CN110709305B - 补偿轨道车辆的牵引力损失的方法 - Google Patents

Abstract

一种补偿轨道车辆的牵引力损失的方法。本发明涉及一种补偿轨道车辆(2)、优选货运列车机车(2)在钢轨线路弯道(1)中、尤其在轨道车辆(2)起动时和/或尤其在坡道上的牵引力损失的方法，其特征在于，将钢轨(10)与轨道车辆(2)的至少一个被驱动的轨道车辆车轮(210,210)之间的相对不利的摩擦条件通过对所述轨道车辆车轮(210,210)在钢轨(10)上进行主动控制改变为相对有利的摩擦条件。

Description

补偿轨道车辆的牵引力损失的方法

技术领域

本发明涉及一种补偿轨道车辆、优选货运列车机车在钢轨线路弯道或者说钢轨弧形段中、尤其在轨道车辆起动时和/或尤其在坡道上的牵引力损失的方法。

背景技术

专利文献DE 10 2014 214 055 A1公开了一种用于轨道车辆的走行机构，其具有至少支撑在第一和第二轮组上的走行机构框架，其中，每个轮组在两个走行机构侧上均具有用于水平导引轮组的三角形导杆，并且每个三角连杆借助于轮组侧的支座分别与轨道车辆车轮铰接连接并且借助于两个框架侧的支座与走行机构框架铰接连接。每个三角形导杆的支座中的至少一个具有纵向刚度可变的液压衬套，其中，该液压衬套包括至少一个可以填充液压流体的流体腔，从而可以在流体腔中产生液压压力，通过该液压压力可以调节液压衬套的纵向刚度。

在不利的轨道情况下例如弄脏的和/或潮湿的钢轨中，轨道车辆(铁路机车车辆、牵引动车、机车、头部动车、动车、自行式铁路专用机车车辆等)的被驱动的轨道车辆车轮和相关的钢轨之间的可传递的机械摩擦在某些情况下剧烈减小。由轨道车辆提供的机械的驱动功率不再能完全传递，并且驱动控制/驱动调节(或者说闭环控制)需要防止车轮由于牵引力降低(牵引力损失)而打滑。

在现代轨道车辆中，轨道车辆的起动在轨道车辆的驱动装置的滑动运行中进行。在滑动运行中，在下列情况下，在轨道车辆使用中观测到数量级为大约10％的另外的牵引力损失，即当轨道车辆位于弯道(曲线)中时(弧形段中的牵引力损失)和尤其当轨道车辆在弯道中从静止起动时。这种牵引力损失随着曲线半径的减小而增大。此外，可传递的机械摩擦与坡道的陡度有关。

在货运列车机车在山区使用时，即在具有较高的牵引力需求(高的黏着利用率)的使用下，额外的牵引力损失尤其在起动过程、例如在弯道中的停止信号处的起动中、在坡道处和/或在污染/潮湿的轨道中在某些情况下不可接受；在最坏的情况下，货运列车在不利的轨道情况下不能再起动。在不利的轨道情况下，牵引力损失是由于被驱动的轨道车辆车轮和相关的钢轨之间的减小的摩擦(也称为减小的黏着力)引起的。

为了克服牵引力损失或增大可传递的牵引力已存在如下可能性。可以使用较重的机车。还可以由于机车的结构设计更好地分配法向力，从而所有轨道车辆车轮上的总和基本上达到最佳(关键词：负荷转移，低中心销布置，拉杆/压杆等)。此外，可以改善摩擦条件(初步：喷砂，驱动调节：用于使轨道车辆车轮的接触面粗糙的清洗滑动或高速滑动(Putz-bzw.Hochschlupf))。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于、尤其在起动过程中部分地补偿轨道车辆在弧形段中的额外的牵引力损失，以便不需要动用备选方案如使用本来超大型的机车、喷砂等。此外，按照本发明应当考虑钢轨磨损、尤其钢轨头的磨损。

所述技术问题通过按照本发明的补偿轨道车辆、优选货运列车机车在钢轨线路弯道中、尤其在轨道车辆起动时和/或尤其在坡道上的牵引力损失的方法解决，其中，将钢轨与轨道车辆的至少一个被驱动的轨道车辆车轮之间的相对不利的摩擦条件通过对所述轨道车辆车轮在钢轨上进行主动控制改变为相对有利的摩擦条件。本发明的有利的扩展设计、附加特征和/或优点由说明书中得出。

在按照本发明的补偿方法中，将钢轨线路弯道的钢轨与轨道车辆的至少一个被驱动的轨道车辆车轮之间的相对不利(差的意思)的摩擦条件通过对轨道车辆车轮在钢轨上进行主动控制(或者说主动导向)而改变为相对有利(好的意思)的摩擦条件。被驱动的轨道车辆车轮可以是轨道车辆的至少一个被驱动的轮组的部件，其中，将一个或多个钢轨线路弯道与至少一个被驱动的轮组之间的相对不利的摩擦条件通过对至少一个轮组在一个或多个钢轨线路弯道上进行主动控制而改变为相对有利的摩擦条件。

