CN115107823B - 一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统及方法，该系统包括钳形固定组件、海绵组件、进液管、阀门组件、润滑油储罐、控制单元、地面驱动装置和连接支架；海绵组件包裹轨道的上表面和两个侧面；钳形固定组件用于固定海绵组件；进液管的一端与润滑油储罐相连，另一端设置于海绵组件的上方；连接支架用于连接钳形固定组件和地面驱动装置；阀门组件用于将当前温度下的润滑油的粘度发送至控制单元；控制单元用于向地面驱动装置发送前进速度指令，向阀门组件发送注液速度指令；阀门组件用于实现对润滑油流速的控制；地面驱动装置用于实现海绵组件对轨道的润滑。本发明能够解决现有轨道润滑方法效率低下且润滑效果无法保障的技术问题。

Description

一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道润滑技术领域，尤其涉及一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统及方法。

背景技术

在超高速磁悬浮列车和航天发射系统中，需要应用轨道承载橇车及磁体的重量载荷，并通过轨道与滑靴的配合对橇车的运动方向进行约束，防止橇车和磁体在高速运动中产生过大的倾角、侧移、偏转等运动姿态的误差，保持橇车运行稳定。橇车和磁体在电磁推进系统推进力载荷的作用下开始运动，其悬浮力由超导磁体的磁场切割悬浮板产生，速度越高产生的悬浮力越大。初始阶段橇车运行速度较低，悬浮力不足以支撑橇车和磁体的重量，滑靴与轨道紧密接触，轨道需要起到承载与约束的作用。达到一定的运行速度后，悬浮力在足以使橇车和磁体发生悬浮，此时轨道与滑靴在悬浮方向上产生一定间隙，轨道不再承受橇车和磁体的重量载荷，但对橇车运动姿态仍然能起到一定的约束作用。在制动阶段，橇车运行速度快速下降，悬浮力也快速减小，滑靴与轨道逐渐恢复接触，轨道需要再次承受橇车和磁体的重量载荷，并对其运动姿态进行约束。

轨道在磁悬浮电磁推进系统的运行过程中，将承受超高速、高频次、高强度的摩擦作用与随机载荷冲击，这些载荷将对高速运行系统带来如下影响：1)摩擦力受轨道与滑靴接触面的光滑度影响，较大的摩擦力将影响电磁推进系统的推进效率，导致额外的功率损耗；2)轨道表面的平整度将影响橇车和磁体的运动姿态，若受轨道不平整导致橇车与磁体发生振动时，可能导致制冷介质的额外挥发，甚至引起超导磁体失超。因此，为了在橇车重复运行作用下保持轨道表面的光滑度和平整度，需要在每次运行前对轨道表面进行快速高效的润滑操作，减小运行过程中轨道与橇车之间的摩擦，提高橇车运行稳定性，延长轨道运行寿命，减小轨道维修频率。

常规的轨道润滑装置只能实现轨道上表面的润滑，无法对轨道侧表面进行润滑，而磁悬浮电磁推进系统的速域宽且载荷大，对轨道与橇车的三个接触面都有较高的平滑度要求，因此现有的轨道润滑装置无法满足磁悬浮电磁推进系统的轨道润滑需求。

目前对磁悬浮电磁推进系统的轨道润滑方法一般是人工操作，耗时较长且效率低下，难以满足电磁推进系统运行频次要求，同时在长距离轨道上进行润滑操作，轨道上表面和侧面的润滑效果也容易受到人工操作的影响，无法保证在较长轨道表面上各处的润滑效果都较好。

发明内容

本发明提供了一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统及方法，能够解决现有轨道润滑方法效率低下且润滑效果无法保障的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统，所述系统包括钳形固定组件、海绵组件、进液管、阀门组件、润滑油储罐、控制单元、地面驱动装置和连接支架；

所述海绵组件包裹轨道的上表面和两个侧面；所述钳形固定组件设置于所述海绵组件的外围，用于固定所述海绵组件；所述进液管的一端与所述润滑油储罐相连，另一端设置于所述海绵组件的上方；所述阀门组件设置于所述进液管的中部；所述润滑油储罐用于储存润滑油；所述连接支架用于连接钳形固定组件和所述地面驱动装置；

