CN101678850A - 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法 - Google Patents

用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101678850A
CN101678850A CN200880015556A CN200880015556A CN101678850A CN 101678850 A CN101678850 A CN 101678850A CN 200880015556 A CN200880015556 A CN 200880015556A CN 200880015556 A CN200880015556 A CN 200880015556A CN 101678850 A CN101678850 A CN 101678850A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
acceleration
acceleration pick
component
gravity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880015556A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101678850B (zh
Inventor
T·布克哈特
U·弗里森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Publication of CN101678850A publication Critical patent/CN101678850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101678850B publication Critical patent/CN101678850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F9/00—Rail vehicles characterised by means for preventing derailing, e.g. by use of guide wheels
    • B61F9/005—Rail vehicles characterised by means for preventing derailing, e.g. by use of guide wheels by use of non-mechanical means, e.g. acoustic or electromagnetic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/04—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置(2)，包括至少一个与一评价装置(32)共同作用的加速度传感器(28，28′，28″)，其中至少一个加速度传感器(28，28′，28″)设置在轨道车辆的底盘上，使其探测方向(30，30′，30″)具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(z方向)的分量。本发明规定：加速度传感器(28，28′，28″)构造成使其提供一测量信号，其包含一相当于重力加速度的信号分量或构成一相当于重力加速度的信号，并且评价装置(32)包括一用于加速度传感器(28，28′，28″)的功能检验的程序，如果由加速度传感器(28，28′，28″)提供的测量信号未包含相当于重力加速度的信号分量或未构成相当于重力加速度的信号，则其调制出一错误信号；并且如果不是这种情况，则抑制错误信号。

Description

用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1和15所述的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法。
背景技术
在轨道车辆交通中得到的用于底盘的监控***具有越来越大的重要性。一方面从安全性原因要求这些监控***是规范的或符合规范。作为实例在这里列举下列***，它们从TS1(用于国际间可操作性的技术说明书-欧盟的公报)方面对于高速列车在欧洲范围内要求：
用于脱轨探测的车载***(on-Boad-System)，
用于过热件探测或轴承损坏识别的车载***，
用于不稳定性识别或损坏的减振器识别的车载***。
另一方面底盘监控***的使用用来进行诊断和早期识别损坏的构件、临界的状况或其他的故障，以便达到早期的和根据状况的维修。同时目标是较少的停车时间、构件的更好利用并从而节省成本。
这样例如在ICE(城际快速列车)中，使用一种用于识别不稳定的运行的***并且在较新的自动行驶的地铁中采用一种用于脱轨探测的***。对这些***共同的是，它们只构成且起本身功能的作用。这些***的每一个都使用自己的传感器。
为了识别不稳定性，通常在转向架框架上安装一个或多个传感器，其在一确定的频率范围内测量横向加速度(横向于行驶方向X)并且在超过一极限值时产生一报警信号。
DE 10145433C2和EP 1317369中描述一种用于轨道车辆的部件的故障监控的方法和装置，其同样基于加速度值的测量，该装置安装在固定在车厢的减横摇装置托架上。加速度传感器的探测方向在那里平行于行驶方向。
DE 19953677中描述一种用于脱轨探测的方法和装置，在这里直接评价一在轴承上设置的加速度传感器的测量信号。两次积分测量的加速度值并与一极限值相比较。单一的加速度传感器具有一沿轨道车辆的竖直轴线的方向(Z方向)延伸的探测方向。但按照该文献也可以采用这些加速度传感器，其同时具有沿行驶方向(X方向)、横向于行驶方向(Y方向)和沿竖直轴线的方向(Z方向)的探测方向。这样的加速度传感器涉及一所谓多倍传感器，亦即其实际上包括至少两个、在这里三个加速度传感器，其中每一个沿一个探测方向测量。
在这些安全性重要的监控装置中困难性是确保各加速度传感器的功能健全，应按照具有很高的失效安全性或失效识别的安全性水准保证其功能可靠。图8中示意示出一用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的构造和功能，其包括下列部分：
-一加速度传感器，包括固定和结合的放大和匹配电子装置，
-一信号处理和评价电子装置，包括用于加速度传感器的供电装置，
-用于加速度传感器的信号向评价电子装置的信号传输的传输导线，