相对有利的摩擦条件可以理解为更有利的基础摩擦条件、更有利的接触几何形状(与接触点位置相关)等(另见下文)。轨道车辆的一个或多个轴的径向调整不是自动产生牵引力增大，而是被驱动的轨道车辆车轮在相关钢轨线路弯道上的接触点位置的改善或被驱动的轮组在钢轨线路弯道上的接触点位置的改善实现牵引力增大(另请参见下文)。按照本发明，这导致总体上更有利的摩擦条件。

在实施补偿方法时，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组可以被液压地、气动地、机械地、电气和/或机电地主动控制；可以被轴向和/或径向地调整；和/或可以围绕枢转中心枢转。在一种实施方式中，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组可以被如此主动控制，使得至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组与钢轨线路弯道中的相关钢轨之间的接触区域位于这样的区域中，在该区域中存在相对有利或更有利的基础摩擦条件和/或相对有利或更有利的接触几何形状。

在实施补偿方法时，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组被如此主动控制，使得接触区域中的摩擦系数增大；接触区域设定在相关钢轨的工作区域；接触区域朝相关钢轨的横向中心的方向迁移；接触区域基本上位于相关钢轨的横向中心；在接触区域中产生较小的面压力；和/或接触区域增大。

在轨道车辆的起动状态或慢行车状态下，至少一个处于低于半径(unterradial)的轨道车辆车轮、尤其至少一个处于低于半径的轮组被如此控制，使得轨道车辆至少部分地沿径向向外位移。优选地在这种情况下，分别根据超高，在弯道内侧起动的轨道车辆车轮通过主动控制向外移动。为了向外移动，轮轴在低于半径下被导向。

在轨道车辆的行车状态或高速行车状态下，至少一个处于高于半径(überradial)的轨道车辆车轮、尤其至少一个处于高于半径的轮组可以被如此控制，使得轨道车辆至少部分地沿径向向内位移。这类情况尤其涉及超高和在某些情况下较窄的铁路弯道，其中，按照本发明，接触区域又进入轨道车辆车轮在钢轨上的工作区域。在(高速)行车中、即在轨道车辆车轮在弯道外侧运行的情况下，轮轴在高于半径下被导向，其中，轮轴又从弯道外侧移动到轨道中心。

插入内容：在没有驱动的情况下，前述轨道车辆车轮基本上总是处于低于半径位置，因为例如在右弯道中冲击发生在左前方。滚动行进半径则由于轨道车辆车轮的锥形轮廓大于在弯道内侧，并且由于刚性轮轴的缘故两个轨道车辆车轮的旋转速度相同，因此弯道外侧的轨道车辆车轮有被制动的趋势，即，轮组在弯道外侧被向后压制。在后面的轮轴中情况不同。分别根据是存在轮缘爬上钢轨(Spieβgang)、即弯道内侧的轨道车辆车轮起动还是在较大的弯道中同样在弯道外侧的轨道车辆车轮上起动，得出针对高于半径的调整或针对低于半径的调整。这与弯道半径、轨道超高、车速、车辆质量和车轴导引装置中的刚度调整相关。

在实施补偿方法时，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组通过在走行机构或走行机构框架与轨道车辆车轮或轮组之间的至少一个调整机构控制。借助于调整机构，轨道车辆车轮或轮组在钢轨或轨道上可旋转或可枢转。此外，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组可以通过主动的液压装置或通过主动的气动缸控制。此外，至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组可以通过主动的液压衬套或主动的液压缸控制。

为了确定相对于轨道或钢轨线路弯道中的钢轨的车轮角度，可以通过弯道识别估计曲率半径，和/或可以通过模拟预先确定关于至少一个轨道车辆车轮、尤其至少一个轮组相对于轨道的额定角度。在本发明的一种实施方式中，所述轨道车辆的驱动装置在滑动运行中工作，和/或至少一个调整机构与轮组纵向导引装置串联或并联地连接。

附图说明

下面将根据实施例并参考附图来详细解释本发明，附图是示意性的且不是按比例的。具有相同、明确或相似构造和/或功能的区段、元件、构件、单元、图和/或部件在附图说明(见下文)、附图标记列表和附图(图)中配有相同的附图标记。在说明书(发明内容(参见上文)、附图说明)中未阐述、在附图中未示出和/或非最后的可能的替代方案、静力学和/或运动学的逆转、组合等关于本发明的实施例或该实施例的部件、图、单元、构件或区段还可以从附图标记提取。

