風(fēng)對(duì)動(dòng)車組稱重的影響性分析

1、 風(fēng)對(duì)動(dòng)車組稱重的影響性分析 摘要在動(dòng)車組檢修過(guò)程中，稱重試驗(yàn)是一道必不可少的工序。做好相關(guān)影響因素的控制，保證稱重試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，對(duì)車輛自重與輪重的均衡性評(píng)價(jià)有著重要意義。為了保證動(dòng)車組稱重測(cè)定的精度，部分文獻(xiàn)對(duì)其影響因素進(jìn)行了分析。本文就風(fēng)對(duì)動(dòng)車組稱重的影響進(jìn)行分析，并提出一些解決措施。關(guān)鍵詞動(dòng)車組；稱重；風(fēng)；影響性近年來(lái)，我國(guó)高鐵事業(yè)得到快速發(fā)展，大量動(dòng)車組列車投入，成為現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)體系中不可或缺的重要成員。然而，在動(dòng)車技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，與動(dòng)車組穩(wěn)定運(yùn)行相關(guān)的檢修工作也被提出了更高的要求。就糾偏調(diào)整而言，動(dòng)車組的稱重起著重要作用，這主要與動(dòng)車組維持平衡的原理有關(guān)：動(dòng)車組的輪對(duì)不能自動(dòng)

2、進(jìn)行載重的調(diào)整，左右車輪的載重平衡主要依靠空簧高度的調(diào)整或者軸箱彈簧支撐高度的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。1 動(dòng)車組稱重概述動(dòng)車運(yùn)行的平穩(wěn)性是其有別于傳統(tǒng)列車的重要特征之一，根據(jù)新聞縱橫的報(bào)道，曾有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，將一枚硬幣立在高速行駛的動(dòng)車上，能夠保持8分鐘不倒。而動(dòng)車組的平衡性如此出色的一個(gè)奧秘，就在于動(dòng)車檢修車間的稱重測(cè)量。從意義來(lái)看，動(dòng)車稱重的意義，并不僅僅是獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，更為重要的是，通過(guò)對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)的核算，調(diào)整動(dòng)車左右輪之間的重量差，這一差異越小，動(dòng)車的運(yùn)行過(guò)程就越平穩(wěn)。目前，常用于動(dòng)車組的稱重方法大致可以分為通過(guò)式稱重、靜態(tài)稱重以及便攜式稱重三種形式。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，單車靜態(tài)稱重以及整列

3、通過(guò)式稱重都能夠滿足動(dòng)車稱重的需要，但后者的稱重效率相對(duì)較高，在動(dòng)車組重聯(lián)稱重方面有著一定的實(shí)用價(jià)值。在實(shí)際稱重過(guò)程中，其試驗(yàn)結(jié)果受到多種因素的影響。首先，動(dòng)車組稱重的環(huán)境一般為室外，氣溫、風(fēng)速以及線路情況等都有可能影響到結(jié)果的可靠性。其次，動(dòng)車組自身的特性（空氣彈簧高度變化，車重重新分配）也決定了其試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在前后兩次有所偏差的風(fēng)險(xiǎn)。最后，在實(shí)踐工作中，不同部件高度與重量如何調(diào)整以及輪重差數(shù)據(jù)多少才能達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，都依賴稱重測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)以及后續(xù)核算環(huán)節(jié)，此類數(shù)據(jù)在獲取之后并不能通過(guò)現(xiàn)有的手段進(jìn)行實(shí)時(shí)驗(yàn)證，可謂是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。因此，做好外界環(huán)境因素對(duì)動(dòng)車組稱重試驗(yàn)結(jié)果的影響，明確給出可降

4、低環(huán)境因素帶來(lái)的干擾作用的措施，保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，對(duì)動(dòng)車組的穩(wěn)定運(yùn)行有極大的價(jià)值。2 風(fēng)對(duì)對(duì)動(dòng)車組稱重的影響本次研究選取crh2a型動(dòng)車組為對(duì)象，作為典型的動(dòng)力分散型車組，該車組應(yīng)用了較多的新裝置與新材料，具有運(yùn)行平穩(wěn)、啟動(dòng)加速性好、軸輕等特點(diǎn)。根據(jù)crh2a的檢修條例，為保證其安全可靠性與技術(shù)狀態(tài)，需由專人定期對(duì)其進(jìn)行檢修。在現(xiàn)行的五個(gè)檢修等級(jí)之中，3、4、5級(jí)檢修屬于定期檢修。以三級(jí)檢修為例，根據(jù)條例的規(guī)定，其周期應(yīng)當(dāng)為距上次檢修（檢修等級(jí)應(yīng)當(dāng)大于或等于三級(jí)）不超過(guò)1年或者不超過(guò)60（允許誤差范圍+5-2）萬(wàn)km，而其檢修的內(nèi)容主要包括轉(zhuǎn)向架、稱重等。其中，稱重是保證車輛自重與輪重均衡