-用于加速度传感器的供电的传输导线。
图8中所示的测量链的一些部件可以在通过检验功能或电路的操作中对其功能能力加以检验。这样，可以例如这样探测传输导线的中断，即输入一偏置电压(平均电压)或以恒电流供给加速度传感器。接着通过偏置电压或恒电流的变化可以确定导线中断。
相反难以解决的是加速度传感器本身的检验。为了确定加速度传感器仍然起作用并且精确地按其分类供给一测量信号，必需的是，供给它一确定的加速度信号。为此必须拆下加速度传感器并然后安装在定径的试验架(环架)上，这在背景面前形成大的费用，即加速度传感器常常设置在难于接近的安装空间内，如在轨道车辆的转向架中。此外在拆卸和再装时不排除在传感器上的损坏和错误安装。
具有自己的自检验装置的传感器提供另一可能性。对此通过一附加的集成的装置激励传感器元件。如果传感器提供一预期的信号，则它是完好的。这样的自检验装置例如在汽车的空气囊传感器中使用。但这样的自检验装置不能供任何传感器型式或任何传感器结构尺寸使用并且提高传感器的价格。
为了避免在拆卸的传感器上的传感器检验或自检验装置，可以冗余地设置多个加速度传感器并且一传感器的失效或功能故障通过两传感器信号的比较时可信性加以确定。不过这同样引起较高的技术费用并从而引起较高的成本。
发明内容
与此相对本发明的目的在于，进一步开发一种用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法，使在简单的结构下可以成本低地监控采用的多个加速度传感器的功能。
按照本发明通过权利要求1的特征达到该目的。
在本发明的装置中，将加速度传感器构成使其提供一测量信号，其包含一相当于重力加速度g的信号分量或构成一相当于重力加速度g的信号。此外，评价装置包括一用于加速度传感器的功能检验的程序，如果由加速度传感器提供的测量信号未包含相当于重力加速度g的信号分量或未构成相当于重力加速度g的信号，则其调制出一错误信号并且如果不是这种情况，则抑制错误信号。
因此，按照本发明的方法采用至少一个加速度传感器，其测量信号包含一相当于重力加速度g的信号分量或构成一相当于重力加速度g的信号。该加速度传感器设置在轨道车辆的底盘上，使其探测方向具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的分量，在其中重力加速度g起作用。最后这样检验加速度传感器的功能，即：如果由加速度传感器提供的测量信号未包含相当于重力加速度g的信号分量或未构成相当于重力加速度g的信号，则调制出一错误信号并且如果不是这种情况，则抑制错误信号。
“无相当于重力加速度g的信号分量”或“无相当于重力加速度g的信号”的情况包含这种情况，即虽然存在一信号分量或一信号，其起因于重力加速度，但其数额或数值不符合根据重力加速度g预期的数额或数值，因此亦即是这种情况，即测量的数值对于重力加速度相对于实际的数值过大或过小。因此一这样的测量偏差表明是加速度传感器的一故障。
与现有技术相比较对于本发明的装置不需要附加的硬件或为了检验拆下加速度传感器。反之待检验的加速度传感器在按规定的测量过程的范围内本身提供关于其功能健全的信息。对监控的加速度传感器只提出要求，它产生一测量信号，其总是在行驶的轨道车辆的情况下包含作用到其上的重力加速度g或在静止的轨道车辆中构成作用到其上的重力加速度g以及具有一小于重力加速度g的阈值。
因此相当于重力加速度g的信号或相当于它的信号分量构成用于加速度传感器的校准和检验信号。本发明特别好地适用于这样的加速度传感器，其具有一在重力加速度g的数量级内的测量范围。在一不稳性探测时例如在阈值为0.8g时实现在从-2g至+2g的范围内的测量。即使如果校准和检验信号相对于测量信号偏离几个数量级，则至少基本的加速度传感器的检验是可能的。相对于现有技术的措施这意味着显著的节省。
通过在各从属权利要求中举出的措施在各独立权利要求中说明的本发明的有利的进一步构成和改进是可能的。
特别优选地，装置包括滤波器，其滤出由加速度传感器提供的测量信号的相当于重力加速度g的信号分量。
按照进一步构成，评价装置可以构成使检验程序一次、按时间间隔多次或持续地运行。
特别优选加速度传感器是压电的、压阻的或电容的加速度传感器。
按照一优选的措施，对于轨道车辆的底盘部件的故障监控的不同的功能如开头所述不稳定识别和脱轨探测的功能利用一共同的传感器。各加速度传感器根据其按照本发明的设置可以沿轨道车辆的竖直轴线的方向(Z方向)和横向于行驶方向(Y方向)或沿行驶方向(X方向)探测加速度。在这方面优选设置两个方案：
a)至少一个加速度传感器设置在轨道车辆的一转向架框架上或在其转向架的一轴的一轮组轴承上，使其探测方向具有一行驶方向(X方向)的分量或一垂直于行驶方向(Y方向)的分量并同时具有一平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的分量，
b)设置为一轴的各轮组轴承配置的加速度传感器，其中一个加速度传感器设置在轴的一个轮组轴承上，使其探测方向平行于行驶方向而另一加速度传感器设置在轴的另一个轮组轴承上，使其探测方向平行于轨道车辆的竖直轴线。
在方案a)中，由于加速度传感器的探测方向的倾斜的定向产生沿Z方向的加速度值与横向或纵向加速度值(Y和X方向)的矢量的相加。测量的加速度值是Z方向和Y方向或X方向的矢量的单个加速度的和。这些数值对于底盘具有不稳定的行驶状态或脱轨的倾向已形成一量度。可以附加通过测量的加速度值的频率特定的判断实现选择性的监控。在不同的空间坐标轴上在不同的频带内发生振动。例如在不稳定的状态时，沿横向和纵向方向比沿竖直轴线遇到趋向较低的频率。在脱轨的情况下通过沿竖直轴线的较高的频率分量构成一监控准则。由此通过不同的频带的针对性的评价可以选择性地对不稳定的行驶状态和脱轨监控。
如果探测方向的角度在相应的平面内处在0°至90°的范围内，但不包括其边界0°和90°在内，则沿所述方向(X、Y和Z方向)总是存在一分量。特别优选探测方向的角度处在10°至80°的范围内。
借此有可能，利用仅仅一个唯一的加速度传感器总是检测两彼此垂直的探测方向(Z方向和Y方向，或者Z方向和X方向)。因此利用仅仅一个加速度传感器在转向架或在一轴上通过横向或纵向加速度的监控可以作出一关于可能的不稳定性的说明并且通过沿竖直轴线的方向的加速度的监控同时可以作出一关于可能的脱轨倾向的说明。
利用各转向架的仅仅一个唯一的加速度传感器，用于加速度传感器的制造、安装和敷设电缆的费用是最小的。
按照方案b)为转向架的一轴的每一轮组轴承配置一加速度传感器。对此为一轴在两侧配置的两个加速度传感器的探测方向分别是彼此垂直的，亦即沿行驶方向(X方向)和沿竖直轴线的方向(Z方向)。借此通过各加速度传感器的加速度信号的评价可以同样实施脱轨探测和不稳定性识别的功能。因为各加速度传感器为各轮组轴承配置，同时可以进行轴承监控，因为在各轮组轴承的区域内的过度的振动显示为在该区域内的故障。