在本发明中，特征(区段、元件、构件、单元、部件、功能、尺寸等)可以设计为肯定的、即存在或否定的、即不存在，其中，如果按照本发明否定的特征不存在不重要，则该否定的特征不被明确描述为特征。本说明书的特征(说明书、附图标记列表、附图)不仅可以以记载的方式应用，还可以以其它方式(孤立、概括、替换、添加、独特使用、省略等)应用。尤其地，根据说明书、附图标记列表和/或附图中的附图标记和配属于附图标记的特征或特征和配属于特征的附图标记可以替换、添加或省略说明书中的特征。另外，由此可以设计和/或更详细地说明说明书中的特征。

本说明书的特征(鉴于(多数人不知道的)现有技术)也能够解释为可选的特征。即，每个特征可以被理解为是可选的、任意的或优选的、即非强制性的特征。因此，特征(必要时包括其外围)能够从实施例中抽取，其中，该特征随后可以被转用于一般性的发明构思。在实施例中缺少特征(否定的特征)表明该特征对于本发明是可选的。此外，用于特征的种类术语也可以理解为特征的通用术语(必要时进一步细分为亚属、门等的层次)，从而例如在考虑等效性和/或等价性的情况下可以使特征一般化。在附图中仅示例性地示出：

图1以二维俯视图示出轨道车辆的双轴的走行机构的实施例，其中，该实施例具有两个通过四个三角形导杆支承在走行机构框架中的轮组，其中，通过这些三角形导杆可以实施按照本发明的方法，

图2示出钢轨和轨道车辆车轮的分别上部和下部被移除的二维的横剖面视图，其中，左侧示出在直线行驶时钢轨与轨道车辆车轮之间的接触区域，并且右侧示出在弯道行驶时钢轨与轨道车辆车轮之间的接触区域，

图3在图表中示出在轨道车辆的驱动滑行情况下，轨道车辆在以相对低的速度驶入过渡铁路弯道和通过(中间)过渡铁路弯道以及驶入(右)铁路弯道时牵引力损失的模拟结果，

图4示出用于主动控制单独的轨道车辆车轮、轮组的各个轨道车辆车轮或走行机构或轨道车辆的轮组的主动导杆的原理性的实施例，

图5示出用于主动控制单独的轨道车辆车轮、轮组的各个轨道车辆车轮或走行机构或轨道车辆的轮组的主动的轮轴导杆支座的原理性的实施例。

图6示出图1中的三角形导杆的局部剖切的二维侧视图，其中，该三角形导杆沿其唯一的轮组侧的支座和两个框架侧的支座之一的中心剖切，并且该三角形导杆的周围部分(轴箱和走行机构框架)被移除，

图7示出图6中的三角形导杆的局部剖切的二维俯视图，其中，在该三角形导杆的设计为轮轴导杆支座并简化示出的轮组侧的支座中局部剖切地示出两个在流体力学上彼此分开地设置的流体腔，

图8示出图1中的按照本发明的走行机构的实施例的二维俯视图，其中，四个三角形导杆的八个流体腔可以通过流体管路被施加流体压力，并且如此可以主动控制走行机构或轨道车辆的轮组，和

图9示出图1中的本发明的走行机构的实施例的二维平面图，其中，相应的三角形导杆能够被与其并联布置的调整机构操纵，并且如此可以主动控制走行机构或轨道车辆的轮组。

具体实施方式

以下根据按照本发明的方法的一种变型的实施方式的实施例详细描述本发明，该方法用于尤其在轨道车辆2起动时和/或尤其在坡道上补偿轨道车辆2、优选货运列车机车2的在钢轨线路弯道1中的牵引力损失。但本发明不限于这样的变型、这样的实施方式和/或以下描述的实施例，而是具有更基本的性质，从而本发明可以应用于所有补偿轨道车辆的牵引力损失的方法。

在附图中，仅示出本发明的技术方案的用于理解本发明的那些区段。尽管通过优选的实施例更详细地描述和描绘本发明，但是本发明不限于所公开的实施例。在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以从实施例和/或从以上描述(发明内容)得出其它变型。

图1示出轨道车辆2的按照本发明的走行机构20、尤其货运列车机车2，该轨道车辆2的未示出的车体围绕竖轴(z)可旋转地弹性支撑在走向机构20上。走行机构20具有走行机构框架2，走行机构框架2相对于轨道优选地支撑在至少两个轮组200、200上。每个轮组200、200具有两个轨道车辆车轮210、210，这些轨道车辆车轮借助于支承在两个轴箱310、310中的轮轴202优选机械地刚性连接。为了轮组200、200的水平引导(x，y)，这些轮组分别在走行机构两侧分别通过三角形导杆410、410铰接在走行机构框架22上。

四个三角形导杆410中的每一个都通过三角形导杆410的各个轮组侧的支座412与单独的轴箱310铰接地连接并且通过三角形导杆410的两个框架侧的支座414、414与走行机构框架22铰接地连接。相应的轮组侧的支座412例如具有液压衬套(参见下文)，该液压衬套具有优选恒定的横向刚度(y)和优选可变的纵向刚度(x)。两个相应的框架侧的支座414、414例如具有弹性体衬套(参见下文)，该弹性体衬套具有优选恒定的纵向刚度(x)和优选恒定的横向刚度(y)。

