軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與展望

摘 要：軌道交通是目前世界交通領(lǐng)域中非常重要的一種交通手段。我國(guó)也在大力推行城市軌道交通的建設(shè)以減輕城市地面交通壓力。軌道交通的大力發(fā)展是以對(duì)軌道車(chē)輛進(jìn)行高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)計(jì)為前提的。文章就對(duì)軌道車(chē)輛的組成以及其設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，同時(shí)對(duì)其發(fā)展未來(lái)也進(jìn)行相關(guān)展望，為軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：軌道車(chē)輛；機(jī)械設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；展望

1 軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的組成部分

1.1 車(chē)身

車(chē)身如圖1所示，是容納乘務(wù)人員與乘客的地方，又是安裝與連接車(chē)輛其他組成部分的基礎(chǔ)。車(chē)體一般由頂蓋、側(cè)墻、端墻、底架等部分組成。其中底架是車(chē)體的基礎(chǔ)，是重要的承載部件。

1.2 轉(zhuǎn)向架

軌道車(chē)輛的轉(zhuǎn)向架位于車(chē)體與軌道之間，引導(dǎo)車(chē)輛沿鋼軌行駛和承受來(lái)自車(chē)體及線路的各種載荷，緩和動(dòng)作用力，是保證軌道車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì)的關(guān)鍵部件。轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對(duì)軸箱裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、彈簧懸掛裝置、車(chē)體支承裝置等零部件共同組成。轉(zhuǎn)向架必須要有足夠的強(qiáng)度和良好的運(yùn)行平穩(wěn)性，以保證車(chē)輛設(shè)備安全和旅客的乘坐舒適度。

1.3 電氣系統(tǒng)

軌道車(chē)輛通過(guò)電氣系統(tǒng)來(lái)控制車(chē)內(nèi)外的電氣設(shè)備，如外車(chē)燈、內(nèi)部空調(diào)、照明、電動(dòng)門(mén)、監(jiān)控等電子設(shè)備，保障車(chē)輛行駛安全與乘客乘車(chē)舒適。

1.4 牽引緩沖裝置

牽引緩沖裝置是使相鄰車(chē)輛相互連接的裝置，起到傳遞牽引力以及緩和列車(chē)運(yùn)行中的縱向沖擊力的作用，安裝在車(chē)體底架兩端的牽引梁內(nèi)?，F(xiàn)代軌道車(chē)輛的牽引緩沖裝置主要由車(chē)鉤、緩沖器及解鉤裝置等部件組成。

1.5 制動(dòng)裝置

制動(dòng)裝置保證列車(chē)安全運(yùn)行，在所有的車(chē)輛中是必不可少的裝置。它的主要作用是保證高速運(yùn)行中的列車(chē)能按需要實(shí)現(xiàn)加速、在規(guī)定距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)停車(chē)或防止靜止的車(chē)輛溜走，以保證行車(chē)安全。制動(dòng)裝置包括電氣制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、人力制動(dòng)裝置和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等組成部分。目前在城市軌道交通中，電氣制動(dòng)得到了廣泛的應(yīng)用且電氣制動(dòng)系統(tǒng)消耗了90%以上的制動(dòng)能量，尤其是在高速運(yùn)行時(shí)，電氣制動(dòng)能產(chǎn)生較大的制動(dòng)力，但當(dāng)列車(chē)速度降低到一定值時(shí)，必須依靠空氣制動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到制停的目的。

1.6 乘客設(shè)備

所謂的乘客設(shè)備，就是服務(wù)于乘客，為乘客提供方便的機(jī)械設(shè)備。例如車(chē)輛頂部的空調(diào)、照明、通風(fēng)等等電控設(shè)備，還有座椅、扶手等一般設(shè)備。這些設(shè)備安裝在車(chē)身內(nèi)，通過(guò)合理布局，使得乘客得到滿意的交通服務(wù)。