在转向架的另一轴上优选关于探测方向左右侧相反地实现相同的设置。这样分别产生关于转向架的各轴对角线地观察的相同的探测方向。由此各转向架存在各两个具有分别相同的探测方向的加速度传感器并因此对于相应的探测方向存在冗余。
除了所述的不稳定性识别和脱轨探测的监控功能之外，利用本发明的装置通过适合的评价方法和相应的评价电子装置还可以实现其他的监控和诊断功能。例如在传感器装置在转向架框架上的设置中直接在构架上添加的部件，如转向器、导向套筒或构架本身的监控是可能的。
特别在加速度传感器直接在轮组轴承上或在轮组轴承箱上安装时可设想附加的监控和诊断功能，如例如平坦位置的识别、轴承损坏的识别或轮组轴承中和车轮本身中或其上的损坏的探测。
特别优选按照方案a)加速度传感器的探测方向处在一个垂直于转向架的轴的平面内并且关于竖直轴线(Z方向)和关于一个平行于行驶方向设置的轴线(X方向)具有45°的角度。因为在这种情况下各分量总是相同大小的，对转向架或各轮组轴承的纵向和垂直振动产生优选均等的信号。或者自然在0°至90°的角度范围内的任何角度是可能的。
或者加速度传感器的探测方向可以处在一个垂直于行驶方向的平面内并且关于竖直轴线(Z方向)和关于一个垂直于行驶方向设置的轴线(Y方向)具有45°的角度。在这种情况下对转向架或各轮组轴承的横向和垂直振动产生均等的信号。
特别优选地，按照方案a)的进一步构成，在一轴的两轮组轴承的只各一个轮组轴承上设置一个加速度传感器。当该加速度传感器的探测方向处在一个垂直于轴的平面内时并且关于竖直轴线和关于一个平行于行驶方向设置的轴线优选具有45°的角度时，同样有可能，由加速度传感器的测量信号关于底盘的脱轨倾向和不稳定性状态作出均等的说明。如果例如相对于转向架的垂直的转轴对角线地设置两个这样的加速度传感器，则附加产生一多余的测量，这提高监控装置的可靠性。
优选地，在该方案中将加速度传感器与一脉冲发送器相组合。集成的传感器的应用，其为电子的监控装置提供信号并且附加检测例如用于一防滑装置的轴转速，再次降低传感器安装和敷设电缆的费用。
为了将对制造和安装成本以及关于敷设电缆的费用减至最小，按照方案b)的进一步构成，一轴的各轮组轴承设置只一个唯一的加速度传感器。这些加速度传感器优选设置在转向架的各轴的各轮组轴承上，使得朝行驶方向看各加速度传感器的探测方向在每一车辆侧面上交替。因此关于转向架的垂直的转轴对角线地设置各具有相同探测方向的加速度传感器。因此产生有利的冗余，这提高监控装置的失效安全性。
优选在该方案中也将至少一个加速度传感器与一脉冲发送器相组合，这获得以上所述的优点。另外也可以在组合传感器中集成一温度传感器用以测量一轮组轴承中的当前的轴承温度。关于这样的组合传感器的结构的可能性参阅DE 102005010118。
特别用于底盘部件的故障监控的装置的至少一个电子的评价装置可以是轨道车辆的一防滑***和/或制动控制***的集成的构件，如同样描述于DE 102005010118中。
因此上述各措施对于多个加速度传感器产生一不多的安装费用，其中几个具有一包括一平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的探测方向。对于这种情况与权利要求1的特征相组合得出一用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置，其由于各加速度传感器的特别的设置具有一有利的少量的加速度传感器和评价装置，此外通过传感器形式的针对性的选择和通过一特别的评价软件的设置也按简单的方式监控各加速度传感器，而不必将其为此构造或设有一附加的硬件，因此总体上得到成本低的和简便待检验的装置，用于轨道车辆的底盘部件的故障监控。
由各实施例的以下描述得出更详细的说明。
附图说明
以下在附图中示出和在以下的描述中更详细地说明本发明的各实施例。其中：
图1示出一转向架的示意的俯视图，包括一按照本发明的第一实施形式的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的一部分；
图2示出图1的转向架的示意的端面视图；
图3示出一转向架的示意的俯视图，包括一按照本发明的另一实施形式的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的一部分；
图4示出图3的转向架的示意的端面视图；
图5示出一转向架的示意的俯视图，包括一按照本发明的另一实施形式的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的一部分；
图6示出图5的转向架的示意的端面视图；
图7示出一按照图5和图6的实施形式的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的示意的电路图；
图8示出用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置的功能图的示意图。
具体实施方式
图1中示出一转向架1的示意的俯视图，包括一按照本发明的第一实施形式的用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置2的一部分。
转向架1相对于一未示出的车厢绕一垂直的转轴36可转动地设置并且包括一转向架框架4，其借助于一同样未示出的、因为对于本发明不重要的次级的弹簧***支承在轨道车辆的车厢上。
转向架框架4另一方面经由一初级弹簧装置支承在四个轮组轴承箱6、8、10、12上，在其中安装各一个轮组轴承14、16、18和20，用以支承一轴22、24，所述轴在端面支承两个车轮26。转向架1总共存在两个轴22、24。
为了监控转向架1及其部件2至20设置用于故障监控的装置2，其中在图1和图2中只可看到一振动传感器28。
振动传感器28设置在转向架的转向构件4上，使其通过一箭头30表示的探测方向具有一平行于竖直轴线(Z方向)的分量和一沿行驶方向(X方向)的分量或一垂直于轨道车辆的行驶方向(Y方向)的分量。优选例如构成为加速度传感器的振动传感器28的探测方向30具有一垂直于行驶方向(Y方向)的分量和同时具有一平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的分量，如特别由图2可看出的。
在这种情况下，由于振动传感器28的探测方向30的倾斜的定向产生沿Z方向的加速度值与沿Y方向(横向加速度)的加速度值的矢量的相加。结果对于转向架脱轨的倾向(Z方向的分量)和/或不稳定的行驶状态如过度的摆晃(Y方向的分量)形成一量度。
