的顺利进行。

作为本发明提供的固体轮缘润滑装置的一种具体实施方式，请参阅图4，润滑组件200包括沿筒体110轴向相互连接的润滑块组210及活塞220，活塞220位于润滑块组210靠近套筒120的一端且与润滑块组210固定连接，筒体110远离套筒120的一端设置有排气孔180，排气孔180中心线与筒体110自由端端面之间的距离大于活塞220的厚度。

当润滑组件200中润滑块组210即将耗完时，活塞220在压缩空气的推动下移动至排气孔180与筒体110自由端之间，此时空腔内的压缩空气会快速通过排气孔180泄漏至大气中，此时压力传感器330便可检测到空腔内的压缩空气的压力值快速下降。当压力下降速度大于一定阈值(例如40kPa/min)时，控制模块700便可以向车辆系统发出警告，提示维护人员更换润滑块，并控制相应部件进行相应动作停止向筒体110内供应压缩空气，如电空转换阀300停止工作、截断塞门800关闭等。而筒体110中的压力下降速度低于该阈值时，控制模块700则认为是润滑装置主体100的正常漏气。

活塞220的设置便于压缩气体推动润滑组块向外移动，且便于润滑组块用尽后新的润滑组块的安装。排气孔180的设置避免了活塞220被压缩空气推出内筒150与内筒150发生脱离的现象发生。

本实施例中为了便于活塞220能够顺畅移动，设计尺寸比内筒150内壁尺寸小0.1-0.2mm，且可选用聚四氟乙烯橡胶作为活塞220材质。活塞220可与内筒150滑动连接，进而保证了活塞220可以沿预设的轨道进行滑动，不会发生歪斜，从而保证了润滑组件200向外滑动的顺畅进行。润滑块可采用市场上现有技术成熟的润滑块。

本发明还提供一种固体轮缘润滑方法。所述固体轮缘润滑方法包括以下步骤：1)获取车轮的轴向加速度；2)根据车轮的轴向加速度与预设的轴向加速度阈值，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，确定是否向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气；3)若向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气，确定压缩空气的压力调整值，并根据压力调整值调整压缩空气的压力；4)将调整好压力的压缩空气通入空腔内，推动润滑组件200向车轮的轮缘移动，直至润滑组件200的外端与轮缘抵接，开始润滑。

预设各轴向加速度阈值(如a₁、a₂、……、a_n，其中a₁＜a₂＜……＜a_n-1＜a_n，n为大于等于2的自然数)，形成相应阈值区间(如a₁-a₂、……、a_n-1-a_n)，预设各阈值区间对应的压力阈值(如f₁、f₂、……、f_n-1)。车辆在轨道上行驶时，对车轮的轴向加速度(记为a)进行实时监测，再将获取的车轮轴向加速度与预设的轴向加速度阈值进行比较。当a小于a₁时，则表示车辆所处区段轨道为较为平直的轨道，即轨道的曲率半径极大，此时不向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气，固体轮缘润滑装置不动作，润滑组件200不与轮缘接触，且不对轮缘进行润滑。当a大于等于a₁时，才向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气，且压缩空气的压力需调整到与a所处阈值区间对应的压力阈值一致。如a所属阈值区间为a₂-a₃时，压缩空气的压力调整到a₂-a₃所对应的压力阈值；a所属阈值区间为a₅-a₆时，压缩空气的压力调整到a₅-a₆所对应的压力阈值。其中，预设轴向加速度阈值的个数可根据需要制定。

举例说明，预设四个轴向加速度阈值a₁、a₂、a₃、a₄，从而形成三个加速度区间(a₁-a₂、a₂-a₃、a₃-a₄)，然后对应三个电流值，相应地电空转换阀300可以输出三种压力值，对应到润滑块受到的力为10N-40N之间相应变换。其中a₁代表加速度值最小，a₃代表加速度值最大。当装置中的加速度传感器600检测到加速度值a小于a₁时，则表示车辆经过曲率半径较为平直的线路，电控模块不输出电流值，电空转换阀300没有动作，此时轮缘润滑装置也不动作，不需要对车轮轮缘进行润滑。当装置中的加速度传感器600检测到加速度值a₁≤a＜a₂时，则表示车辆经过曲率半径较大的线路，电控模块会输出较小的电流值，此时轮缘润滑装置输出较小的压力，使车轮轮缘得到轻微润滑，节省润滑块的使用。同理依次类推，当加速度值a₃≤a＜a₄时，则表示车辆经过曲率半径较小的线路，此时轮缘润滑装置应输出较大的压力，使车轮轮缘得到充分的润滑。