每个三角形导杆410的支座412、414、414都布置在水平(x，y)定向的等腰三角形的“角”上，该三角形的顶部区段形成相应的轮组侧的支座412，并且三角形的基底区段形成相应的框架侧的支座414、414。在轨道车辆2的弯道行驶中，至少一个轮组200、优选两个轮组200、200相对于铁路弯道径向或低于半径(y)地定向，这在图1中通过点划线表示。按照本发明，两个轮组200、200的这种定向可以通过主动控制实现。

与在图1中示出的两轴的走行机构20不同，三轴的走行机构(未示出)具有第三轮组200，第三轮组200沿纵向布置在图1中所示两个轮组200、200之间并且与走行机构框架22连接。在轨道车辆2的弯道行驶中，至少一个轮组200、优选两个轮组200、200相对于铁路弯道径向或低于半径(y)地定向。按照本发明，两个靠外的轮组200、200的这种定向可以通过主动控制实现。在被驱动的轨道车辆车轮210与相关钢轨1之间的不利附着情况下，相对于理想的情况，可传递的牵引力剧烈减小。轨道车辆2的驱动调节需要防止轨道车辆车轮210由于牵引力降低而打滑。此外，在现代的轨道车辆2中，轨道车辆2的驱动带有被驱动的轨道车辆车轮210和相关的钢轨1之间的纵向滑动的调节。在此，当轨道车辆2位于铁路弯道中时和尤其当轨道车辆2在铁路弯道中从静止起动时，观测到数量级为大约10％的另外的牵引力损失。这种牵引力损失随着弯道半径的减小而增大。坡道的陡度还会加剧该问题。这当然会传递到轨道车辆2的轮组200或多个轮组200、200……上。

目前基本上认为在驱动装置的滑动运行中的牵引损失的原因有两个。一方面，横向于钢轨1的“污染程度”(也称为：湿度)不同或者说可实现的摩擦在钢轨横截面上的分布不同。在经常被滚过的钢轨1的接触区域90(另请参见图2)中的摩擦条件不同于很少被接触的区域(在最坏的情况下是钢轨线路弯道1的生锈区域)中的摩擦条件。另一方面，摩擦由恒定的分量和由相关的轨道车辆车轮210和相关的钢轨1之间的接触区域90中的面压力确定的分量组成。随着面压力的增加，在接触区域90保持不变的情况下，可传递的摩擦力减小。

这两个物理学的原因都尤其影响轨道车辆2在铁路弯道中的起动过程。通常，铁路弯道铺设为具有弯道外侧的钢轨10处的轨道超高。在起动过程中、即低速或负的横向加速度下，相关的轮组200或相关的轨道车辆车轮210、210向铁路弯道中的曲线内侧的钢轨10滑动一截。

相关的轨道车辆车轮210或轮组200与轨道弧形段1的相关钢轨10之间的接触区域90从工作区域(图2左侧：直线)朝钢轨10的侧面的方向(图2右侧：弧线)迁移。靠近相关的侧面的接触区域90的突出之处是，车轮横截面区段的较小的曲率半径和较小的钢轨横截面区段的较小的曲率半径。这导致较小的接触区域90(图2右侧)，并且在法向力基本上保持不变的情况下导致较高的面压力。此外，由于整个轨道车辆2向曲线内侧的倾斜，曲线内侧的轨道车辆车轮210上的法向力增大，这进一步增大了面压力。

图3示出在由轨道车辆2驱动的货运列车以大约17km/h的速度从平坦的直线段(I)进入平坦的过渡铁路弯道(II)并且随后进入平坦的300m的铁路弯道(III)中时，主动轴牵引力变化走向的模拟结果(横坐标：轨道车辆2的行驶时间t，单位[s]，纵坐标：能够由轨道车辆2施加的牵引力的总和，单位[kN])。模拟结果表明基于上述几何形状影响和面压力影响产生的牵引力损失。

在所示场景中，轨道车辆2首先开始滚动行驶。在几米之后需要施加用于货运列车的基本上最大的牵引力，其中，摩擦系数选择为，不必传递轨道车辆2的最大驱动功率，驱动装置过渡为滑动运行。在直线段(I)中能够由轨道车辆2施加的稳定的牵引力在大约318kN处浮动。在经过大约30s的行驶时间后，随着到达过渡铁路弯道(II)，由于几何形状的影响，摩擦开始减小，其中，在300m的铁路弯道(III)中，稳定的牵引力仅还存有大约290kN。

该模拟表明在轨道车辆2的运行中观测到的牵引力损失大约为10％。如果认为在钢轨边缘处由于较少地被滚过存在较多的污染并且因此可产生的摩擦较小(参见上文和图2右侧)，则轨道的在钢轨横截面上不同地存在的污染程度(也称为潮湿)产生与第二个可能的原因相似的结果。也就是说，预计基本上最大的牵引力损失是轨道车辆2的最大驱动功率的20％。

