Способ регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства
Иллюстрации
Показать всеНастоящее изобретение относится к способу регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства, к устройству для регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства, а также к рельсовому транспортному средству. Установку угла поворота первой колесной единицы в первом диапазоне частот осуществляют при применении первой заданной величины, которая соответствует первой заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый первый поправочный коэффициент (K1). Первую заданную идеальную величину выбирают таким образом, что в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной (т.е. K1=1) при фактической кривизне рельсового пути существует приближенная радиусу дуги установка первой колесной единицы и/или установку угла поворота первой колесной единицы во втором диапазоне частот осуществляют при применении второй заданной величины. Вторая заданная величина соответствует второй заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый второй поправочный коэффициент (K2). Вторую идеальную заданную величину выбирают таким образом, что в случае совпадения второй заданной величины со второй заданной идеальной величиной (т.е. K2=1) поперечные движения, вызванные нарушениями положения рельсового пути или синусоидальным ходом, в основном компенсируются первой колесной единицей. Достигается увеличение длительности срока службы колес. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат
Настоящее изобретение относится к способу регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства, содержащей, по меньшей мере, одну первую единицу с двумя колесами, при котором, с помощью, по меньшей мере, одного исполнительного элемента, который функционирует между первой колесной единицей и структурой транспортного средства, опирающейся на нее через первую первичную подвеску, в зависимости от фактической кривизны рельсового пути в первом диапазоне частот осуществляется установка угла поворота первой колесной единицы вокруг вертикальной оси ходовой части относительно структуры транспортного средства и/или во втором диапазоне частот установка угла поворота первой колесной единицы вокруг вертикальной оси ходовой части относительно структуры транспортного средства осуществляется таким образом, что поперечным движениям, вызванным нарушениями положения рельсового пути или синусоидальным ходом, оказывается противодействие, по меньшей мере, первой колесной единицей. Далее изобретение относится к устройству для регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства, а также оснащенному предложенным в соответствии с изобретением рельсовому транспортному средству.
В основе ходовых частей рельсовых транспортных средств лежит, как правило, конфликт целей между устойчивостью хода при движении с высокими скоростями на прямых и хорошим поведением при проходе кривых. Устойчивость хода при высоких скоростях движения на прямых требует жесткого продольного ведения колесных единиц (колесные пары или скаты), в то время как хорошее поведение при проходе дуг требует установки колесных единиц по радиусу дуги и таким образом мягкого шарнирного соединения. У известных решений в области ширококолейных железных дорог транспортные средства при хорошем поведении при проходе поворотов, как правило, имеют обусловленную устойчивостью высокую скорость, которая существенно меньше, чем у высокоскоростных поездов, которые предусмотрены для трасс с небольшим числом поворотов или для трасс, имеющих большие радиусы дуг. Ходовые части высокоскоростных поездов опять же мало благоприятны для поворотов. Пассивные решения всегда, могут достигаться только компромиссом между этими обоими противоречащими требованиями.
При очень узких дугах, как это, например, имеет место в городских транспортных сетях, в добавление к этому из физических оснований отказывает способность колесных единиц автоматически устанавливаться в соответствии с радиусом дуги. Чтобы преодолеть этот недостаток, к примеру, в DE 19861086 А1 предлагается активная система установки по радиусу дуги колесных пар, которая не может внести какого-либо вклада в стабилизацию поведения при движении при почти не встречающихся в области городского транспорта высоких скоростях движения.
В противоположность этому из DE 10137443 А1 известно решение, которое устраняет описанный выше конфликт целей. Для ходовой части с установленными с возможностью отклонения на поворотной раме колесными парами описывается способ регулирования и соответствующее устройство, с помощью которых достигаются оптимизированное для обеих задач поведение движения. Так с помощью регулирования в первом, предпочтительно низком диапазоне частот достигается установка колесных пар в соответствии с имеющейся кривизной дуги рельсового пути, в то время как во втором предпочтительном более высоком диапазоне частот уравновешиваются реакции на нарушения положения рельсового и предотвращается возбуждение неустойчивости.
