風對動車組稱重的影響性分析

1、 風對動車組稱重的影響性分析 摘要在動車組檢修過程中，稱重試驗是一道必不可少的工序。做好相關影響因素的控制，保證稱重試驗結果的可靠性，對車輛自重與輪重的均衡性評價有著重要意義。為了保證動車組稱重測定的精度，部分文獻對其影響因素進行了分析。本文就風對動車組稱重的影響進行分析，并提出一些解決措施。關鍵詞動車組；稱重；風；影響性近年來，我國高鐵事業(yè)得到快速發(fā)展，大量動車組列車投入，成為現(xiàn)代交通網絡體系中不可或缺的重要成員。然而，在動車技術快速發(fā)展的同時，與動車組穩(wěn)定運行相關的檢修工作也被提出了更高的要求。就糾偏調整而言，動車組的稱重起著重要作用，這主要與動車組維持平衡的原理有關：動車組的輪對不能自動

2、進行載重的調整，左右車輪的載重平衡主要依靠空簧高度的調整或者軸箱彈簧支撐高度的調整來實現(xiàn)。1 動車組稱重概述動車運行的平穩(wěn)性是其有別于傳統(tǒng)列車的重要特征之一，根據(jù)新聞縱橫的報道，曾有人做過實驗，將一枚硬幣立在高速行駛的動車上，能夠保持8分鐘不倒。而動車組的平衡性如此出色的一個奧秘，就在于動車檢修車間的稱重測量。從意義來看，動車稱重的意義，并不僅僅是獲取相應的數(shù)據(jù)，更為重要的是，通過對測定數(shù)據(jù)的核算，調整動車左右輪之間的重量差，這一差異越小，動車的運行過程就越平穩(wěn)。目前，常用于動車組的稱重方法大致可以分為通過式稱重、靜態(tài)稱重以及便攜式稱重三種形式。根據(jù)相關文獻給出的實驗結果，單車靜態(tài)稱重以及整列

3、通過式稱重都能夠滿足動車稱重的需要，但后者的稱重效率相對較高，在動車組重聯(lián)稱重方面有著一定的實用價值。在實際稱重過程中，其試驗結果受到多種因素的影響。首先，動車組稱重的環(huán)境一般為室外，氣溫、風速以及線路情況等都有可能影響到結果的可靠性。其次，動車組自身的特性（空氣彈簧高度變化，車重重新分配）也決定了其試驗數(shù)據(jù)存在前后兩次有所偏差的風險。最后，在實踐工作中，不同部件高度與重量如何調整以及輪重差數(shù)據(jù)多少才能達標等問題，都依賴稱重測量獲得的數(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現(xiàn)有的手段進行實時驗證，可謂是“牽一發(fā)而動全身”。因此，做好外界環(huán)境因素對動車組稱重試驗結果的影響，明確給出可降

4、低環(huán)境因素帶來的干擾作用的措施，保證試驗結果的可靠性，對動車組的穩(wěn)定運行有極大的價值。2 風對對動車組稱重的影響本次研究選取crh2a型動車組為對象，作為典型的動力分散型車組，該車組應用了較多的新裝置與新材料，具有運行平穩(wěn)、啟動加速性好、軸輕等特點。根據(jù)crh2a的檢修條例，為保證其安全可靠性與技術狀態(tài)，需由專人定期對其進行檢修。在現(xiàn)行的五個檢修等級之中，3、4、5級檢修屬于定期檢修。以三級檢修為例，根據(jù)條例的規(guī)定，其周期應當為距上次檢修（檢修等級應當大于或等于三級）不超過1年或者不超過60（允許誤差范圍+5-2）萬km，而其檢修的內容主要包括轉向架、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，考慮到整車通過式在操作條件、操作時間、效率以及日常使用頻次等方面的優(yōu)勢，本次研究選擇以整車通過式進行稱重，分析常見干擾因素風對實驗結果的影響，繼而提出能夠保證稱重精度、試驗結果可靠性的措施。為了方便后續(xù)的計算以及影響性分析，本次試驗對動車組稱重的模型進行了適當?shù)暮喕幚恚醇俣ǚQ重過程中各車輛都是勻速通過，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，假定風速均勻且風向垂直于車體（見圖1）。圖1 動車組稱重試驗模型根據(jù)圖1的模型，結合有關物理定律，可得到風對動車組的作用力ff=p（風的壓強）s（車輛側面受力面積）=1/2（空氣密度）v（風速

6、）2s上式中，已知車體高度為3.7m，車長取6節(jié)車廂的數(shù)值，即18.75m，算得s=3.718.75=69.375m2。結合實際風速（風速主要由風力等級決定）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)核算結果，在風力達到4級的情況下，crh2a型動車組的輪重差可達到1.4-1.7%。而隨著風力等級的進一步提升，輪重差也有明顯的增長趨勢。換言之，在對動車組進行稱重的過程中，風力等級越高，整個實驗結果可能受到風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，其輪重差應當8%。而從車輛行駛的平穩(wěn)性以及乘客的

7、乘坐體驗等角度考慮，最大限度降低稱重的不良干擾，提高測量結果的可靠性，保證輪重、車重的均衡性，應當是整個稱重方法改良的核心內容。結合上述分析與現(xiàn)有文獻成果，參考國外高速列車稱重經驗，動車組稱重的質量改進應當從以下角度入手：（1）進一步探討風速與不同條件、不同類型車輛稱重試驗結果之間的關系，為車輛稱重方案的編制提供參考；（2）在稱重試驗前對周圍環(huán)境的風速進行準確測定，并評估風速可能對稱重結果帶來的影響；（3）建議在風力等級超過4級的情況下，綜合考慮其他因素，決定是否停止室外稱重作業(yè)。但本次試驗也存在一些不足之處，如試驗模擬的場景過于理想，忽略了實際環(huán)境下的一些可變因素。以風的干擾為例，本次試驗假

8、定風速、風向恒定，但在實際環(huán)境下，風對動車組的作用大小以及作用面積都是時刻變化的，且受到周圍建筑、空氣密度變化、氣流擾動等諸多因素的影響。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級風力等級，并不是絕對的衡量標準?；诖?，后續(xù)的研究也可圍繞風向+風力等級對稱重結果的影響、風力與其他干擾因素聯(lián)合作用對稱重的影響等課題展開，或者對實際工作中獲得的稱重數(shù)據(jù)進行深度挖掘，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)的開展提供更加可靠的參考。3 結語根據(jù)以上分析，在室外稱重作業(yè)中，風對動車組的作用，可直接影響到試驗結果的可靠性，而這種影響關系表現(xiàn)為：隨著風力的增加，干擾作用越發(fā)明顯?；诖?，相關技術人員需謹慎對待風的作用這一影響因素，必要時中止稱重試驗，待風速減低后，再行稱重。參考文獻1唐國梅. 淺談動車組稱