LiTheS: CAF MiiRA的创新轻热稳定轮铁路货运
CAF MiiRA一直在进行研究，调查铁路货运交通的低应力车轮的优化，结果是一种创新的踏制动车轮，将为未来的市场需求带来竞争。
自铁路交通开始以来，就一直使用踏板制动车轮。UIC 510 - 51规定了适用于欧洲交通的踏面制动车轮的可接受要求。这些要求对应的是瑞士圣哥特山口南坡的非常艰难的制动条件，假设在下坡时进行阻力制动，必须持续保持60公里/小时的恒定速度45分钟。这种情况会产生相当于50kW的热负荷2在制动块和车轮踏面之间的接触面上，可以在轮辋内产生高应力。特殊的车轮设计被开发来保持这些值在标准范围内。为了能够抵抗这些应力，以及保持轮辋的横向位移在一定的范围内，相对于所需的规格，踏板制动车轮必须有一个特殊的轮辋形状，以保持应力和位移尽可能低。因此，这些类型的车轮通常被称为“低应力车轮”。
多年来已经证明，只有具有弯曲形状的网才能满足欧洲的严格要求。有双或三重曲率的腹板车轮已被提出用于这一目的，后者表现出更好的行为方面的横向位移的边缘。因此，这些车轮往往更重，声音比普通车轮直网，因为弯曲的形状。除此之外，货轮必须抵抗欧洲所接受的最高轴载荷-每轴可达25吨。因此，有必要为货运提供踏板制动的铁路车轮，有效地显示质量和噪声排放数据，与那些具有直腹板的车轮相当，而不影响当前标准所要求的机械或热机械行为。最具竞争力的解决方案将是一个满足标准要求，同时保持质量和噪音排放到最低限度。此外，已经确定，越来越多的人对客运使用踏刹车感兴趣，因此开发低质量和低噪音踏刹车车轮也将对客运业务产生积极影响。
创新的解决方案
意识到这些挑战，CAF MiiRA一直在进行研究，重点研究低应力车轮的优化。因此，新的光热稳定轮(LiTheS)已经发布。这是一款创新的踏板制动货运车轮，旨在取代市场上现有的一些车轮，如BA004，以具有竞争力的车轮，培育未来的市场需求。它结合了这组铁路车轮的传统知识，以及机械部件轻量化设计的最新方法(包括ISO 17849)3.)以及在材料和声学方面的大量研究。
四分之三代表创新的石轮
材料研究解决了定义一个改进的热力学模型来模拟试验台条件的问题。为此目的，开发了一种新的塑性模型，以及所有其他机械和热力材料性能的正确组合和适当的传热系数的选择。根据EN 13979-1，这为阻力制动试验的计算提供了一个新的、更准确的模型4，这允许更优化的车轮设计。测试结果表明，该车轮的应力和位移值与预测值非常接近。
CAF MiiRA将在2019年威尼斯国际轮对大会上介绍这种新的热力模型。
然而，在力学模拟方面进行的研究并不仅限于此。使用caff开发的软件“CRoNoS”对车轮进行了声学优化，并使用TWINS进行了验证，其中包括更可靠的额外功能，包括完整的轮对，而不是单个车轮5．
除了结合设计和模拟的不同创新之外，CAF MiiRA还开发了ER7钢等级的改进，以改善车轮材料的热性能。这种材料被命名为“COMPOPAD PROVEN”，是调整合金成分和优化热处理的结果。
“COMPOPAD证明”微观结构
与使用传统铸铁刹车片相比，使用复合刹车片会增加制动过程中的车轮磨损和踏面温度。即使磨损率较高，滚动接触面因热疲劳损坏，或两者兼而有之，也需要更频繁的重铸型操作，从而减少了车轮的行驶里程。“COMPOPAD PROVEN”钢级可以在使用复合刹车片的情况下延长踏板制动车轮的寿命，降低总体运营成本。此外，它符合ER7的EN13262中定义的要求，这意味着在车轮制造中使用“COMPOPAD PROVEN”并不意味着使用不同的车轮钢等级，这将强制使用新的认证流程。
这些新方法和调查的结合，加上CAF MiiRA作为欧洲和世界领先的轮对供应商之一的知识和经验，导致了踏踏板制动车轮，已被证明比目前市场上任何其他车轮更好。
这种新型低质量低噪音开发的最相关技能与欧洲Shift2Rail项目的指导方针相一致，以提高铁路货运运输的竞争力，使其更高效、更环保，并受益于生命周期成本节约。这也符合欧洲的其他倡议，如5L项目。
应该强调的是，作为重要因素，减少非簧簧质量和噪音排放的重要性，特别是对那些已经实施或准备实施轨道进入费和噪音轨道进入费的国家。
由于所有这些原因，CAF MiiRA目前正在为轮对市场开展关于新型LiTheS轮的信息宣传活动。
这一创新设计的专利申请活动目前正在进行中，以确保正确保护产品的附加价值特征。
参考文献
1.UIC 510 - 5:2007 - 05。单块车轮的技术批准。EN 13979- 1,2007标准的申请文件
2.车轮的公称直径通常在840mm到1000mm之间。
3.ISO 18459:2015。仿生学-仿生学结构优化。
4.EN 13979 -声学+ A2:2011。铁路设施。轮对和转向架。单向轮。技术批准程序。第1部分:锻造和轧制车轮
5.Guiral, A.等:CRoNoS铁路滚动噪声预测工具:轮对模型评估，eurooise 2018，克里特岛。