Как в части привлекаемых для регулирования входных величин, так и настройки устанавливающего колесные пары исполнительного элемента, а также его принципа действия и расположения в ходовой части рельсового транспортного устройства в DE 10137443 А1 приводится ряд альтернативных решений, которые выполняют все поставленные задачи. Недостаток этого регулирования, однако, заключается в том, что вследствие соблюдения идеальной линии в режиме движения на колесах при случае возникает сравнительно быстро очень четко очерченная картина износа, в результате чего срок службы колес при данных обстоятельствах существенно уменьшается.
В связи с этим в основе настоящего изобретения лежит задача предложить способ и устройство указанного вида, который или которые не имеют названных выше недостатков или, по меньшей мере, имеют их в уменьшенном размере и, в частности, простым и доступным способом позволяют изменить в лучшую сторону условия износа колес.
Настоящее изобретение решает эту задачу исходя из способа в соответствии ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения с помощью признаков, приведенных в отличительной части пункта 1. Оно решает эти задачи, исходя от устройства согласно ограничительной части пункта 25 с помощью признаков, приведенных в отличительной части пункта 25.
В основе настоящего изобретения заложено то, что улучшение условий износа колес может быть достигнуто простым и доступным способом, если в соответствующем диапазоне частот для регулирования применяется заданная величина, которая соответствует заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый поправочный коэффициент. В этом случае с помощью поправочного коэффициента появляется возможность направленно корректировать регулирование по отношению к идеальному регулированию, осложненному локальным износом колес, без необходимости отказываться от преимуществ идеального регулирования. Оказалось, что уже при небольшом, определенном отклонении от идеального регулирования может быть достигнуто как при хорошем поведении при проходе поворота, так и хорошей устойчивости на прямом пути существенно лучшее распределение износа на поверхностях качения колес, благодаря чему получается существенно более благоприятная картина износа и, следовательно, более длительный срок службы.
При этом может быть предусмотрено, что также при необходимости и на более длинных участках осуществляется идеальное регулирование, т.е. упомянутый поправочный коэффициент выбирается равным единице, и только время от времени регулирование определенным образом отличается по отношению к идеальному регулированию, т.е. упомянутый поправочный коэффициент выбирается не равным единице. Далее может быть предусмотрено, что корректировка регулирования в отношении идеального регулирования с помощью поправочного коэффициента изменяется, например, постоянно по задаваемой временной кривой. Благодаря этому может достигаться любое распределение износа.
Установочные движения в обоих диапазонах частот могут известным способом накладываться друг на друга, причем они могут оказывать воздействие на соответствующую колесную единицу при необходимости через один единственный исполнительный элемент.
В связи с этим согласно изобретению предусмотрено, что установка угла поворота первой колесной единицы в первом диапазоне частот осуществляется при применении первой заданной величины, которая соответствует первой заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый первый поправочный коэффициент (K1), причем заданная идеальная величина выбирается так, что в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной (т.е. K1=1) при фактической кривизне рельсового пути существует, по меньшей мере, приближенная радиусу дуги установка первой колесной единицы. Дополнительно или в качестве альтернативы предусмотрено, что установка угла поворота во втором диапазоне частот осуществляется при применении второй заданной величины, которая соответствует второй заданной идеальной величине, умноженной на задаваемой второй поправочный коэффициент (K2), причем первая заданная идеальная величина выбирается так, что в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной (т.е. K1=1) поперечные движения, вызванные нарушениями положения рельсов или синусоидальным ходом компенсируются, по меньшей мере, в основном первой колесной единицей.
Предпочтительно в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной при фактической кривизне рельсового пути имеет место точная установка по радиусу дуги первой колесной единицы и возвратный поворачивающий момент первой первичной подвески находится в основном в равновесии с поворачивающим моментом, получающимся из сцепления колесо-рельс, так что, по меньшей мере, один первый исполнительный элемент не должен в данный момент создавать в основном какого-либо поворачивающего момента.