本发明在于，补偿轨道车辆2优选在滑动运行下在铁路弯道中的牵引力损失。在这种情况下，至少一个可驱动的轨道车辆车轮210、尤其至少一个可驱动的轮组200被主动控制，从而相关的轨道车辆车轮210和钢轨线路弯道1中的相关的钢轨10之间的接触区域90重新处在这样的区域中，在该区域中存在更好的基础摩擦条件(相对高的摩擦系数)和/或更有利的接触几何形状等、即存在有利的摩擦条件。原则上可以区分两种情况。这些情况又与轨道车辆2的实际行驶速度、质量、结构等、弯道半径等相关。

首先例如是轨道车辆2在超高的和在某些情况下较窄的铁路弯道中的起动情况或慢行车情况。在这种情况下，轨道车辆2的转向架的两个轮组200、200例如相对于轨道处于低于半径位置。随后，两个轮组200、200如此被控制，从而两个轮组200、200或转向架从弯道内侧的轨道边缘向上移动一截(参见图1中的点划线)。接触区域90重新进入轨道车辆车轮210、210在钢轨10上的工作区域中或者说进入钢轨10的经常被滚过的横截面区域，并且因此也进入接触几何形状关于面压力对摩擦系数更有利的区域中。此处存在比之前更好的摩擦条件或更大的摩擦系数。

在超高和在某些情况下较窄的弯道中例如(高速)行车情况下，这意味着转向架的两个轮组200、200例如相对于轨道处于高于半径(überradial)位置。随后，两个轮组200、200被如此控制，从而两个轮组200、200或转向架从弯道外侧的轨道边缘又向弯道内侧移动一截(参见图1中的点划线)。接触区域90重新进入轨道车辆车轮210、210在钢轨10上的工作区域中或者说进入钢轨10的经常被滚过的横截面区域中。此处存在比之前更大的摩擦系数。在理想情况下，牵引力损失几乎可以完全补偿。

对至少一个轨道车辆车轮210或至少一个轮组200的主动控制的另外的积极的二次作用效果在后续被提及(非穷举)。按照本发明，铁路弯道中的准静态轨道力减小。仅通过应用的关于轨道车辆2的牵引力起动改善的额定角度的控制或者说导向显著减小在轨道车辆2的全部三种行车状态下(在(宏观/微观)滑动运行中被驱动、滚动)的轨道横向力。此外，关于铁路弯道中的头部检查，钢轨磨损较小。头部检查涉及形式为细小的表面裂纹的钢轨缺陷。主动控制的另外的潜力在于，在滚动的轨道车辆2的情况下，控制到轨道车辆车轮210或轮组200在轨道中的额定位置，该额定位置尤其表示钢轨磨损的良好的值。

图4示出这种用于单独的轨道车辆车轮210或具有两个轨道车辆车轮210的各个轮组200的主动控制的原理。在这种情况下，在走行机构20或走行机构框架22与轨道车辆车轮210或轮组200之间存在至少一个调整机构100和至少一个执行机构100。该调整机构100或相关的调整机构100可以设计为机械和/或电气(液压、气动、机电、压电等)的调整机构100。调整机构100可以包括调整元件110或执行器110和在某些情况下包括复位元件120或执行器120。

借助至少一个调整机构100，轨道车辆车轮210或轮组200在钢轨10或轨道上可旋转或可枢转。按照本发明，轨道车辆2的至少一个可驱动的轨道车辆车轮210或至少一个可驱动的轮组200、优选至少多个可驱动的轨道车辆车轮210或至少多个可驱动的轮组200、尤其全部可驱动的轨道车辆车轮210或全部可驱动的轮组200被主动控制，即在需要时被主动旋转或枢转。

在这种情况下，轨道车辆车轮210或轮组200的轨道车辆车轮210与钢轨线路弯道1的相关钢轨10之间的接触区域90(参见图2)如此位移，从而接触区域90从侧面(参见图2右侧)迁移(参见图2箭头)到工作区域中(参见图2左侧)。这在必要时在轨道车辆2的向前移动或向后移动(行车/起动(在某些情况下在坡道上))的情况下进行。在这种情况下，轨道车辆车轮210或轮组200可能低于半径、高于半径地处于钢轨线路弯道1中的被污染的钢轨10或轨道上。

对单个轮组200的主动控制优选通过在转向架、走行机构20或走行机构框架22与单个的轮组200之间的两个调整机构100、100(在图5中仅示出单个的调整机构100)进行。在实施方式中，这在需要较大的导向力或调整力的情况下可以优选通过液压装置实现，并且在需要的导向力或调整力相对较小的情况下通过气动缸实现，该气动缸必要时配备有杠杆加强