本发明实施例提供的固体轮缘润滑方法，与现有技术相比，采用了本发明提供的固体轮缘润滑装置，利用压缩空气驱动润滑组件200，取代了压缩弹簧，并可以根据车轮所处区段轨道的曲率半径灵活调整压缩空气的压力。使用时，实时监测车轮的轴向加速度，并将车轮的轴向加速度与预设的轴向加速度阈值进行对比，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，确定是否向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气，或者确定出压缩空气的压力调整值。其中，压缩空气的压力越大，润滑组件200与轮缘之间的摩擦力越大，通过控制压缩空气压力的大小，便可实现润滑组件200与轮缘之间摩擦力大小的调整，从而更加合理的使用润滑块，节省使用成本。

如当车轮在平直轨道上运行，车轮与轨道之间摩擦力极小不需要进行润滑的时候，停止向润滑装置主体100中供应压缩空气，使得润滑组件200不与轮缘接触。当车轮在弯曲度较小的轨道上运行，即轨道与车轮接触部分的曲率半径较大，车轮与轨道之间摩擦力较大需要润滑的时候，向润滑装置主体100中供应压缩空气，使得压缩空气推动润滑组件200向外移动，直至润滑组件200的外端与轮缘紧密接触，进而使得润滑组件200与轮缘充分润滑。且车辆所处区段轨道的曲率半径越大，作用于润滑组件200的压缩空气压力越大，进而增大了润滑组件200与轮缘之间的摩擦力，从而保证了轮缘润滑的充分性，降低了车轮与轨道之间的摩擦力。

本发明实施例提供的固体轮缘润滑方法，不同于市场上现有的干式轮缘润滑方法，在车轮不需要润滑时，可通过关闭气体供应管320及控制模块700的方式停止压缩空气的供应，进而停止润滑组件200与轮缘的摩擦，避免了润滑组件200与轮缘持续摩擦。润滑组件200与轮缘之间摩擦力的大小可以通过调整压缩空气压力的大小来调整。由于车辆所处轨道的曲率半径越小，则车轮所受到的横向冲力越大，此时车轮的轴向加速度越大，此时增大压缩空气的压力，增加了润滑组件200与轮缘之间的摩擦力，进而增强了润滑组件200对轮缘的润滑效果，保证了车辆的顺畅运行，且降低了车轮与轨道发生相互磨损的风险，同时降低了车轮所受摩擦力较小时，润滑组件200对轮缘进行过度润滑的风险，进而降低了使用过程中润滑块发生断裂的风险和固体轮缘润滑方法的使用成本较低。

作为本发明提供的固体轮缘润滑方法的一种具体实施方式，轴向加速度阈值包括第一轴向加速度阈值。步骤2)包括以下步骤：21)比较车轮的轴向加速度与预设的各轴向加速度阈值大小；22)当车轮的轴向加速度小于第一轴向加速度阈值时，不向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气；当车轮的轴向加速度大于等于第一轴向加速度阈值时向润滑装置主体100的空腔内供应压缩空气。

作为本发明提供的固体轮缘润滑方法的一种具体实施方式，轴向加速度阈值还包括第二轴向加速度阈值、……及第n轴向加速度阈值，由第一轴向加速度阈值到第n轴向加速度阈值数值依次增大，其中n为大于等于2的自然数。

步骤3)包括以下步骤：31)确定车轮的轴向加速度所属阈值区间；32)将步骤31)得出的阈值区间对应的预设压力阈值作为压缩空气的压力调整值；33)根据压力调整值调整压缩空气的压力；其中，各阈值区间对应的预设压力阈值与相应阈值区间起始端轴向加速度阈值成正比。

作为本发明提供的固体轮缘润滑方法的一种具体实施方式，在步骤4)之后还包括以下步骤：5)获取空腔内压缩空气的实际压力值；6)计算得出实际压力值的下降速度；7)比较实际压力值的下降速度与预设的压力下降速度阈值，当实际压力值的下降速度小于预设的压力下降速度阈值时，停止压缩空气。

当润滑组件200中的润滑块即将用尽时，润滑装置主体100内压缩空气大量快速泄漏，压力传感器330检测到的润滑装置主体100内压缩空气压力快速下降。当润滑装置主体100出现断裂、破损等时，润滑装置主体100内的压缩空气也会大量快速泄漏，从而也会造成压力传感器330检测到的润滑装置主体100内压缩空气压力快速下降。

压力下降速度阈值可以根据实际情况设定，如40kPa/min时，这样只有当实际压力值的下降速度小于该预设压力下降速度阈值时才停止压缩空气，进行润滑组件200的更换，或者润滑装置主体100维修。压力下降速度低于该阈值时，则认为是正常的系统泄露。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.固体轮缘润滑装置，其特征在于，包括：