2 軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

現(xiàn)代軌道車(chē)輛的設(shè)計(jì)集眾多高新科學(xué)技術(shù)于一體，包括機(jī)械、電氣（強(qiáng)電、弱電）、計(jì)算機(jī)技術(shù)、聲學(xué)與光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域[1]。我國(guó)目前在軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)上面也投入極大的精力，希望將其機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)不斷優(yōu)化，提高技術(shù)水平的同時(shí)，降低軌道車(chē)輛的建造成本。當(dāng)前在軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)方面，我國(guó)也取得了不錯(cuò)的成就，如轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)、緩沖、空調(diào)、車(chē)門(mén)等技術(shù)都處在世界前列。而如信號(hào)、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)鹊?，許多方面上也在不斷提高技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的融合與創(chuàng)新。

3 軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的展望

3.1 智能制造

在未來(lái)，軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)中，智能制造會(huì)占據(jù)主流。首先是（軟件）信息化+（硬件）自動(dòng)化=（信息物理系統(tǒng)）智能化[2]。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的自動(dòng)化、智能化設(shè)計(jì)，使得車(chē)輛設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，安全高效。

其次是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用。通過(guò)三維建模，利用計(jì)算機(jī)的軟件與硬件，實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的交互設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)入仿真環(huán)境，對(duì)軌道車(chē)輛進(jìn)行直觀的設(shè)計(jì)，不管是外觀還是內(nèi)飾，都可以進(jìn)行直接操作、直接觀看效果，并分析其中好壞，提高軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2 競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制

任何事物，都需要通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，從而不斷促進(jìn)其發(fā)展。軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)也不例外。為促進(jìn)其盡快發(fā)展，應(yīng)該引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，讓市場(chǎng)決定企業(yè)發(fā)展的方向。這樣既可以促進(jìn)各企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)革新，還可以提高我國(guó)民族工業(yè)的發(fā)展與我國(guó)企業(yè)在世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 提高零部件性能

一個(gè)桶能裝多少水，不取決于最長(zhǎng)的那塊木板，而是取決于最短的木板。這在心理學(xué)中稱(chēng)之為木桶效應(yīng)。軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)也是如此，其零部件的性能優(yōu)劣直接影響到整個(gè)車(chē)輛的設(shè)計(jì)安全。這樣一來(lái)，在未來(lái)使用的零件中，就必須要考察全球市場(chǎng)，選擇最好的零件，同時(shí)學(xué)習(xí)其工藝技術(shù)，以提高自產(chǎn)零件的水平。在軌道車(chē)輛的機(jī)械設(shè)計(jì)上，才能做到萬(wàn)無(wú)一失。最后，根據(jù)這些零件來(lái)完善機(jī)械設(shè)計(jì)之初的不足，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。

3.4 人才培養(yǎng)

對(duì)軌道車(chē)輛進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，人才是最為關(guān)鍵的。當(dāng)前軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)人員由于體制、管理等問(wèn)題，使得技術(shù)分散，不能同心協(xié)力的設(shè)計(jì)出最好的作品。在未來(lái)，促進(jìn)軌道車(chē)輛專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)機(jī)制，完善人才的培養(yǎng)體系將會(huì)是軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)項(xiàng)目。將優(yōu)秀的工作人員送到國(guó)外留學(xué)、培訓(xùn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，引導(dǎo)其對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新。只有擁有專(zhuān)業(yè)人才，才能對(duì)技術(shù)不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，從而提高我國(guó)軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展起到重要的作用，其本身也具備非常多的科學(xué)技術(shù)成果。但是目前我國(guó)軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)還存在一些問(wèn)題，導(dǎo)致軌道車(chē)輛具體投入使用后，存在部分資源浪費(fèi)的的現(xiàn)象。所以要提高軌道車(chē)輛機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，必須依靠各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的人才，以及引入市場(chǎng)機(jī)制，加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才能真正有效提高軌道車(chē)輛制造企業(yè)的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]袁野.軌道交通車(chē)輛設(shè)計(jì)方案與過(guò)程管理優(yōu)化[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（8）：100+123.

[2]呂祥.基于“工業(yè)4.0”時(shí)代軌道車(chē)輛工業(yè)設(shè)計(jì)方法探討[J].科技展望，2017（5）：278+280.

作者簡(jiǎn)介：陳春棉（1981，01-），女，河南澠池人，碩士，講師，從事鐵道車(chē)輛專(zhuān)業(yè)的教學(xué)研究。