5、、避免偏載隱患的重要途徑。在稱重方式上，考慮到整車通過(guò)式在操作條件、操作時(shí)間、效率以及日常使用頻次等方面的優(yōu)勢(shì)，本次研究選擇以整車通過(guò)式進(jìn)行稱重，分析常見(jiàn)干擾因素風(fēng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，繼而提出能夠保證稱重精度、試驗(yàn)結(jié)果可靠性的措施。為了方便后續(xù)的計(jì)算以及影響性分析，本次試驗(yàn)對(duì)動(dòng)車組稱重的模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理，即假定稱重過(guò)程中各車輛都是勻速通過(guò)，假定軌道都是平整、筆直的，假定車輛與車輪的重量分配是均衡的，假定風(fēng)速均勻且風(fēng)向垂直于車體（見(jiàn)圖1）。圖1 動(dòng)車組稱重試驗(yàn)?zāi)Ｐ透鶕?jù)圖1的模型，結(jié)合有關(guān)物理定律，可得到風(fēng)對(duì)動(dòng)車組的作用力ff=p（風(fēng)的壓強(qiáng)）s（車輛側(cè)面受力面積）=1/2（空氣密度）v（風(fēng)速

6、）2s上式中，已知車體高度為3.7m，車長(zhǎng)取6節(jié)車廂的數(shù)值，即18.75m，算得s=3.718.75=69.375m2。結(jié)合實(shí)際風(fēng)速（風(fēng)速主要由風(fēng)力等級(jí)決定）情況，即可算出車輛的輪重。而在輪重差的核算上，需要借助下述公式：輪重差=（左輪重-右輪重）/（左輪重+右輪重）根據(jù)核算結(jié)果，在風(fēng)力達(dá)到4級(jí)的情況下，crh2a型動(dòng)車組的輪重差可達(dá)到1.4-1.7%。而隨著風(fēng)力等級(jí)的進(jìn)一步提升，輪重差也有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。換言之，在對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行稱重的過(guò)程中，風(fēng)力等級(jí)越高，整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受到風(fēng)力作用的影響就越大，最終獲得的數(shù)據(jù)的可靠性也越低。根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)程規(guī)定，其輪重差應(yīng)當(dāng)8%。而從車輛行駛的平穩(wěn)性以及乘客的

7、乘坐體驗(yàn)等角度考慮，最大限度降低稱重的不良干擾，提高測(cè)量結(jié)果的可靠性，保證輪重、車重的均衡性，應(yīng)當(dāng)是整個(gè)稱重方法改良的核心內(nèi)容。結(jié)合上述分析與現(xiàn)有文獻(xiàn)成果，參考國(guó)外高速列車稱重經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)車組稱重的質(zhì)量改進(jìn)應(yīng)當(dāng)從以下角度入手：（1）進(jìn)一步探討風(fēng)速與不同條件、不同類型車輛稱重試驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系，為車輛稱重方案的編制提供參考；（2）在稱重試驗(yàn)前對(duì)周圍環(huán)境的風(fēng)速進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，并評(píng)估風(fēng)速可能對(duì)稱重結(jié)果帶來(lái)的影響；（3）建議在風(fēng)力等級(jí)超過(guò)4級(jí)的情況下，綜合考慮其他因素，決定是否停止室外稱重作業(yè)。但本次試驗(yàn)也存在一些不足之處，如試驗(yàn)?zāi)M的場(chǎng)景過(guò)于理想，忽略了實(shí)際環(huán)境下的一些可變因素。以風(fēng)的干擾為例，本次試驗(yàn)假

8、定風(fēng)速、風(fēng)向恒定，但在實(shí)際環(huán)境下，風(fēng)對(duì)動(dòng)車組的作用大小以及作用面積都是時(shí)刻變化的，且受到周圍建筑、空氣密度變化、氣流擾動(dòng)等諸多因素的影響。換言之，本次研究得出的輪重差變化情況，與實(shí)際的變化情況之間尚存有較大的出入，本次研究給出的4級(jí)風(fēng)力等級(jí)，并不是絕對(duì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。基于此，后續(xù)的研究也可圍繞風(fēng)向+風(fēng)力等級(jí)對(duì)稱重結(jié)果的影響、風(fēng)力與其他干擾因素聯(lián)合作用對(duì)稱重的影響等課題展開(kāi)，或者對(duì)實(shí)際工作中獲得的稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，借助大數(shù)據(jù)等新興工具，分析其受環(huán)境因素影響的規(guī)律，為稱重作業(yè)的開(kāi)展提供更加可靠的參考。3 結(jié)語(yǔ)根據(jù)以上分析，在室外稱重作業(yè)中，風(fēng)對(duì)動(dòng)車組的作用，可直接影響到試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，而這種影響關(guān)系表現(xiàn)為：隨著風(fēng)力的增加，干擾作用越發(fā)明顯?；诖?，相關(guān)技術(shù)人員需謹(jǐn)慎對(duì)待風(fēng)的作用這一影響因素，必要時(shí)中止稱重試驗(yàn)，待風(fēng)速減低后，再行稱重。參考文獻(xiàn)1唐國(guó)梅. 淺談動(dòng)車組稱