此外，为每一轴22、24配置一已知的脉冲发送器34，用于转速测量，其优选设置在配置的轮组轴承箱6、8中或用自身的壳体法兰连接到一这样的轴承箱上。
特别优选地，按照图1和图2的实施形式振动传感器28的探测方向30处在一垂直于行驶方向(X方向)的平面内并且相对于竖直轴线(Z方向)和相对于一垂直于行驶方向设置的轴线(Y方向)具有一优选45°的角度。因为沿这些轴线的分量在这种情况下总是大小相同的，对转向架1的横向和垂直振动产生优选均等的信号。
或者振动传感器28的探测方向30可以处于一垂直于转向架的轴22、24的平面内，并且相对于竖直轴线(Z方向)和相对于行驶方向(X方向)具有优选45°的角度。在这种情况下对转向架1的纵向和垂直振动产生均等的信号。
按照图3和图4的实施形式，在一轴22、24的两轮组轴承16和20以及14和18的只各一个轮组轴承16、18上设置一个振动传感器28′。当两个振动传感器28′的探测方向30′是相同定向的且处于一垂直于转向架1的轴22、24的平面内并且相对于竖直轴线(Z方向)和相对于一平行于行驶方向设置的轴线(X方向)优选具有45°的角度时，有可能由各振动传感器28′的测量信号作出关于底盘的脱轨倾向和稳定性状态均等的说明。特别优选，如图3中所示，为轴22、24配置的两振动传感器28′相对于转向架1的垂直的转轴36对角线地设置。在该实施形式中各振动传感器28′附加与各一个用于车轮速度测定的脉冲发送器34组成一结合的组合传感器38。
在图5和图6的实施形式中，为转向架1的每一轮组轴承14至20配置一振动传感器28″，其中振动传感器28″在相应的轴24、22的一个轮组轴承16或18上设置成，使其探测方向30″平行于行驶方向(X方向)；而另一振动传感器28″在相应的轴22、24的另一轮组轴承14或20上设置成，使其探测方向30″平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)。按此为转向架1的相应的轴22、24配置的两振动传感器28″的探测方向30″分别是相互垂直的并且指向行驶方向(X方向)和竖直轴线的方向(Z方向)。因此优选相对于转向架1的转轴36对角线地设置各具有相同探测方向30″的振动传感器28″。
优选地，在该方案中也将至少一个振动传感器28″与一个脉冲发送器34组合成一组合传感器38，这获得以上所述的优点。另外也可以在组合传感器38中集成一温度传感器39，用以测量在各轮组轴承14至20中的当前的轴承温度。
在全部实施形式中，优选只采用单一的、亦即只沿一探测方向30、30′和30″起作用的同一型式的振动传感器28、28′、28″。
图7示出在一防滑保护***的防滑保护电子装置40中集成的装置2的评价电子装置32，用于对于高达200km/h的速度调节在一包括两转向架42、44的旅客列车的各车轮与轨道之间最好的滑差，评价电子装置32经由传感器导线46与在各轮组轴承上的相应的组合传感器38处于信号传输连接。旅客列车车厢优选为每一轮组轴承配备一组合传感器38，用以测量车轮速度(脉冲发送器)、车轮轴承温度(温度传感器)和在相应的探测方向30″的车轮加速度(单一的加速度传感器)。这些传感器38的测量信号输入中央的评价电子装置32并在那里评价。总体上，借助于组合传感器38可以实现下列监控功能：
滚动监控(识别不旋转的车轮)，
热和过热件探测(轮组轴承的温度监控)，
通过振动测量识别轴承损坏，
不识别稳定的运行或底盘中的损坏的减振器，
脱轨探测，
平坦位置和不圆的车轮的探测。
此外用于早期识别损坏的构件的附加的诊断功能是可能的。特别是还可设想轨道路段关于铁轨损坏的诊断。经由输入-输出装置48则可以实现数据的输入或输出或显示。
将在以上各实施形式中描述的加速度传感器28、28′、28″，其探测方向30、30′、30″具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的分量，在其中重力加速度g起作用，构成为使其提供一测量信号，其包含一相当于重力加速度g的信号分量或构成一相当于重力加速度g的信号。此外评价电子装置32包括一用于加速度传感器28、28′、28″的功能检验的程序，如果由相应的加速度传感器28、28′、28″提供的测量信号未包含相当于重力加速度g的信号分量或未构成相当于重力加速度g的信号，则调制出一错误信号。如果不是这种情况，相反则抑制错误信号。
因此在描述的应用中采用加速度传感器28、28′、28″，其测量信号包含一相当于重力加速度g的信号分量或构成一相当于重力加速度g的信号。压电的、压阻的或电容的加速度传感器28、28′、28″通常满足这样的条件。这些加速度传感器28、28′、28″如描述的设置在轨道车辆的底盘上，使其探测方向30、30′、30″具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(Z方向)的分量，在其中重力加速度g起作用。
最后如果由相应的加速度传感器28、28′、28″提供的测量信号未包含相当于重力加速度g的信号分量或未构成相当于重力加速度g的信号，则通过调制出一错误信号，检验这些加速度传感器28、28′、28″的功能并且如果不是这种情况则抑制错误信号。对此该检验程序可以一次、按时间间隔多次接连地或持续地运行。
在这种情况下待检验的加速度传感器28、28′、28″本身在一按规定的测量过程的范围内提供关于其功能健全的信号。对监控的加速度传感器28、28′、28″只提出要求，它可以产生一测量信号，其总是在行驶的轨道车辆的情况下包含作用到其上的静态的重力和速度g或在静止的轨道车辆中构成作用到其上的静态的重力和速度g以及具有一小于重力加速度g的阈值。
特别优选装置2包括未示出的滤波器，其滤出由加速度传感器28、28′、28″提供的测量信号的相当于重力加速度g的信号分量。
附图标记列表
1             转向架
2             装置
4             转向架框架
6             轮组轴承箱
8             轮组轴承箱
10            轮组轴承箱
12            轮组轴承箱
14            轮组轴承
16            轮组轴承
18            轮组轴承
20            轮组轴承
22            轴
24            轴
26            车轮
28，28′，28″振动传感器
30，30′，30″探测方向
32            评价电子装置
34            脉冲发送器
36            转轴