(类似于制动力缸)。在实施方式中可以仅使用单独的调整机构100。

例如是主动的液压衬套430(100)(参见图6、图7和图8；调整机构110、复位元件120；或反之亦然)，或被动的液压衬套430和调整机构100(参见图6、图7和图9；调整机构110、复位元件120；或反之亦然)。尤其在许可方面有利的是，将主动的调整机构100(参见图9中的主动缸)与传统的轮组纵向导引装置并联连接。传统的被动式轮组纵向导引装置是用于调整机构100、100失效的“安全”的后备层面。将轮组200推向/压向传统的支座或从传统的支座拉开/抽走的较大的调整力可控制地保持较小，因为并联连接允许传统的支座设计为纵向较软。

为了确定相对于轨道的车轮角度可以使用直接的角度测量，这至少目前还是麻烦和昂贵的。此外还可以通过弯道检测(例如侧倾角测量(Ausdrehwinkelmessung)、横向力测量等)估计曲线半径。此外还可以通过模拟预先确定轨道车辆车轮210、210或轮组200相对于轨道的(基本上最佳的)额定角度。由此可以预先确定和/或查明调整机构100、100的额定位移或额定力。这些量可以以受控的方式被施加或者可以通过行程传感器或压力传感器容易地测量并且因此被调节。

由此可以通过弯道检测(侧倾角、横向力测量等)估计弯道半径。此外还可以通过模拟预先确定轨道车辆车轮210、210或轮组200相对于轨道的(基本上最佳的)额定角度，由此还存在轨道车辆车轮210、210或轮组200相对于转向架、走行机构20或走行机构框架22的(基本上最佳的)角度。这些可以被转换成调整机构100、100中的额定位移或被转换成调整机构的额定力。这些量可以受控的方式被施加或者可以在设计上通过压力传感器容易地测量并且因此调节。

根据图6和7(另参见图1)，三角形导杆410例如具有导杆主体(Lenkerkorpus)，通过该导杆主体的基本上水平延伸的连接壁部将两个优选较小的用于容纳弹性体衬套450的导杆孔440、440与优选较大的用于容纳液压衬套430的导杆孔420彼此固定连接。导杆主体可以设计为铸件、锻件或铣削件。在连接壁部的两个将较大的导杆孔420与较小的导杆孔440、440相连的侧边缘处可选地成形有基本上竖直突出的连接板。

每个弹性体衬套450都具有内侧的支承壳451、外侧的支承壳453和嵌入内侧的支承壳451和外侧的支承壳453之间的弹性体环452。由于弹性体衬套450的旋转对称的结构，弹性体衬套450在纵向方向(x)和横向方向(y)上具有基本上恒定的刚度。相应的外侧的支承壳453位于相关的较小的导杆孔440中，而内侧的支承壳451被竖直定向的支承销455贯穿。

在支承销455的两个从内侧的支承壳451突出的两端处构造基本上平坦的、相互平行的支撑面，在支撑面的区域中设有各一个基本上水平延伸的通孔。这些通孔用于被固定件457穿过，以便将相应的框架侧的支座414与走行机构框架22在弹性体衬套450的上方和下方连接。

液压衬套430具有内侧的支承壳431、外侧的支承壳433和设在内侧的支承壳431和外侧的支承壳433之间的弹性体元件432。外侧的支承壳433位于较大的导杆孔420中，而内侧的支承壳431被支承销435竖直贯穿。支承销435具有基本上竖直延伸的通孔，固定件437通过该通孔同轴地导引穿过液压衬套430，以便将轮组侧的支座412与轴箱310连接。

在沿纵向方向(x)相对置的两侧上，在弹性体元件432和外侧的支承壳433在它们之间形成两个扇形的、彼此分开的空腔422、424。空腔422、424的分隔壁在图中未示出。朝向弹性体衬套450的空腔422在此是三角形导杆410的内侧的流体腔422，并且背离弹性体衬套450的空腔422在此是三角形导杆410的外侧的流体腔424。流体腔422、424填充有液压流体。

流体腔422、424可以通过外部或内部的流体通道(未示出)彼此形成流体连通，外部或内部的流体通道用作节流阀或具有这样的节流阀。此外，单个的液压衬套430的内侧流体腔422和外侧流体腔424可以液压地如此耦连，从而通过外部加压从流体腔422/424中的一个流出的液压流体流入另一个流体腔424/422。外部加压是由相关的轮组200的相应轴箱310和走行机构框架22之间的导向力引起的，相应的三角形导杆410传递该导向力，并且该导向力可以产生相应的液压衬套430中的流体腔422、424之间的流体交换。

该流体交换可以如下文所述被另外地影响。在这种情况下可以省去外部或内部的流体通道。决定液压衬套430的沿纵向方向(x)的刚度(在不主动影响流体腔422、424之间的流动或与另外的液压衬套430的流体腔422、424的流动(参见下文)的前提下)是频率，在该频率下，由于相关轮组200的波传播，在弹性体元件432中产生外部的横向加速度。除了高的横向刚度外，液压衬套430还具有可变的、与激励频率相关的纵向刚度(x)。

