铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法及试验台.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110595995A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910823653.2(22)申请日2019.09.02(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人田春吴萌岭陈茂林马天和朱文良刘宇康(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人赵继明(51)Int.Cl.G01N19/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法及试验台(57)摘要本发明涉及一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法及试验台，首先确认试验台各项功能正常；待牵引至目标速度稳定后，将电机控制模式切换至转矩控制模式，并补偿控制；对制动控制装置预设滑移率极限值，在通往制动缸的管路上安装排风阀，测量开始后，对转向架施加制动，实时采集数据来计算黏着系数和滑移率；当滑移率达到预设值时，通过排风阀将制动缸压力迅速一次性排空；对同一工况重复多次，排除随机误差。依次改变轨道轮速度、轴重、轨面条件，重复上述测量。基于不同速度下测量得出的多组黏着系数-滑移率关系曲线，生成三维曲面，并描出黏着系数极值点连线。与现有技术相比，本发明具有试验需求低，试验风险低等优点。CN110595995ACN110595995A权利要求书1/2页1.一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：对试验台进行状态检查后利用两台牵引电机将试验台中的轨道轮和车轮牵引至目标速度；步骤2：待牵引至目标速度稳定后，将电机控制模式切换至转矩模式进行稳速控制以维持轨道轮在制动过程中维持目标速度；步骤3：对制动控制装置预设防滑排气滑移率极限值，在通往制动缸的管路上安装排风阀，以防止发生制动轴抱死或踏面擦伤；步骤4：测量开始后对试验台中的转向架施加制动实时采集用于计算黏着系数和滑移率的相关数据；步骤5：当滑移率达到预设值时则停止数据采集，未达到则缓解制动力，使得试验台中的轨道轮和车轮速度同步后停止数据采集；步骤6：对同一工况重复多次测量以排除随机误差后依次改变不同的轨道轮速度、轴重和轨面条件并重复进行试验；步骤7：基于扭矩、车轮与轨道轮间正压力计算黏着系数，基于轨道轮和车轮转速计算滑移率，绘制黏着系数-滑移率关系曲线并捕捉极值点；步骤8：基于不同速度下测量得到的多组黏着系数-滑移率关系曲线，生成三维曲面并得到作为最终测量结果的黏着系数极值点连线。2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述的步骤1具体包括：试验前检查试验台的机械部件、气路连接、电气连接、测控系统工作状态、视频监控系统工作状态后在电机转速模式下将试验台中的轨道轮和车轮牵引至目标速度。3.根据权利要求1所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下分步骤：步骤31：在制动控制装置中设置制动缸压力的上升斜率、压力上限；步骤32：在通往制动缸的管路上安装用于提高制动缸排风速度的排风阀；步骤33：设置防滑排气滑移率极限值，用于当制动控制装置检测到测量过程中滑移率达到预设值后立即控制排风阀将制动缸的压缩空气排空，同时缓解制动压力，以防止测量过程中发生制动轴抱死。4.根据权利要求1所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述步骤4中滑移率的计算公式为：式中，ξ表示滑移率，v1表示轨道轮线速度，由轨道轮实际测量的转速与其滚动圆半径计算得到，v2表示车轮线速度，由车轮实际测量的转速与其滚动圆半径计算得到。5.根据权利要求1所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述步骤4中黏着系数为轮轨间的黏着力与垂向正压力之比，其对应的描述公式为：2CN110595995A权利要求书2/2页式中，μ表示黏着系数，F表示黏着力，N表示垂向正压力。6.根据权利要求5所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述黏着力的计算公式为：式中，T1、T2表示制动轴轨道轮两侧扭矩仪的测量值，IR为单个轨道轮的转动惯量，表示轨道轮线速度的导数，r表示轨道轮滚动圆半径。7.根据权利要求1所述的一种铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法，其特征在于，所述步骤6中的速度的试验区间为10km/h～300km/h，间隔为10km/h，所述步骤6中的轴重的试验区间为11t～15t，间隔为1t。8.一种用于如权利要求1～7中任意一项所述的铁道车辆制动下黏着系数与滑移率关系测量方法的试验台，其特征在于，该试验台包括假车体、设置于所述假车体上的假车体配重、连接于所述假车体与墙面之间的假车体