Таким образом, при проходе поворота в первом диапазоне частот предпочтительно допускается, что исполнительный элемент, следует движению выворачивания колесной единицы, обусловленному кривизной рельсового пути, пока как при пассивной благоприятной для прохода поворота ходовой части происходит установка колесной единицы, по меньшей мере, приближенная радиусу дуги. Благодаря этому при случае может отпадать надобность в измерении или другом определении фактической кривизны рельсового пути, а при необходимости только с помощью нагрузки действующей в первом диапазоне частот на исполнительный элемент, устанавливается, что имеет место установка по радиусу дуги, или с помощью параметров ходовой части и фактического режима езды (скорость езды, поперечное ускорение) делается заключение о требуемом угле поворота для точной установки в соответствии с радиусом дуги. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что в сравнении с, как правило, требующим больших или меньших затрат определением фактической кривизны рельсового пути в сопровождении может достигаться заметно меньшая задержка времени.
В этом месте следует учесть, что разрешение или чередование пассивного движения выворачивания колесной единицы представляет независимую от применения поправочных коэффициентов, самостоятельную, способную к охране изобретательскую идею.
В предпочтительном варианте предложенного в соответствии с изобретением способа предусмотрено, что в первом диапазоне частот, по меньшей мере, одним первым исполнительным элементом, таким образом, сопровождается движение поворота колесной единицы, обусловленное изменением кривизны рельсового пути, что, по меньшей мере, первый исполнительный элемент в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной при фактической кривизне рельсового пути в данный момент в первом диапазоне не создает в основном какого-либо поворачивающего момента.
При первом диапазоне частот, т.е. подгонке угла поворота к движению по дуге, концепция регулирования базируется на балансе поворачивающих моментов (или силовых пар), действующих вокруг вертикальной оси транспортного средства, на соответствующую колесную единицу при установке колесной единицы по радиусу дуги. Он рассчитывается:
где MTx - поворачивающий момент силовой пары, (например, силовая пара сил продольного буксования), получающейся в точках поднятия колес из зацепления колесо - рельс;
Мсхр - поворачивающий момент возвратных сил первичной подвески;
MAkt - поворачивающий момент составляющих перестановочных усилий исполнительного элемента в первом диапазоне частот.
В только что описанном сопровождении первого исполнительного элемента при отсутствии нагрузки (MAkt=0) при первой заданной идеальной величине из уравнения (1) таким образом получается:
Этот вариант предложенного в соответствии с изобретением регулирования в конечном счете означает, что поворачивающий момент возвратных сил первичной подвески компенсирует поворачивающий момент, получающийся из зацепления колесо-рельс, как имеет место в случае при пассивной благоприятной к дуге ходовой части (без исполнительного элемента). При этом другими словами копируется пассивная благоприятная к дуге ходовая часть, причем на исполнительном элементе при выворачивании из соответствующего положения предпочтительным способом при необходимости затрачивается минимальная энергия, чем при способе с активным, зависящим от кривизны рельсового пути сопровождении угла поворота. При необходимости исполнительный элемент только почти без нагрузки переводится в соответствующее положение. Но в то время как пассивные благоприятные к дуге ходовые части из-за уменьшенной продольной жесткости шарнирного соединения колесной пары имеют только отграниченную устойчивость, этот недостаток устранен в предложенном в соответствии с изобретением активном регулировании.
С помощью первого поправочного коэффициента K1 первая заданная величина, примененная при регулировании, может корректироваться в отношении первой заданной идеальной величины. Благодаря этому, как упоминалось, может достигаться избыточное или недостаточное компенсирование, что, однако, связано с расходом энергии и имеет следствие MAkt≠0. При K1=0 может даже реализоваться жесткое шарнирное соединение колесной пары как у традиционного пассивного транспортного средства.
При этом исполнительному элементу для его отклонения может задаваться прерывистое или непрерывное новое заданное идеальное значение, при котором в этом случае получается подлежащее достижению ненагруженное состояние. Другими словами заданная идеальная величина прерывисто или непрерывно сопровождается движением выворачивания и таким образом фактической кривизной рельсового пути. В качестве задающего воздействия для сопровождения заданной идеальной величины может применяться любая величина, которая представительна для ненагруженного состояния исполнительного элемента. Эта величина предпочтительно выбирается в зависимости от принципа измерения, с помощью которого определяется нагрузка на исполнительный элемент.
Сопровождение первой идеальной заданной величины, соответствующее кривизне рельсового пути, может осуществляться любым подходящим способом. Предпочтительно регистрируются угол поворота первой колесной единицы и величина, представляющая нагрузку на исполнительный элемент (например, величина силы, величина моментов, величина давления, величина тока и т.д.). Если нагрузка на исполнительный элемент отклоняется от нуля, то задается соответствующая новая первая заданная идеальная величина. Это может осуществляться прерывисто или непрерывно, причем может обеспечиваться, например, с помощью временной интеграции величины, представляющей нагрузку на исполнительный орган так, что в первом диапазоне частот регистрируется только ситуация с нагрузкой на исполнительный элемент.
В случае первой заданной идеальной величины речь может идти о любой пригодной величине, с помощью которой может достигаться желаемая установка колесной единицы. В частности, при необходимости может применяться величина, непосредственно представляющая отсутствие нагрузки на исполнительный элемент. Предпочтительно первая заданная идеальная величина представляет первый заданный идеальный угол поворота (φz1si), который сопровождается кривизной рельсового пути.
Как уже упоминалось выше, может быть предусмотрено, что первый поправочный коэффициент (K1) выбирается, по меньшей мере, эпизодически не равным единице, чтобы достигнуть распределение износа по поверхностям качения. Дополнительно или в качестве альтернативы может быть предусмотрено, что первый поправочный коэффициент (K1) выбирается, по меньшей мере, эпизодически равным единице, чтобы в это время обеспечить поведение движения, по меньшей мере, приближенное к идеальной линии. Равным образом дополнительно или в качестве альтернативы может быть предусмотрено, что первый поправочный коэффициент (K1) варьируется по задаваемой кривой, причем, в частности, возможна постоянная вариация, чтобы достичь благоприятного распределения износа.
Описанное выше регулирование в предпочтительном первом варианте предложенного в соответствии с изобретением способа может осуществляться для всех колесных единиц ходовой части, так что для всех в конечном счете может копироваться поведение прохода кривых, как при пассивной благоприятной при прохождении дуги ходовой части. Как, в частности, видно из уравнения (1), хотя с помощью этого регулирования и не достигается идеального представления прохода дуги при MTx=0 (т.е. без поворачивающего момента, получающегося из зацепления колесо-рельс) и компенсированных обусловленных радиусом дуги поперечных сил рельсов, однако при более высокой достижимой устойчивости движения с очень небольшим расходом энергии могут быть получены очень хорошие качества в части прохода дуги и в плане снижения износа.
Сумма боковых поперечных сил, действующих на рельсах на дуге, может быть, например, для типичного рельсового транспортного средства, кузов которого через соответственно одну вторичную подвеску опирается на две ходовые части, из которых соответственно каждая с двумя колесными единицами, для ходовой части движущейся впереди в направлении движения соответственно может быть рассчитана:
и движущейся следом в направлении движения ходовой части
где ΣY1 - сумма боковых сил на рельсах на соответствующей движущейся впереди в направлении движения колесной единице;
ΣY1 - сумма боковых сил на рельсах на соответствующей движущейся следом в направлении движения колесной единице;
Faq - центробежная сила, действующая на рельсовое транспортное средство;
MTx1 - поворачивающий момент из зацепления колесо-рельс на соответствующей движущейся впереди в направлении движения колесной единице;
MTx2 - поворачивающий момент из зацепления колесо-рельс на соответствующей движущейся следом в направлении движения колесной единице;
Mcxz - поворачивающий момент, создаваемый возвратными силами соответствующей вторичной подвески;
2а - осевое расстояние между колесными единицами на соответствующей ходовой части.
Оказалось, что улучшение по отношению к пассивно регулируемому по радиусу проходу дуги (MAkt=0 MTx=-Мсхр) возможно только с достойным упоминания расходом энергии на исполнительном элементе (MAkt>>0), чтобы приблизиться к идеальному представлению о проходе дуги (MTx=0 и ΣY1=ΣY2). Разумеется, с помощью описанных ниже вариантов предложенного в соответствии с изобретением способа возможно достижение при соответственно уменьшенном расходе энергии хорошее приближение к идеальному проходу дуги.
Итак, в предпочтительном втором варианте предложенного в соответствии с изобретением способа предусмотрено, что ходовая часть включает вторую колесную единицу с двумя колесами, движущуюся следом за первой колесной единицей, на которую через вторую первичную подвеску опирается структура транспортного средства. Угол поворота второй колесной единицы устанавливается с помощью, по меньшей мере, одного второго исполнительного элемента, действующего между второй колесной единицей и структурой транспортного средства. В то время как установка угла поворота первой колесной единицы осуществляется согласно приведенному выше первому варианту (т.е. MAkt=0), установка угла поворота второй колесной единицы осуществляется в первом диапазоне частот при применении третьей заданной величины, которая соответствует третьей заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый третий поправочный коэффициент (K3). При этом третья заданная идеальная величина выбирается таким образом, что в случае совпадения третьей заданной величины с третьей заданной идеальной величиной (т.е. K3=1) поворачивающий момент, получающийся из зацепления колесо-рельс при фактической кривизне рельсового пути противоположно равен поворачивающему моменту на второй колесной единице, получающемуся при фактической кривизне рельсового пути из зацепления колесо-рельс (т.е. MTx1=-MTx2).
Из уравнений (3)-(6) следует
Таким образом достигается, что суммы боковых сил на рельсах ΣY1 и ΣY2 уравновешены за исключением составляющей возвратных сил соответствующей вторичной подвески.
В случае третьей заданной идеальной величины речь может идти о любой подходящей величине, с помощью которой может достигаться желаемая установка колесной единицы. Предпочтительно третья заданная идеальная величина представлена третьим заданным идеальным углом поворота (φz3si), который предпочтительно рассчитывается по поворачивающему моменту (MTx1) на первой колесной единице, получающемуся из зацепления колесо-рельс при фактической кривизне рельсового пути, задаваемой для ходовой части зависимости поворачивающего момента (Мсхр2) второй первичной подвески от угла поворота (φz3) второй колесной единицы и задаваемой для ходовой части зависимости поворачивающего момента (MAkt2) второго исполнительного элемента от угла поворота (φz3) второй колесной единицы. Такая зависимость поворачивающего момента (MAkt2) второго исполнительного элемента от угла поворота (φz3) второй колесной единицы может быть задана любым способом, например, с помощью заранее определенного уравнения, характеристикой или параметрической поверхностью и т.д., которая заранее была определена для транспортного средства.
Также и здесь с помощью третьего поправочного коэффициента (K3) снова достигается любая, при необходимости зависящая от времени корректировка примененной третьей заданной величины в отношении третьей заданной идеальной величины. Так, третий поправочный коэффициент (K3) подобно первому поправочному коэффициенту (K1) может выбираться, по меньшей мере, эпизодически не равным единице, и/или выбираться, по меньшей мере, периодически равным единице, и/или варьироваться по задаваемой кривой.
В предпочтительном третьем варианте предложенного в соответствии с изобретением способа предусмотрено, что, по меньшей мере, один первый исполнительный элемент в первом диапазоне частот сопровождается движением поворота первой колесной единицы, обусловленным изменением кривизны рельсового пути, таким образом, что, по меньшей мере, один первый исполнительный элемент при совпадении первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной при фактической кривизне рельсового пути мгновенно создает в первом диапазоне частот поворачивающий момент, который противоположен и равен поворачивающему моменту первичной подвески (т.е. MAkt1=Mcxp1).
В усовершенствованном третьем варианте способа, предложенного в соответствии с изобретением, ходовая часть имеет вторую колесную единицу с двумя колесами, движущуюся следом за первой колесной единицей, на которую через вторую первичную подвеску оперта структура транспортного средства, и угол поворота второй колесной единицы устанавливается с помощью, по меньшей мере, одного второго исполнительного элемента, действующего между второй колесной единицей и структурой транспортного средства. При этом предпочтительно, чтобы вторая колесная единица была выполнена с возможностью регулирования. Установка угла поворота второй колесной единицы осуществляется в первом диапазоне частот при применении третьей заданной величины, которая соответствует третьей заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый третий поправочный коэффициент (K3). Третья заданная величина выбирается таким образом, что в случае совпадения третьей заданной величины с третьей заданной идеальной величиной (т.е. K3=1), по меньшей мере, один второй исполнительный элемент в первом диапазоне частот сопровождается движением поворота второй колесной единицы, обусловленным изменением кривизны рельсового пути, таким образом, что, по меньшей мере, один второй исполнительный элемент при фактической кривизне рельсового пути мгновенно в первом диапазоне частот создает поворачивающий момент, который противоположен и равен поворачивающему моменту второй первичной подвески (т.е. MAkt2=-Мсхр2).
Следовательно, здесь при установке по радиусу дуги первой колесной единицы из уравнения (1) следует обращение в нуль поворачивающего момента из зацепления колесо-рельс (MTx2=0) и из уравнений (3)-(6):
Таким образом, уравновешиваются суммы боковых сил на рельсах ΣY1 и ΣY2 за исключением составляющей возвратных сил соответствующей вторичной подвески.
В случае первой и/или третьей заданной идеальной величины речь может идти о любой подходящей величине, с помощью которой может быть достигнута желаемая установка данной единицы. Здесь также предпочтительно, что первая и/или третья заданная идеальная величина представляет первый и/или третий заданный идеальный угол поворота (φz1si, φz3si), который сопровождается кривизной рельсового пути.
Сопровождение первой заданной идеальной величины или первого заданного идеального угла поворота (φz1i), соответствующее кривизне рельсового пути, может осуществляться любым пригодным способом. Предпочтительно регистрируется угол поворота первой колесной единицы и величина, представляющая нагрузку на исполнительный элемент (например, величина силы, величина момента, величина давления, величина тока и т.д.). Если нагрузка на исполнительный элемент отклоняется от той, которая получалась бы при этом угле поворота из возвратного момента первичной подвески, задается новая первая заданная идеальная величина или заданный идеальный угол поворота (φz1i)
Также и в этом случае, как описано выше, с помощью первого поправочного коэффициента (K1) снова достигается любая, при необходимости зависящая от времени, ситуации при движении и/или от ситуации на участке пути корректировка примененной первой заданной величины в отношении первой заданной идеальной величины. Так первый поправочный коэффициент (K1) может выбираться, по меньшей мере, эпизодически не равным единице, и/или выбираться, по меньшей мере, эпизодически равным единице, и/или варьироваться по задаваемой кривой.
В предпочтительном четвертом или пятом варианте предложенного в соответствии с изобретением способа ходовая часть имеет вторую колесную единицу с двумя колесами, движущуюся следом за первой колесной единицей, на которую через вторую первичную подвеску оперта структура транспортного средства, и угол поворота второй колесной единицы устанавливается с помощью, по меньшей мере, одного второго исполнительного элемента, действующего между второй колесной единицей и структурой транспортного средства. Далее структура транспортного средства через вторичную подвеску опирается на первую колесную единицу и вторую колесную единицу. При этом предусмотрено, что первая колесная единица регулируется по приведенному выше первому варианту (MAkt=0) или по третьему варианту (MAkt1=-Mcxp1), в то время как установка угла поворота второй колесной единицы осуществляется в первом диапазоне частот при применении третьей заданной величины, которая соответствует третьей заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый третий поправочный коэффициент (K3). При этом третья заданная идеальная величина выбирается таким образом, что в случае совпадения третьей заданной величины с третьей заданной идеальной величиной (т.е. K3=1), поворачивающий момент на второй колесной единице, получающийся при фактической кривизне рельсового пути из зацепления колесо-рельс, соответствует разности поворачивающих моментов, которая получается из произведения коэффициента направления движения (L) на фактически имеющийся возвратный поворачивающий момент во вторичной подвеске и величину поворачивающего момента на первой колесной единице, получающегося при фактической кривизне рельсового пути из зацепления колесо-рельс, причем коэффициент направления движения (L) для движущейся впереди ходовой части равен 1 и движущейся следом ходовой части равен -1 (т.е. MTx2=Mcxs-MTx1 для движущейся впереди ходовой части или MTx2=-Mcxs-MTx1 для движущейся следом ходовой части).
При четвертом варианте (MAkt=0 и MTx2=±Mcxs-MTx1) и при пятом варианте (MAkt=-Mcxp1 и MTx2=±Mcxs-MTx1) из уравнений (3)-(6) соответственно формируется:
Таким образом, достигается, что суммы боковых сил рельсов ΣY1 и ΣY2 уравновешены (т.е. ΣY1=ΣY2)
Предпочтительно ходовая часть содержит раму, которая через первичную подвеску опирается на первую колесную единицу и вторую колесную единицу, причем структура транспортного средства через вторичную подвеску опирается на раму ходовой части. Для определения возвратного поворачивающего момента во вторичной подвеске определяется угол поворота между рамой ходовой части и структурой транспортного средства.
В случае третьей заданной идеальной величины опять же речь может идти о любой пригодной величине, с помощью которой может достигаться желаемая установка второй колесной единицы. Также и здесь предпочтительно третья заданная идеальная величина представляет заданный идеальный угол поворота (φz3si), который сопровождается кривизной рельсового пути.
Также и в этом случае с помощью третьего поправочного коэффициента (K3), как описано выше, может снова достигаться любая, при необходимости зависящая от времени корректировка примененной третьей заданной величины в отношении третьей заданной идеальной величины. Так, третий поправочный коэффициент (К3), по меньшей мере, эпизодически может выбираться не равным единице, и/или, выбираться по меньшей мере, эпизодически равным единице, и/или варьироваться по задаваемой кривой.
Первый диапазон частот может лежать в принципе на любом, подходящем для установки по радиусу дуги низком уровне. Предпочтительно включает первый диапазон частот от 0 до 1 Гц, в частности от 0 до 0,5 Гц.
Второй диапазон частот может лежать в принципе на любом уровне, подходящем для регулирования устойчивости колесных единиц на прямом рельсовом пути и на поворотах. Предпочтительно второй диапазон частот лежит, по меньшей мере, частично выше первого диапазона частот, чтобы иметь возможность простого разделения между обоими диапазонами частот. Предпочтительно второй диапазон частот включает от 4 до 8 Гц.
Для регулирования устойчивости колесных единиц на прямом рельсовом пути и на поворотах предпочтительно предусмотрено, что определяется мгновенная поперечная скорость первой колесной единицы, а также мгновенная скорость движения рельсового транспортного средства. По определенной мгновенной поперечной скорости первой колесной единицы и мгновенной скорости движения рельсового транспортного средства для второго диапазона частот в качестве заданной идеальной величины рассчитывается второй заданный идеальный угол поворота (φz2s). При этом второй заданный идеальный угол поворота выбирается таким образом, что в случае совпадения второго заданного угла поворота, представляющего вторую заданную величину, со вторым заданным идеальным углом поворота (т.е. K2=1) достигается поперечная скорость первой колесной единицы, которая противоположна и равна определенной поперечной скорости первой колесной единицы. Другими словами вместе с этим получающаяся поперечная скорость колесной единицы может регулироваться до нуля.
