高速列車的重量管理

劉瑞曉　邵春雷

摘 要：文章對(duì)高速列車的重量管理進(jìn)行了全面地介紹。針對(duì)現(xiàn)行高速列車的結(jié)構(gòu)介紹了列車設(shè)計(jì)前期重量預(yù)算的制定，中期重量數(shù)據(jù)信息的收集和處理及運(yùn)算結(jié)果的輸出。

關(guān)鍵詞：重量管理；重量預(yù)算；整備重量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.192

1 引言

隨著高速車輛的發(fā)展，對(duì)列車重量和車輛的平衡性要求越來越高，列車重量控制也越來越受到更多的關(guān)注。如何管理列車重量信息并反過來服務(wù)于設(shè)計(jì)，促進(jìn)設(shè)計(jì)優(yōu)化成為列車設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。

2 重量管理流程

2.1 預(yù)算細(xì)化

一份精確而詳細(xì)的重量預(yù)算有利于后期工作的開展。通過重量預(yù)算對(duì)車輛平面布置圖的重量分布進(jìn)行檢查，預(yù)防概念設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)車輛平衡性不符合要求的情況。

2.2 收集輸出

重量數(shù)據(jù)的收集是一個(gè)整理數(shù)據(jù)、引導(dǎo)設(shè)計(jì)、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程。這一循環(huán)應(yīng)用于列車的每一個(gè)部位。這一工作共分為：概念設(shè)計(jì)時(shí)重量計(jì)算、詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)重量計(jì)算和生產(chǎn)時(shí)重量校核。

概念設(shè)計(jì)開始后，已經(jīng)粗略的計(jì)算各部分的重量，通過重量計(jì)算表將整輛車的數(shù)據(jù)匯總輸出，根據(jù)結(jié)果檢查車輛是否超重或不滿足平衡要求。

詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)是進(jìn)一步更準(zhǔn)確地來得到車輛的重量信息。

生產(chǎn)開始后得到實(shí)際稱重報(bào)告，與計(jì)算重量相比，更新重量表，得到其最終版本。

總的來說，車輛重量管理步驟如圖1所示。

3 表格設(shè)計(jì)

重量管理采用excel軟件來實(shí)現(xiàn)，重量計(jì)算表的結(jié)構(gòu)尤為重要。重量計(jì)算表作為統(tǒng)計(jì)車輛的重量信息并輸出需要的結(jié)果工具主要包括輸入和輸出兩大部分。

3.1 信息輸入

重量信息的輸入包括車輛所有子部件重量信息的收集整理，通過這些信息使設(shè)計(jì)人員能夠得到需要的整車的重量信息。

（1）單車重量計(jì)算表。此表用車輛的類型來命名。每種車輛都有一個(gè)表來統(tǒng)計(jì)其子部的重量信息。此計(jì)算表必須基于一個(gè)現(xiàn)有的車輛部件結(jié)構(gòu)樹文件，單個(gè)車輛重量計(jì)算表的結(jié)構(gòu)應(yīng)該此文件的結(jié)構(gòu)一致。對(duì)車輛重心計(jì)算時(shí)必須有一個(gè)公共的缺省坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的定義如圖2所示。

表內(nèi)各部件的重量信息以下公式來得到車輛的總重和重心。

其中：W為車輛總重；Wi為車輛各部件的重量

Nx為車輛在x軸方向的扭矩；Ny為車輛在y軸方向的扭矩

Nz為車輛在z軸方向的扭矩；Xi，Yi，Z分別為車輛某一部件重心的坐標(biāo)值。

X，Y，Z分別為車輛重心的坐標(biāo)值。

在此表內(nèi)進(jìn)行重量計(jì)算時(shí)，根據(jù)計(jì)算精度對(duì)各部件的重量設(shè)定一個(gè)上公差和下公差。

（2）轉(zhuǎn)向架重量表。表名為”轉(zhuǎn)向架”的重量表是用來統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)向架的重量信息。計(jì)算方法同車體計(jì)算方法一致。

（3）載荷重量計(jì)算表。表名為”載荷”是用來統(tǒng)計(jì)列車載荷的重量信息。它主要包括列車員、水、乘客等的重量和重心。將載荷的重量信息與車體重量和轉(zhuǎn)向架重量通過上面的公式運(yùn)算以后可以得到需要整車重量信息。

3.2 計(jì)算輸出

在重量輸出表中，通過計(jì)算得到車輛在各個(gè)狀態(tài)下的重量信息，軸重、重心等。

由輸出表中的數(shù)據(jù)生成每輛車的軸重的柱狀圖和重心的點(diǎn)狀圖，兩圖與單車的重量信息相關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)人員可以快速的判斷車輛的軸重和重心是否滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

隨著車速的提高，對(duì)軸重和重心位置的要求也越來越高。給重量管理提出新的挑戰(zhàn)，如何在前期準(zhǔn)確地得到車輛的重量信息，減少后期的修改成為工作的重點(diǎn)。

作者簡(jiǎn)介：劉瑞曉（1979-），男，山東臨沂人，碩士，中級(jí)工程師，研究方向：高速列車重量管理。