按照本发明，单个液压衬套430的流体腔422、424可以替代地或补充地通过外部的流体管路形成流动连通(在图7中未示出)，在图7中仅示出外部的流体管路的流体连接端423、425。此外，单个液压衬套430的在图7中仅示出流体连接端423、425的流体腔422、424与另外的液压衬套430的至少一个流体腔422、424替代或补充地通过外部的流体管路形成流体连通(在图7中未示出)。外部的流体管路可以例如设计为刚性的液压管路或柔性的液压软管。

因此，在布置在同一走行机构侧(右侧或左侧)上的液压衬套430，430通过两个外部流体通道(在图1中未示出，在图8中截断地示出)如此连接，从而在每个走行机构侧，第一轮组200的外侧的流体腔424与第二轮组200的外侧的流体腔424液压耦连，并且第一轮组200的内侧的流体腔422与第二轮组200的内侧的流体腔422液压耦连。液压的耦连优选相对纵向对称地在走行机构两侧实现，由此，有利于每两个轮组200，200在铁路弯道中的径向调整，并且确保在以高牵引力起动或制动时所需的高的纵向刚度。

在驱动或制动轮组200、200时，轮组侧的支座412、412、412、412受到同向的力，从而在耦连的流体腔422、422；424、424；422、422；424、424之间不产生流体交换-轮组侧的支座412、412、412、412反应较硬。在弯道行驶中产生反向的力，从而液压流体在耦连的流体腔422、422；424、424；422、424；424、424之间交换，并且由于较软的支座反应产生对轮组200、200的径向调整。优点在于良好地传递拉力-压力。

此外还可能的是，在每个走行机构侧，第一轮组200的外侧的流体腔424与第二轮组200的内侧的流体腔422液压耦连，并且第一轮组200的内侧的流体腔422与第二轮组200的外侧的流体腔424液压耦连。液压的耦连又优选相对纵向对称地在走行机构两侧实现。

在上述实施方式中认为，液压流体仅由于轮组导向力流入或流出流体腔422、424；422、424；422、424；422、424。但按照本发明规定，可以主动影响液压流体的流动特性。这在下面更详细地解释，因此流体管路522、524；522、524在图8中截断地示出。

按照本发明，流体通道522，524；522、524连接到(未示出的)液压装置上，通过该液压装置可以主动地影响流体腔422、424；422、424；422、424；422、424中的压力情况(主动的液压衬套430(100)图8)。在这种情况下，液压装置的液压连接可以这样设置，从而当流体腔422、424；422、424；422、424；422、424中的压力情况不受液压装置影响时，液压装置被动地允许上述特征。此外，液压装置还可以设计为自己可以主动实施这些被动调整。

此外，液压装置设置为，在轨道车辆2和轨道之间相对不利的摩擦条件下，该液压装置通过对轨道车辆车轮210、……在钢轨10上或对轮组200、……在轨道上的主动控制(见上文)将在钢轨线路弯道1的钢轨10和被驱动的轨道车辆车轮210或钢轨线路弯道1或轨道和轨道车辆2的被驱动的轮组200、……之间的相对不利的摩擦条件改变为相对有利的摩擦条件(更有利的基础摩擦条件和/或更有利的接触几何形状和/或其它)。

轨道车辆2和轨道之间的不利的摩擦条件例如是在如下情况下弯道中的上文讨论的牵引力损失，即在起动时(例如处于低于半径位置的轮组200、……)、在慢行车时(例如处于低于半径位置的轮组200、……)或在某些情况下在高速行车时(例如处于高于半径位置的轮组200、……)；污染的和/或潮湿的钢轨；较小或减小的曲率半径；和/或坡道的陡度等。

以下实施方式涉及单个的轨道车辆2、单个的转向架、单个走行机构20或单个的走行机构框架22或单个的轮组200。液压装置可以为此设置为，该液压装置可以单独地调节多个或全部流体腔中的每个单独的流体腔中的液压压力。此外，液压装置可以设置为，该液压装置可以大致相同地分别调节偶数个或全部流体腔中的液压压力。

例如为了转向架的两个轮组200在轨道中处于用于存留牵引力的较好的位置，主动控制转向架的两个轮组200。两个轮组200的相互作用可以通过模拟预先“优化”。与在轨道车辆2起动或加速时的牵引力类似的是，在停车时的制动力或负的加速度、即对较短的制动距离的影响。也就是说，本发明可以类似地应用于补偿轨道车辆2的制动力损失。

例如在山区中，轨道和相关的钢轨的坡度对牵引力损失有二次影响。也就是说尤其在较大的坡度下，为了使轨道车辆2的行驶速度保持恒定或者总的来说能够起动，需要特别大的牵引力。在平原上、尤其在澳大利亚，牵引力需求来自特别长的货运列车。但弯道中的牵引力损失由接触几何形状、钢轨/车轮横截面上的摩擦分布等(摩擦条件)引起。

图9示出实现上述技术效果的另外的可能性。在此，对轨道车辆车轮210的主动控制借助于被动的液压衬套430(参见关于图6和图7的阐述)和调整机构100实现，调整机构10与相应的三角形导杆410机械地并联连接。在此，被动的液压衬套430的两个流体腔422、424通过外部或内部的流体通道(未示出)彼此形成流体连通，外部或内部的流体通道用作节流阀或具有这样的节流阀。调整机构100可以设计为主动缸100、尤其液压缸100。在此当然可以使不同类型的调整机构100。

在此优选的是，调整机构100设计为长度可变的，其中，调整机构100的纵向端部区段机械地间接或直接地与三角形导杆410的较大的导杆孔420机械地耦连，并且调整机构100的相对置的纵向端部区段机械地间接或直接地与三角形导杆410的较小的导杆孔440机械地耦连。也就是说，调整机构100不仅可以固定在三角形导杆410本身上，而且可以例如在较大孔眼420侧直接固定在轴箱310或轴箱壳体312上和/或在较小孔眼440侧直接固定在走行机构20或走行机构框架22上。

分别根据调整机构100的长度改变，液压流体从流体腔422、424中的一个流出并且流入另一个流体腔424/422中。为了进行主动控制，优选如此控制或调节单个轮组200的调整机构100、100，使得一个调整机构100伸长，而另一个调整机构100缩短。在某些情况下可能有利的是，单个轮组200的两个调整机构100、100都伸长或缩短。

Claims (14)

1.一种补偿轨道车辆(2)在钢轨线路弯道(1)中的牵引力损失的方法，其特征在于，将钢轨(10)与轨道车辆(2)的至少一个被驱动的轨道车辆车轮(210)之间的相对不利的摩擦系数和/或接触几何形状通过对所述轨道车辆车轮(210)在钢轨(10)上进行主动控制改变为相对有利的摩擦系数和/或接触几何形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被驱动的轨道车辆车轮(210)是轨道车辆(2)的至少一个被驱动的轮组(200)的部件，其中，将钢轨线路弯道(1)与至少一个被驱动的轮组(200)之间的相对不利的摩擦系数和/或接触几何形状通过对至少一个轮组(200)在钢轨线路弯道(1)上进行主动控制改变为相对有利的摩擦系数和/或接触几何形状。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在实施所述方法时，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)：

·被液压地、气动地、机械地、电气和/或机电地主动控制，

·被轴向和/或径向地调整，和/或

·被围绕该轨道车辆车轮(210)或该轮组(200)的枢转中心(80)枢转。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)被主动地控制，使得至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)与钢轨线路弯道(1)中的相关钢轨(10)之间的接触区域(90)位于存在更有利的摩擦系数和/或更有利的接触几何形状的区域中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在实施所述方法时，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)被主动地控制，使得：

·所述接触区域(90)中的摩擦系数增大，

·所述接触区域(90)设定在相关钢轨(10)的工作区域，

·所述接触区域(90)朝相关钢轨(10)的横向中心的方向迁移，

·所述接触区域(90)基本上位于相关钢轨(10)的横向中心，

·在所述接触区域(90)中产生较小的面压力，和/或

·所述接触区域(90)增大。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在轨道车辆(2)的起动状态或慢行车状态下，至少一个处于低于半径的轨道车辆车轮(210)或至少一个处于低于半径的轮组(200)被如此控制，使得所述轨道车辆(2)至少部分地沿径向向外位移，和/或

在轨道车辆(2)的行车状态下，至少一个处于高于半径的轨道车辆车轮(210)或至少一个处于高于半径的轮组(200)被如此控制，使得所述轨道车辆(2)至少部分地沿径向向内位移。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在实施所述方法时，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)通过位于走行机构框架(22)与轨道车辆车轮(210)之间的至少一个调整机构(100)被控制。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在实施所述方法时，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)通过主动的液压装置或主动的气动缸被控制。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在实施所述方法时，至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)通过主动的液压衬套(430)或主动的液压缸被控制。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了确定相对于轨道的车轮角度，通过弯道识别来估计曲率半径，和/或通过模拟预先确定关于至少一个轨道车辆车轮(210)或至少一个轮组(200)相对于轨道的额定角度。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述轨道车辆(2)的驱动装置在滑动运行中工作，和/或至少一个调整机构(100)与轮组纵向导引装置串联或并联地连接。

12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述轨道车辆(2)向前移动或向后移动时应用所述方法，和/或所述方法类似地应用于补偿轨道车辆(2)的制动力损失。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用在货运列车机车中。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用在轨道车辆(2)起动时和/或用在坡道上。

Images