所述阀门组件用于基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至所述控制单元；

所述控制单元用于基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向所述地面驱动装置发送前进速度指令；

所述控制单元还用于基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向所述阀门组件发送注液速度指令；

所述阀门组件还用于基于注液速度指令调节所述阀门组件中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

所述地面驱动装置用于基于前进速度指令通过所述连接支架带动所述钳形固定组件和所述海绵组件前进，以实现所述海绵组件对所述轨道的润滑。

优选的，所述海绵组件包括三块海绵，三块所述海绵分别设置于所述轨道的上表面和两个侧面。

优选的，所述钳形固定组件呈底部开口的“凸”字型结构，所述“凸”字型结构的三个凹槽用于放置三块所述海绵，所述“凸”字型结构的顶部水平段和中间的两个水平段均设有用于注入润滑油的通孔，所述“凸”字型结构的底部开口处两侧的水平段具有用于向所述轨道导流的斜坡。

优选的，所述“凸”字型结构呈上下分体式结构，所述“凸”字型结构的上半部分的下端设有“∪”形槽，所述“凸”字型结构的下半部分的上端设有“∩”形槽，所述“∪”形槽和所述“∩”形槽相互嵌入相连。

根据本发明的另一方面，提供了一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑方法，所述方法用于上述的系统，所述方法包括：

阀门组件基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至控制单元；

控制单元基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向地面驱动装置发送前进速度指令；

控制单元基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向阀门组件发送注液速度指令；

阀门组件基于注液速度指令调节阀门组件中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

地面驱动装置基于前进速度指令通过连接支架带动钳形固定组件和海绵组件前进，以实现海绵组件对轨道的润滑。

优选的，通过下式获取当前温度下的润滑油的粘度：

[log(ν(T))+C]/(ν₀+C)＝(ν₀/T)^s；

式中，v(T)为当前温度T下的粘度，v₀为37.78℃下的粘度，C＝0.8696，s＝0.28008log(v₀)+1.8616。

优选的，通过下式获取当前时刻的前进速度：

式中，V(t)为当前时刻的前进速度，V₀为初次润滑时的前进速度，f₀为轨道未润滑时的滑动摩擦力，f_h为地面驱动装置与地面的滚动摩擦力，P₀为初次润滑时的电机推力，m为未润滑时润滑系统的总质量，ρ为润滑油的密度。

优选的，初次润滑时的前进速度V₀为0.1m/s。

优选的，通过下式获取当前时刻的注液速度：

式中，Q(t,T)为当前时刻的注液速度，Q₀为初次润滑时的前进速度对应的注液速度，A(T)＝v(T)/v₀。

优选的，初次润滑时的前进速度对应的注液速度Q₀为10mL/s。

应用本发明的技术方案，通过钳形固定组件将海绵组件固定于轨道上，对轨道的上表面和两个侧面进行润滑，钳形固定组件保证了海绵组件与轨道表面的良好接触，同时使得润滑油能够充分留在海绵组件中，避免润滑油流失；通过阀门组件调节润滑油流速，保证润滑过程中轨道表面充分覆盖润滑油，避免润滑油不足造成润滑效果不佳，提高了润滑效果，通过地面驱动装置根据实际润滑效果改变前进速度，在保证润滑效果的同时，还减小了润滑所需时间。本发明同时考虑了前进速度和注液速度，实现了两者的匹配，确保了润滑效果。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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示出了根据本发明的一种实施例提供的适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统的结构示意图；

图2示出了图1中钳形固定组件和海绵组件的结构示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑方法的流程图。

其中，上述附图包含以下附图标记：

10、钳形固定组件；11、顶部水平段；12、中间水平段；13、底部水平段；14、“∪”形槽；15、“∩”形槽；20、海绵组件；21、海绵；30、进液管；40、阀门组件；50、润滑油储罐；60、控制单元；70、地面驱动装置；80、连接支架；90、轨道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本发明的一种实施例提供的适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统，所述系统包括钳形固定组件10、海绵组件20、进液管30、阀门组件40、润滑油储罐50、控制单元60、地面驱动装置70和连接支架80；