润滑装置主体，内设用于容纳润滑组件的空腔，所述润滑装置主体的一端设置有将所述空腔与外部连通且供所述润滑组件通过的开口，另一端设置有将所述空腔与外部连通的第一通气孔；

电空转换阀，出气口通过出气管与所述第一通气孔连通，进气口与气体供应管连通；

加速度传感器，用于监测车轮的轴向加速度；以及

控制模块，与所述电空转换阀和所述加速度传感器分别连接，用于根据所述加速度传感器的监测数据与预设的轴向加速度阈值，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，从而控制所述电空转换阀的启闭或调整所述电空转换阀向所述空腔输送的压缩空气的压力；

所述润滑装置主体包括筒体、套设在所述筒体一端并用于封堵所述筒体该端口的套筒和设置在所述筒体上并用于与车辆连接的支架，所述筒体的内壁和所述套筒的内壁围成所述空腔，所述润滑组件沿所述筒体的轴向滑动设置在所述筒体内，所述第一通气孔设置在所述套筒上，所述第一通气孔上设置有用于与所述出气管连通的管接头；

所述筒体内还设置有沿所述筒体的轴向滑动并用于容纳所述润滑组件的内筒，所述润滑组件沿所述内筒的轴向滑动设置在所述内筒内，所述内筒靠近所述套筒的一端的面板上设置有将所述内筒的内腔与所述空腔连通的第二通气孔，且该端面板通过弹性件与所述套筒的内壁连接；第二通气孔与第一通气孔不同轴设置。

2.如权利要求1所述的固体轮缘润滑装置，其特征在于：所述气体供应管与所述电空转换阀之间设置有相互连通的截断塞门和空气过滤器，所述截断塞门与所述气体供应管连通，所述空气过滤器与所述电空转换阀连通。

3.如权利要求2所述的固体轮缘润滑装置，其特征在于：还包括板体、设置在所述板体上的警报器，及用于监测所述空腔内压缩空气压力的压力传感器，所述电空转换阀、所述控制模块、所述截断塞门和所述空气过滤器均设置在所述板体上，所述警报器和所述压力传感器分别与所述控制模块电连接，所述控制模块用于根据所述压力传感器的监测数据控制所述警报器的启闭。

4.如权利要求1-3任一项所述的固体轮缘润滑装置，其特征在于：所述润滑组件包括沿所述筒体轴向相互连接的润滑块组及活塞，所述活塞位于所述润滑块组靠近所述套筒的一端且与所述润滑块组固定连接，所述筒体远离所述套筒的一端设置有排气孔，所述排气孔中心线与所述筒体自由端端面之间的距离大于所述活塞的厚度。

5.固体轮缘润滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取车轮的轴向加速度；

2)根据所述车轮的轴向加速度与预设的轴向加速度阈值，判断车辆所处区段轨道的曲率半径所处区间，确定是否向权利要求1-4任一项所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气；

3)若向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气，确定压缩空气的压力调整值，并根据所述压力调整值调整压缩空气的压力；

4)将调整好压力的压缩空气通入所述空腔内，推动所述润滑组件向所述车轮的轮缘移动，直至所述润滑组件的外端与所述轮缘抵接，开始润滑。

6.如权利要求5所述的固体轮缘润滑方法，其特征在于：所述轴向加速度阈值包括第一轴向加速度阈值；

所述步骤2)包括以下步骤：

21)比较所述车轮的轴向加速度与预设的各轴向加速度阈值大小；

22)当所述车轮的轴向加速度小于第一轴向加速度阈值时，不向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气；当所述车轮的轴向加速度大于等于第一轴向加速度阈值时向所述润滑装置主体的所述空腔内供应压缩空气。

7.如权利要求6所述的固体轮缘润滑方法，其特征在于：所述轴向加速度阈值还包括第二轴向加速度阈值、……及第n轴向加速度阈值，由所述第一轴向加速度阈值到第n轴向加速度阈值数值依次增大，其中n为大于等于2的自然数；

所述步骤3)包括以下步骤：

31)确定所述车轮的轴向加速度所属阈值区间；

32)将所述步骤31)得出的阈值区间对应的预设压力阈值作为压缩空气的压力调整值；

33)根据所述压力调整值调整压缩空气的压力；

其中，各所述阈值区间对应的预设压力阈值与相应所述阈值区间起始端轴向加速度阈值成正比。

8.如权利要求5-7任一项所述的固体轮缘润滑方法，其特征在于，在所述步骤4)之后还包括以下步骤：

5)获取所述空腔内压缩空气的实际压力值；

6)计算得出实际压力值的下降速度；

7)比较实际压力值的下降速度与预设的压力下降速度阈值，当实际压力值的下降速度小于预设的压力下降速度阈值时，停止压缩空气。

Images