38            组合传感器
39            温度传感器
40            防滑保护电子装置
42            转向架
44            转向架
46            传感器导线
48            输入-输出装置

Claims (15)

1.用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置(2)，包括至少一个与一评价装置(32)共同作用的加速度传感器(28，28′，28″)，其中至少一个加速度传感器(28，28′，28″)设置在轨道车辆的底盘上，使其探测方向(30，30′，30″)具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(z方向)的分量，其特征在于，将加速度传感器(28，28′，28″)构造成使其提供一测量信号，该测量信号包含一相当于重力加速度(g)的信号分量或构成一相当于重力加速度(g)的信号并且评价装置(32)包括一用于加速度传感器(28，28′，28″)的功能检验的程序，如果由加速度传感器(28，28′，28″)提供的测量信号未包含相当于重力加速度(g)的信号分量或未构成相当于重力加速度(g)的信号，则其调制出一错误信号，并且如果不是这种情况，则抑制错误信号。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，由加速度传感器(28，28′，28″)提供的测量信号在轨道车辆静止时构成相当于重力加速度(g)的信号；而在轨道车辆行驶的情况下包含相当于重力加速度的信号分量。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，存在滤波装置，其滤出由加速度传感器(28，28′，28″)提供的测量信号的相当于重力加速度(g)的信号分量。
4.按照上述权利要求之至少一项所述的装置，其特征在于，将评价装置(32)构成使检验程序一次、按时间间隔多次或持续地运行。
5.按照上述权利要求之至少一项所述的装置，其特征在于，加速度传感器(28，28′，28″)是压电式、压阻式或电容式加速度传感器。
6.按照上述权利要求之至少一项所述的装置，其特征在于，
a)在轨道车辆的转向架框架(4)上或在轨道车辆的转向架(1)的轴(22，24)的轮组轴承(14至20)上设置至少一个加速度传感器(28，28′)，使其探测方向(30，30′)具有一沿行驶方向(x方向)的分量或一垂于行驶方向(y方向)的分量并同时具有一平行于轨道车辆的竖直轴线(z方向)的分量；或者
b)设有为一轴(22，24)的轮组轴承(14至20)配置的各加速度传感器(30″)，其中在轴(24，22)的其中一个轮组轴承(16或18)上设置一个加速度传感器(30″)，使其探测方向(30″)平行于行驶方向(x方向)；而在轴(22，24)的另一个轮组轴承(14或20)上设置另一个加速度传感器(30″)，使其探测方向(30″)平行于轨道车辆的竖直轴线(z方向)。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，在转向架(1)的转向架框架(4)上设置一个唯一的加速度传感器(28)。
8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，加速度传感器(28)的探测方向(30)处在一垂直于转向架(1)的一轴(22，24)的平面内并且关于竖直轴线(z方向)和关于一平行于行驶方向设置的轴线(x方向)具有45°的角度。
9.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，加速度传感器(28)的探测方向(30)处在一垂直于行驶方向(y方向)的平面内并且关于竖直轴线(z方向)和关于一垂直于行驶方向设置的轴线(y方向)具有45°的角度。
10.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，分别在转向架(1)的一个轴(22，24)的各轮组轴承(14至20)的仅仅一个轮组轴承(16，18)上设置一个加速度传感器(28′)。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，振动传感器(28′)的探测方向(30′)处在一垂直于轴(22，24)的平面内并且关于竖直轴线(z方向)和关于一平行于行驶方向设置的轴线(x方向)具有45°的角度。
12.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，一个轴(22，24)的每个轮组轴承(14至20)都设有一个加速度传感器(28″)。
13.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，各加速度传感器(28″)在转向架(1)的轴(22，24)的各轮组轴承(14至20)上设置成，使朝行驶方向(x方向)看各加速度传感器(28″)的探测方向(30″)在每个车辆侧面上交替。
14.按照上述权利要求之至少一项所述的装置，其特征在于，至少一个加速度传感器(28，28′，28″)与至少一个用于测量当前的车轮速度的速度传感器(34)和/或用于测量轮组轴承(14至20)的当前的轴承温度的温度传感器(39)一起共同集成为一组合传感器(38)。
15.用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的方法，包括至少以下步骤：
采用至少一个加速度传感器(28，28′，28″)，其测量信号包含一相当于重力加速度的信号分量或构成一相当于重力加速度的信号，
将加速度传感器(28，28′，28″)设置在轨道车辆的底盘上，使其探测方向(30，30′，30″)具有至少一个平行于轨道车辆的竖直轴线(z方向)的分量，
检验加速度传感器(28，28′，28″)的功能，如果由加速度传感器(28，28′，28″)提供的测量信号未包含相当于重力加速度的信号分量或未构成相当于重力加速度的信号，则调制出一错误信号并且如果不是这种情况，则抑制错误信号。
CN2008800155560A 2007-05-22 2008-05-16 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法 Active CN101678850B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007024065A DE102007024065B8 (de) 2007-05-22 2007-05-22 Vorrichtung und Verfahren zur Fehlerüberwachung von Fahrwerkskomponenten von Schienenfahrzeugen