所述海绵组件20包裹轨道90的上表面和两个侧面；所述钳形固定组件10设置于所述海绵组件20的外围，用于固定所述海绵组件20；所述进液管30的一端与所述润滑油储罐50相连，另一端设置于所述海绵组件20的上方；所述阀门组件40设置于所述进液管30的中部；所述润滑油储罐50用于储存润滑油；所述连接支架80用于连接钳形固定组件10和所述地面驱动装置70；

所述阀门组件40用于基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至所述控制单元60；

所述控制单元60用于基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向所述地面驱动装置70发送前进速度指令；

所述控制单元60还用于基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向所述阀门组件40发送注液速度指令；

所述阀门组件40还用于基于注液速度指令调节所述阀门组件40中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

所述地面驱动装置70用于基于前进速度指令通过所述连接支架80带动所述钳形固定组件10和所述海绵组件20前进，以实现所述海绵组件20对所述轨道90的润滑。

本发明通过钳形固定组件10将海绵组件20固定于轨道90上，对轨道90的上表面和两个侧面进行润滑，钳形固定组件10保证了海绵组件20与轨道90表面的良好接触，同时使得润滑油能够充分留在海绵组件20中，避免润滑油流失；通过阀门组件40调节润滑油流速，保证润滑过程中轨道90表面充分覆盖润滑油，避免润滑油不足造成润滑效果不佳，提高了润滑效果，通过地面驱动装置70根据实际润滑效果改变前进速度，在保证润滑效果的同时，还减小了润滑所需时间。本发明同时考虑了前进速度和注液速度，实现了两者的匹配，确保了润滑效果。

图2示出了图1中钳形固定组件和海绵组件的结构示意图。如图2所示，根据本发明的一种实施例，所述海绵组件20包括三块海绵21，三块所述海绵21分别设置于所述轨道90的上表面和两个侧面，以确保轨道90的三个面都充分润滑。

由于润滑油具有可流动性，直接将润滑油倒在轨道90上难以保证覆盖均匀性，因此本发明采用三块海绵21来吸收储存润滑油并将其均匀地覆盖至轨道90表面，同时在钳形固定组件10的作用下，海绵21会产生适当变形，海绵21与轨道90接触表面有一定压应力，可以辅助清洁轨道90表面的细小颗粒物，进而增加润滑油覆盖的均匀性。为保证海绵21对轨道90的润滑效果，一般每1-2次润滑更换新的海绵21。

如图2所示，根据本发明的一种实施例，所述钳形固定组件10呈底部开口的“凸”字型结构，所述“凸”字型结构的三个凹槽用于放置三块所述海绵21，所述“凸”字型结构的顶部水平段11和中间的两个水平段12均设有用于注入润滑油的通孔，所述“凸”字型结构的底部开口处两侧的水平段13具有用于向所述轨道90导流的斜坡。该斜坡可起到润滑油的导流作用，使海绵21内溢出的润滑油不会直接流失，而是可以沿斜坡和轨道90侧壁缓慢流下，保证海绵21内润滑油的储量，同时实现对轨道90侧壁的润滑。

其中，用于注入润滑油的通孔设置为跑道型，以便于均匀向海绵21内注入润滑油。

如图2所示，根据本发明的一种实施例，所述“凸”字型结构呈上下分体式结构，以实现快速拆装；所述“凸”字型结构的上半部分的下端设有“∪”形槽14，所述“凸”字型结构的下半部分的上端设有“∩”形槽15，所述“∪”形槽14和所述“∩”形槽15相互嵌入相连，从而实现对轨道90侧面海绵21的稳固。这种“∪”形槽14和“∩”形槽15相互嵌入的连接方式与常规螺栓固定方式相比，不会发生因振动导致螺栓松动使海绵21脱落的问题。

在本发明中，“∪”形槽14和“∩”形槽15之间形成间隙配合，通过重力和接触摩擦力对“凸”字型结构的下半部分的竖直方向和推进方向上的自由度均形成约束，并通过间隙配合在导向方向上余留一定扭转空间，实现对推进过程中振动载荷的缓冲。

