[發明專利]車輛部件剩余使用壽命的確定

有效

• 申請號: 200880120005.0
• 申請日: 2008-10-16
• 公開（公告）號: CN101896393A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: G·比克;R·黑克曼;M·拜爾特;M·布雷梅爾施
• 申請（專利權）人: 勃姆巴迪爾運輸有限公司
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;G05B23/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙冰

本發明涉及用于確定在一個道路網的至少一個規定路段上行駛的車輛、特別是軌道車輛的車輛部件剩余使用壽命的方法，其中車輛的一個在行駛中由于車輛與路段之間相互作用而發生機械應變的車輛部件的剩余使用壽命根據該至少一個路段的使用區段被求出。車輛部件的剩余使用壽命由該使用區段開始處對此車輛部件預先給出的直到當前的使用壽命消耗和對應于該使用區段的車輛部件實際使用壽命消耗求出。本發明還涉及用于確定車輛部件剩余使用壽命的相應系統。最后，本發明還涉及一種測量車，它為這類車輛部件的剩余使用壽命確定提供相應的測量值。

車輛的車輛部件，特別是受到動態應變的那類車輛部件，鑒于其抗疲勞強度一般被設計在特定的可預定的使用壽命上。一般一個理論上預期的車輛部件應變與相應的安全性因子相結合以用于該設計。這里理論上預期的應變一般由在車輛行駛中可能出現的不同負載情況下收集的經驗值集合導出。

由于在開發車輛時一般沒有關于以后實際的車輛負載和由此實際的車輛部件應變的詳細資料，通常必須考慮(很少出現的，然而理論上可能出現的)極端負載情況，以避免在真正出現這種極端負載情況時車輛部件提前失效。特別是在車輛部件與安全有關的情況下通常以相應的高安全性因子來工作。用于設計車輛部件的相應規則通常由法律文件(特別是在公共人員和貨物運輸領域中)或車輛經營商的規范給出。

因此例如對應于軌道車輛的國際規范和負載要求規定了它的強度和安全性要求。就強度而言，在使用壽命期間的車輛應能承受此負載和負載變動而不會損傷。對于行駛的安全性，它是由規定的路軌和車輛參數來保證的。在所有的考慮中，路軌和車輛之間的相互作用決定了上述保證是否保持其有效性。如果由于保養不善導致的路軌偏差，負載變動和/或負載高度情況發生改變，于是導致在計劃的使用使用壽命滿期之前在構件中、特別是在旋轉支座中可能形成裂紋形式的損傷。裂紋代表著運行風險，從而通常為了繼續運行需要進行昂貴的列車車輛部件檢查(裂紋檢查)，必要時在更換損傷的部件后再繼續運行。

在此基礎上通常對因承受車輛與行駛路段之間的相互作用而產生動態應變的車輛部件以特定的最大運行能力(例如行駛公里數或類似的)的形式預先給出最大的理論使用壽命。由在某個特定時刻車輛已耗費的行駛能力(例如至今已走過的公里數)，通常將最大行駛能力與已耗費行駛能力之差作為所涉及的車輛部件的剩余使用壽命估計值。

這里問題在于，實際上車輛在其運行時處于不同負載情況下，在一定條件下負載情況明顯偏離于設計時所設定的理論負載情況。車輛部件經過其直到當前的使用時間可能處于比設計所設定的應變高得多或低得多的應變下。

從而可能出現這樣的情況：車輛部件的實際使用壽命尚未達到(車輛部件完全可以無危險地繼續使用)，然而理論使用壽命(例如以最大行駛能力的形式)已經達到了。雖然從安全觀點考慮這是不太要緊的，然而從經濟觀點考慮這對于車輛經營者是不利的。

如果例如達到了理論使用壽命的終點，通常必須更換相關的車輛部件，或者必須檢查是否可以延長車輛部件的理論使用壽命。在確定車輛部件剩余使用壽命時，如果它遭受看得見的磨損，通常帶來的麻煩相對小；對于沒有這種可見磨損的車輛部件，通常要進行成本很高的無損檢驗。

更為嚴重的是出現這樣的情況：車輛部件在實際行駛中遭受的應變明顯高于在設計時所設定的。在這種情況下導致以下可能性：在達到理論使用壽命之前實際使用壽命已結束，即該車輛部件失效。特別是在與安全性有關的、沒有簡單方法可檢測到磨損的車輛部件的情況下，這種情況一定要避免。

對于車輛行駛中實際出現的負載和由此導致的車輛部件的應變的主要影響因素是車輛在其上行駛的行駛路段的狀況。例如已由WO00/70148A1及US5579013公開，為了檢測這種狀況，在車輛上附加安裝了加速度傳感器和道路傳感器，以檢測車輛與行駛路段之間的相互作用并得出行駛路段狀態的結論。用如此獲得的關于行駛路段的數據可以進行有關其使用或維護的符合需要的規劃。與確定車輛部件剩余使用壽命相關的解決上面所述問題的途徑至今還沒有給出。

在US5579013中建議由傳感器的測量信號得出關于車輛的某個部件、例如車輪的狀態的結論。這里可以檢測某些特定部件的損傷，這些損傷對車輛的動力狀態有可測量的影響(對所用傳感器的測量值有相應的影響)。然而這里不能檢測沒有這種動力影響的損傷。

本發明的目的在于提供如開始處所述類型的方法、系統和測量車，它們克服了上面所述的缺點，并且特別是可以簡單并同時足夠精確地確定車輛部件在任意時刻的剩余使用壽命。