DE102007024065.3 2007-05-22
PCT/EP2008/003954 WO2008141775A1 (de) 2007-05-22 2008-05-16 Vorrichtung und verfahren zur fehlerüberwachung von fahrwerkskomponenten von schienenfahrzeugen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101678850A true CN101678850A (zh) 2010-03-24
CN101678850B CN101678850B (zh) 2011-09-21

Family

ID=39660701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800155560A Active CN101678850B (zh) 2007-05-22 2008-05-16 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8234917B2 (zh)
EP (1) EP2152561B1 (zh)
JP (1) JP5595266B2 (zh)
KR (1) KR101489334B1 (zh)
CN (1) CN101678850B (zh)
AT (1) ATE500113T1 (zh)
DE (2) DE102007024065B8 (zh)
DK (1) DK2152561T3 (zh)
ES (1) ES2361644T3 (zh)
PL (1) PL2152561T3 (zh)
PT (1) PT2152561E (zh)
RU (1) RU2460658C2 (zh)
SI (1) SI2152561T1 (zh)
WO (1) WO2008141775A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110770563A (zh) * 2017-04-12 2020-02-07 百斯巴特有限责任公司 用于自动地评估底盘测量数据的设备和方法
CN111693304A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 西南交通大学 车辆故障检测方法、装置、计算机设备和可读存储介质
CN113994216A (zh) * 2019-06-25 2022-01-28 克诺尔轨道车辆***有限公司 用于校准在车辆中设置的加速度传感器的取向的方法
CN114152451A (zh) * 2021-11-10 2022-03-08 柳州铁道职业技术学院 一种快速货车转向架的转向动力检测装置及方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015011A1 (de) * 2009-03-26 2010-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Überwachung der Laufstabilität bei Schienenfahrzeugen
DE102009041823A1 (de) * 2009-09-18 2011-03-24 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Fahrverhaltens eines Schienenfahrzeugs
US8560151B2 (en) * 2010-05-11 2013-10-15 Cartasite, Inc. Dynamic monitoring of mobile railway car undercarriage
DE102011113090A1 (de) * 2011-09-09 2013-03-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremssteuereinrichtung für Schienenfahrzeuge, Bremsanlage für Schienenfahrzeuge sowie Verfahren zur Ermittlung von Zustandsinformationen eines Rades und Computerprogrammprodukt
EP2602168B1 (en) * 2011-12-07 2015-07-22 Railway Metrics and Dynamics Sweden AB Method and system for detection and analysis of railway bogie operational problems
JP5947144B2 (ja) * 2012-08-08 2016-07-06 東海旅客鉄道株式会社 電機子軸の支持構造の破損検出装置
DE102012217708A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug
DE102012217721A1 (de) 2012-09-28 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug
DE102012217830A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung für ein Schienenfahrzeug
JP6199063B2 (ja) * 2013-04-19 2017-09-20 公益財団法人鉄道総合技術研究所 台車に装備する多機能異常検知装置
CN104156585B (zh) * 2014-08-04 2018-06-01 北京工业大学 一种基于多项指标特征的双字典匹配追踪轴承故障程度评价方法
DE102014113371A1 (de) 2014-09-17 2016-03-17 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Verfahren zur Überwachung und Diagnose von Komponenten eines Schienenfahrzeugs, mit erweiterbarer Auswertungssoftware