Предусмотрено, что мгновенная поперечная скорость первой колесной единицы регистрируется с помощью датчика скорости или мгновенное поперечное ускорение первой колесной единицы, зарегистрированное датчиком ускорения, интегрируется в мгновенную поперечную скорость колесной пары. Дополнительно или в качестве альтернативы применяется скорость движения, предоставленная в распоряжение стоящей выше системой управления движением. Дополнительно или в качестве альтернативы определяется мгновенная скорость движения колесного транспортного средства с помощью измерения числа оборотов, по меньшей мере, одного колеса рельсового транспортного средства.
Также и в этом случае с помощью второго поправочного коэффициента (K2), как описано выше для установки по радиусу дуги также и для регулирования устойчивости снова может достигаться любая, при необходимости зависящая от времени корректировка примененной второй заданной величины в отношении второй заданной идеальной величины. Так, второй поправочный коэффициент (K2) может, по меньшей мере, эпизодически выбираться не равным единице, и/или, по меньшей мере, эпизодически выбираться равным единице, и/или варьироваться по задаваемой кривой.
Далее настоящее изобретение относится к механизму для регулирования активной ходовой части рельсового транспортного средства, включающей, по меньшей мере, одну первую колесную единицу с двумя колесами, который содержит регулирующее устройство и, по меньшей мере, один исполнительный элемент, который управляется регулирующим устройством, который действует между первой колесной единицей и опирающейся на нее через первую первичную подвеску структурой транспортного устройства. При этом регулирующее устройство с помощью, по меньшей мере, одного первого исполнительного элемента осуществляет в пером диапазоне частот установку угла поворота первой колесной единицы вокруг вертикальной оси ходовой части относительно структуры транспортного средства в зависимости от фактической кривизны рельсового пути. Дополнительно или в качестве альтернативы регулирующее устройство противодействует с помощью, по меньшей мере, одного первого исполнительного элемента во втором диапазоне частот поперечным движениям, по меньшей мере, первой колесной единицы, вызванным нарушениями положения рельсов или синусоидальных ходом. В соответствии с изобретением, регулирующее устройство сформировано таким образом, что установка угла поворота первой колесной единицы осуществляется в первом диапазоне частот при применении первой заданной величины, которая соответствует первой заданной идеальной величине, умноженный на задаваемый первый поправочный коэффициент (K1), причем первая заданная идеальная величина выбирается таким образом, что в случае совпадения первой заданной величины с первой заданной идеальной величиной (т.е. K1=1) при фактической кривизне рельсового пути имеет место, по меньшей мере приближенная к радиусу дуги установка первой колесной единицы. Дополнительно или в качестве альтернативы в соответствии с изобретением, регулирующее устройство сформировано таким образом, что установка угла поворота первой колесной единицы осуществляется в первом диапазоне частот при применении второй заданной величины, которая соответствует второй заданной идеальной величине, умноженной на задаваемый второй корректирующий коэффициент (K2), причем вторая заданная идеальная величина выбирается таким образом, что в случае совпадения второй заданной величины со второй заданной идеальной величиной (т.е. K2=1) поперечные движения, вызванные нарушениями положения рельсового пути или синусоидальным ходом, в основном компенсируются, по меньшей мере, первой колесной единицей.
Предложенный в соответствии с изобретением механизм предназначен для осуществления способа, предложенному согласно изобретению. С помощью предложенного в соответствии с изобретением механизма могут быть реализованы в той же самой мере описанные выше варианты и преимущества предложенного согласно изобретению способа, так что здесь следует обраться к вышеупомянутому выполнению.