其中，“∪”形槽14和“∩”形槽15内的直径比钳形固定组件10的壁厚大1-2mm。

举例来讲，为便于加工，该钳形固定组件10设置为分体式结构，且左右对称，包括U型顶部件、两个L型的侧向转接件、两个下端具有“∪”形槽14的I型侧向件、两个上端具有“∩”形槽15的L型颚面件，U型顶部件的两侧分别与两个L型的侧向转接件相连，每个下端具有“∪”形槽14的I型侧向件的具有“∪”形槽14的一侧与每个上端具有“∩”形槽15的L型颚面件相连，不具有“∪”形槽14的一侧与每个L型的侧向转接件相连，从而组成底部开口的“凸”字型空腔，用于包围海绵21，从而实现海绵21对轨道90的稳定包裹。

在本发明中，进液管30可将润滑油输入至钳形固定组件10的通孔处，然后浸入海绵21之中。考虑润滑油的流动黏性较大，进液管30的口径不宜太小，以免无法达到预期流速。同时进液管30应采用抗氧化性和耐腐蚀性较强的材料，并具有较好的刚度，能够支撑润滑油储罐50的重量，且能够长期稳定工作。举例来讲，进液管30的材料可以采用不锈钢316LN。

在本发明中，阀门组件40包括阀门开关、流速监测探头和温度监测探头，以实时获取润滑油的流速与温度。

在本发明中，润滑油储罐50为用于储存润滑油的罐体，下端与进液管30连接，上部设有可打开的法兰孔，用于补充润滑油。润滑油储罐50的体积应能够满足单次润滑运行所需要的润滑油用量，一般不小于5L。同时，润滑油储罐50内部还设置有液位监测计，用于实时获取剩余润滑油储量。润滑油储罐50一般采用圆柱体结构，同时储罐内壁可采用蜂窝状结构，以减小运动过程中的振动导致的润滑油液面波动较大，避免润滑油因波动而溢出或偏移至储罐一侧，影响润滑油向进液管30的流速。润滑油储罐50的材料可选择钛合金TC4，以降低质量。

在本发明中，控制单元60可采用集成控制柜，该集成控制柜安装于连接支架80的上侧。该集成控制柜可实现对润滑油流速、温度以及前进速度的采集和控制。该集成控制柜还可以通过无线传输装置与地面控制系统连接，向地面控制系统实时反馈状态信号并接受地面控制系统的控制信号，实现对润滑系统的远程状态监测和远程指令控制，提高润滑系统的自动化程度和智能化程度。

在本发明中，地面驱动装置70是润滑系统的移动动力源，安装于连接支架80下方，包括驱动电机、储能设备与滑轮等，储能设备可采用电容储能机组，需满足每充电一小时，可满载荷运行10次润滑的储能量，可保证润滑频率不受充电影响。其中，电容储能机组采用可更换形式，要求稳定工作时间不小于一年。驱动电机在储能设备输出的能量下对滑轮进行驱动，引导润滑系统前进，滑轮采用耐磨耐腐蚀的橡胶材料。

在本发明中，连接支架80的质量占整个润滑系统总质量的大部分，其质量的大小决定了地面驱动装置70需要提供的推力和功率大小，而功率越高则需要越大的储能设备，可能造成成本的增加和单次充电满载运行次数的减小，因此，连接支架80需在保证较高结构强度和刚度的前提下，采用密度较小的材料，来减小润滑系统的振动水平和质量。举例来讲，连接支架80的材料可选择钛合金TC4，以降低质量。

在本发明中，由于超高速磁悬浮列车在运行时使用两组轨道90，为了同时对两组轨道90进行润滑，因此该润滑系统可以设置为包括两组钳形固定组件10、两组海绵组件20、两个进液管30、两组阀门组件40、两组润滑油储罐50、一个控制单元60、一个地面驱动装置70和一个连接支架80，连接方式和使用方式与上述的润滑系统相同，本发明不再赘述。此时，连接支架80需要连接两组钳形固定组件10，而两组钳形固定组件10距离较大，因此连接支架80的宽度也较大。

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑方法的流程图。如图3所示，本发明提供了一种用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑方法，所述方法用于上述的系统，所述方法包括：

S1、阀门组件40基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至控制单元60；

S2、控制单元60基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向地面驱动装置70发送前进速度指令；

S3、控制单元60基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向阀门组件40发送注液速度指令；

S4、阀门组件40基于注液速度指令调节阀门组件40中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

S5、地面驱动装置70基于前进速度指令通过连接支架80带动钳形固定组件10和海绵组件20前进，以实现海绵组件20对轨道90的润滑。

本发明通过钳形固定组件10将海绵组件20固定于轨道90上，对轨道90的上表面和两个侧面进行润滑，钳形固定组件10保证了海绵组件20与轨道90表面的良好接触，同时使得润滑油能够充分留在海绵组件20中，避免润滑油流失；通过阀门组件40调节润滑油流速，保证润滑过程中轨道90表面充分覆盖润滑油，避免润滑油不足造成润滑效果不佳，提高了润滑效果，通过地面驱动装置70根据实际润滑效果改变前进速度，在保证润滑效果的同时，还减小了润滑所需时间。本发明同时考虑了前进速度和注液速度，实现了两者的匹配，确保了润滑效果。

在本发明中，润滑的关键是在机械结构的结合面形成稳定的油膜薄层来起到润滑作用，润滑油的粘度太高会导致油膜难以形成，粘度太低则油膜层太薄，润滑效果也有所下降，因此润滑油的粘度与温度是相关的，一般粘度随温度升高而降低。由于航天发射运行环境在室外-20℃至40℃，润滑油粘度差别较大，因此本发明在润滑过程中考虑了润滑油粘度问题，以确保形成油膜层厚度满足要求，从而保障润滑效果。

根据本发明的一种实施例，通过下式获取当前温度下的润滑油的粘度：

[log(ν(T))+C]/(ν₀+C)＝(ν₀/T)^s；

式中，v(T)为当前温度T下的粘度，v₀为37.78℃下的粘度，C＝0.8696，s＝0.28008log(v₀)+1.8616。

根据本发明的一种实施例，通过下式获取当前时刻的前进速度：

式中，V(t)为当前时刻的前进速度，V₀为初次润滑时的前进速度，f₀为轨道未润滑时的滑动摩擦力，f_h为地面驱动装置与地面的滚动摩擦力，P₀为初次润滑时的电机推力，m为未润滑时润滑系统的总质量，ρ为润滑油的密度。

其中，在地面驱动装置70匀速运行时，f₀＝P₀-f_h，地面驱动装置与地面的滚动摩擦力f_h根据润滑系统的总质量获得。

根据本发明的一种实施例，初次润滑时的前进速度V₀为0.1m/s。一般在首次润滑时轨道摩擦力较大，采用0.1m/s的前进速度可确保轨道90表面的润滑效果。后续重复润滑时根据通过上述计算出合适的前进速度。

根据本发明的一种实施例，通过下式获取当前时刻的注液速度：

式中，Q(t,T)为当前时刻的注液速度，Q₀为初次润滑时的前进速度对应的注液速度，A(T)＝v(T)/v₀。

根据本发明的一种实施例，初次润滑时的前进速度对应的注液速度Q₀为10mL/s。

本发明的润滑方法通过前进速度和实时温度对注液速度进行耦合控制，提高了对轨道90的润滑效果。

本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明的润滑系统结构简单、成本较低，可实现自动润滑，且能满足润滑要求及整个系统的运行要求。

2、本发明实现了同时对轨道90三面进行润滑，采用的钳形固定组件10结构可避免发生振动时螺栓松动、海绵21脱落等引起的润滑失效或润滑中断的问题，同时实现快速的拆装，简化了润滑工序。

3、本发明采用的钳形固定组件10可固定海绵21，保证了海绵21与轨道90表面的良好接触，同时使得润滑油能够充分留在海绵21中，避免润滑油流失。

4、本发明采用润滑油储罐50以及阀门组件40的配合，可根据润滑效果和前进速度实时控制润滑油流速，并优化润滑油储罐50结构，减小液面波动。

5.本发明采用的控制单元60可以接受检测信号并发出控制指令，并通过无线传输装置实现远程检测与控制。

6、本发明的地面驱动装置70中采用了可更换的电容储能装置，可在较短时间内完成充电，并满足多次满载荷重复运行，提高了润滑频率。

7、本发明的各个部件均选择了合理的材料，提高了润滑系统的耐腐蚀性、结构强度，并减小了润滑系统的总质量。

8、本发明的地面驱动装置70中采用了驱动电机控制润滑系统前进速度，可根据实际润滑效果改变润滑系统运行速度，保证润滑效果的同时，减小润滑所需时间。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑系统，其特征在于，所述系统包括钳形固定组件(10)、海绵组件(20)、进液管(30)、阀门组件(40)、润滑油储罐(50)、控制单元(60)、地面驱动装置(70)和连接支架(80)；

所述海绵组件(20)包裹轨道(90)的上表面和两个侧面；所述钳形固定组件(10)设置于所述海绵组件(20)的外围，用于固定所述海绵组件(20)；所述进液管(30)的一端与所述润滑油储罐(50)相连，另一端设置于所述海绵组件(20)的上方；所述阀门组件(40)设置于所述进液管(30)的中部；所述润滑油储罐(50)用于储存润滑油；所述连接支架(80)用于连接钳形固定组件(10)和所述地面驱动装置(70)；

所述阀门组件(40)用于基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至所述控制单元(60)；

所述控制单元(60)用于基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向所述地面驱动装置(70)发送前进速度指令；

所述控制单元(60)还用于基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向所述阀门组件(40)发送注液速度指令；

所述阀门组件(40)还用于基于注液速度指令调节所述阀门组件(40)中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

所述地面驱动装置(70)用于基于前进速度指令通过所述连接支架(80)带动所述钳形固定组件(10)和所述海绵组件(20)前进，以实现所述海绵组件(20)对所述轨道(90)的润滑；

通过下式获取当前时刻的前进速度：

式中，V(t)为当前时刻的前进速度，V₀为初次润滑时的前进速度，f₀为轨道未润滑时的滑动摩擦力，f_h为地面驱动装置与地面的滚动摩擦力，P₀为初次润滑时的电机推力，m为未润滑时润滑系统的总质量，ρ为润滑油的密度；

通过下式获取当前时刻的注液速度：

式中，Q(t,T)为当前时刻的注液速度，Q₀为初次润滑时的前进速度对应的注液速度，A(T)＝v(T)/v₀。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述海绵组件(20)包括三块海绵(21)，三块所述海绵(21)分别设置于所述轨道(90)的上表面和两个侧面。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述钳形固定组件(10)呈底部开口的“凸”字型结构，所述“凸”字型结构的三个凹槽用于放置三块所述海绵(21)，所述“凸”字型结构的顶部水平段(11)和中间的两个水平段(12)均设有用于注入润滑油的通孔，所述“凸”字型结构的底部开口处两侧的水平段(13)具有用于向所述轨道(90)导流的斜坡。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述“凸”字型结构呈上下分体式结构，所述“凸”字型结构的上半部分的下端设有“∪”形槽(14)，所述“凸”字型结构的下半部分的上端设有“∩”形槽(15)，所述“∪”形槽(14)和所述“∩”形槽(15)相互嵌入相连。

5.一种适用于超高速磁悬浮列车轨道的润滑方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1-4中任一项所述的系统，所述方法包括：

阀门组件(40)基于润滑油的温度获取当前温度下的润滑油的粘度，并将当前温度下的润滑油的粘度发送至控制单元(60)；

控制单元(60)基于初次润滑时的前进速度、轨道未润滑时的滑动摩擦力、地面驱动装置与地面的滚动摩擦力、初次润滑时的电机推力、未润滑时润滑系统的总质量和润滑油的密度获取当前时刻的前进速度，并向地面驱动装置(70)发送前进速度指令；

控制单元(60)基于润滑油的粘度、当前时刻的前进速度、初次润滑时的前进速度和初次润滑时的前进速度对应的注液速度获取当前时刻的注液速度，并向阀门组件(40)发送注液速度指令；

阀门组件(40)基于注液速度指令调节阀门组件(40)中阀门开关的大小以实现对润滑油流速的控制；

地面驱动装置(70)基于前进速度指令通过连接支架(80)带动钳形固定组件(10)和海绵组件(20)前进，以实现海绵组件(20)对轨道(90)的润滑。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过下式获取当前温度下的润滑油的粘度：

[log(ν(T))+C]/(ν₀+C)＝(ν₀/T)^s；

式中，v(T)为当前温度T下的粘度，v₀为37.78℃下的粘度，C＝0.8696，s＝0.28008log(v₀)+1.8616。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，初次润滑时的前进速度V₀为0.1m/s。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，初次润滑时的前进速度对应的注液速度Q₀为10mL/s。