RU2578620C1 (ru) * 2015-02-05 2016-03-27 Сергей Валерьевич Зеленский Автоматизированная диагностическая система контроля технического состояния элементов подвески объектов железнодорожного транспорта
CN105181360A (zh) * 2015-08-25 2015-12-23 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 显示器终端判断列车故障的方法
DE102015218941A1 (de) * 2015-09-30 2017-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung eines Defekts eines Beschleunigungssensors und Messsystem
CN105711444B (zh) * 2016-03-30 2018-05-11 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆蛇形失稳抑制***和方法
AT518745B1 (de) * 2016-06-15 2018-06-15 Ait Austrian Inst Tech Gmbh Verfahren zur Detektion der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs
DE102017213970A1 (de) * 2017-08-10 2019-02-14 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Veränderungen im längsdynamischen Verhalten eines Schienenfahrzeugs
AT521735A1 (de) * 2018-09-19 2020-04-15 Siemens Mobility GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose und Überwachung von Fahrzeugkomponenten
WO2022091323A1 (ja) * 2020-10-30 2022-05-05 三菱電機株式会社 故障判別装置、駆動制御装置、および故障判別方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921164A (en) * 1974-06-03 1975-11-18 Sperry Rand Corp Character generator for a high resolution dot matrix display
GB1517513A (en) 1974-10-23 1978-07-12 British Railways Board Apparatus and method for measuring the alignment of railway track
HU200432B (en) * 1986-08-01 1990-06-28 Magyar Allamvasutak Measuring method and apparatus for qualifying the condition of railway tracks
FR2662984B1 (fr) * 1990-06-12 1992-07-31 Cegelec Vehicule sur rails pour la mesure des parametres geometriques de voie.
JP2783030B2 (ja) * 1991-12-27 1998-08-06 住友金属工業株式会社 鉄道車両の車体振動制御系の診断方法
JPH08285952A (ja) * 1995-04-11 1996-11-01 Japan Aviation Electron Ind Ltd 地震計
RU2112678C1 (ru) * 1996-11-15 1998-06-10 Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Устройство для контроля неровностей рельсового пути
US6008731A (en) * 1997-07-30 1999-12-28 Union Switch & Signal, Inc. Detector for sensing motion and direction of a railway vehicle
JP3345572B2 (ja) * 1997-08-22 2002-11-18 西日本旅客鉄道株式会社 鉄道車両の振動制御装置の故障検知方法
JP3771030B2 (ja) * 1998-01-20 2006-04-26 財団法人鉄道総合技術研究所 加速度検出装置
IT1309554B1 (it) * 1999-03-04 2002-01-23 Skf Ind Spa Gruppo cuscinetto per un assile ferroviario.
JP2000283894A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Kayaba Ind Co Ltd 鉄道車両用加振試験装置および試験方法
JP2002541448A (ja) * 1999-04-01 2002-12-03 シーメンス シュヴァイツ アクチエンゲゼルシャフト 多軸車両のボギー台車を監視する方法と装置
DE19953677C1 (de) * 1999-11-09 2001-06-21 Deutsche Bahn Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Entgleisung eines spurgebundenen Fahrzeugs
IT1320415B1 (it) * 2000-06-09 2003-11-26 Skf Ind Spa Metodo ed apparecchiatura per rilevare e segnalare condizioni dideragliamento in un veicolo ferroviario.
EP1317369B1 (de) * 2000-09-15 2005-04-06 DB Reise & Touristik AG Verfahren und vorrichtung zur fehlerüberwachung von komponenten von schienenfahrzeugen
EP1343676B8 (de) 2000-12-12 2005-06-15 DB Fernverkehr AG Verfahren und vorrichtung zum überwachen des fahrverhaltens von schienenfahrzeugen und der diagnose von komponenten von schienenfahrzeugen
GB0116651D0 (en) * 2001-07-07 2001-08-29 Aea Technology Plc Track monitoring equipment
RU32742U1 (ru) * 2003-04-25 2003-09-27 Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий" Измеритель плавности хода
CN1704297A (zh) * 2004-05-28 2005-12-07 西南交通大学 一种摆式列车线路状态测报及车体倾摆控制装置
JP3808480B2 (ja) * 2004-06-25 2006-08-09 株式会社高見沢サイバネティックス 感震器及び地震計システム
DE102004045457B4 (de) * 2004-09-20 2009-04-23 Deutsche Bahn Ag Verfahren zur Diagnose und zum Zustandsmonitoring von Weichen, Kreuzungen oder Kreuzungsweichen sowie Schienenstößen durch ein Schienenfahrzeug
DE102005002239A1 (de) 2005-01-18 2006-07-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Seitenlage eines Motorrads
DE102005010118A1 (de) * 2005-03-02 2006-09-14 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Steuereinrichtung eines Schienenfahrzeugs
JP2006337194A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Kayaba Ind Co Ltd 加速度検出装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110770563A (zh) * 2017-04-12 2020-02-07 百斯巴特有限责任公司 用于自动地评估底盘测量数据的设备和方法
CN110770563B (zh) * 2017-04-12 2022-02-01 百斯巴特有限责任公司 用于自动地评估底盘测量数据的设备和方法
CN113994216A (zh) * 2019-06-25 2022-01-28 克诺尔轨道车辆***有限公司 用于校准在车辆中设置的加速度传感器的取向的方法
CN111693304A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 西南交通大学 车辆故障检测方法、装置、计算机设备和可读存储介质
CN111693304B (zh) * 2020-06-19 2021-06-25 西南交通大学 车辆故障检测方法、装置、计算机设备和可读存储介质
CN114152451A (zh) * 2021-11-10 2022-03-08 柳州铁道职业技术学院 一种快速货车转向架的转向动力检测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007024065B8 (de) 2009-05-14
CN101678850B (zh) 2011-09-21
JP2010527829A (ja) 2010-08-19
PT2152561E (pt) 2011-05-09
EP2152561B1 (de) 2011-03-02
RU2460658C2 (ru) 2012-09-10
WO2008141775A1 (de) 2008-11-27
KR101489334B1 (ko) 2015-02-03
ES2361644T3 (es) 2011-06-20
RU2009147439A (ru) 2011-06-27
ATE500113T1 (de) 2011-03-15
DK2152561T3 (da) 2011-06-20
EP2152561A1 (de) 2010-02-17
DE502008002743D1 (de) 2011-04-14
DE102007024065B3 (de) 2009-01-02
JP5595266B2 (ja) 2014-09-24
PL2152561T3 (pl) 2011-07-29
US8234917B2 (en) 2012-08-07
US20100078527A1 (en) 2010-04-01
KR20100016415A (ko) 2010-02-12
SI2152561T1 (sl) 2011-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101678850B (zh) 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置和方法
CN101678849B (zh) 用于轨道车辆的底盘部件的故障监控的装置
US8276995B2 (en) Control device for a rail vehicle
KR101736523B1 (ko) 적어도 하나의 휠 세트를 포함하는 철도 차량의 보기의 상태를 모니터링하는 방법
US8700260B2 (en) Land vehicles and systems with controllable suspension systems
JP5525404B2 (ja) 鉄道車両の状態監視装置及び状態監視方法、並びに鉄道車両
CN103608229B (zh) 用于调节车辆行驶动态的装置和方法及带这种装置的车辆
CN104583748B (zh) 用于获知代表机动车的至少一个部件的状态的特征的参数的方法、控制设备和***
KR19990088470A (ko) 진행중차량의진동특성치및차량특성치를결정하기위한방법및장치그리고그것의용도
CN104105954B (zh) 车辆的异常检测方法和装置
CN101160221A (zh) 用于汽车的驱动安全控制设备
EP2237004A1 (en) Wireless unit for measuring and transmitting dynamic loads, waggon comprising said unit, and corresponding control method
CN102574536A (zh) 用于在轨道车辆中监测部件状态的方法和电子装置
KR102111196B1 (ko) 지상 차량 부품 탐지 시스템
EP1736387A2 (en) Wheel-end mounted multipurpose acceleration sensing device
JP4935469B2 (ja) 鉄道車両の走行異常検知方法及び装置
Kojima et al. Fault detection of vertical dampers of railway vehicle based on phase difference of vibrations
CN116248138B (zh) 一种扩展型接收线圈
Gajek et al. Identification of the ESP sensors condition during the vehicle service life
JP7430622B2 (ja) 鉄道車両の車輪フランジの摩耗診断システムおよび摩耗診断方法
WO2023199369A1 (ja) 寿命評価装置および方法
KR102082078B1 (ko) 탐지 정보의 컬렉터 처리 구조의 열차 베어링 진단 시스템
JPS6045466A (ja) 軌道及び移動体の監視方法
JP2017090367A (ja) 車両の一次ばね系診断装置
CN111954601A (zh) 用于确定车辆的期望速度的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant