機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展

楊洋 吳夢(mèng)斐 李鵬斐

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展與的不斷完善，機(jī)械電子技術(shù)得到快速發(fā)展，從而促進(jìn)了機(jī)械電子控制技術(shù)在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)工藝的要求越來(lái)越高。鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，與國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)，為了提高鐵道車輛運(yùn)行的安全性與合理性，還需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段上與設(shè)計(jì)的融合?；诖?，文章從多個(gè)角度就機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子技術(shù);鐵道車輛;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前的鐵路系統(tǒng)在很多方面投入很大成本與資金，與其他運(yùn)輸方式相比較缺乏一定的競(jìng)爭(zhēng)力。基于此，文章就機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行綜合分析，在一定程度上滿足人們多樣化需求。

一、機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用背景

隨著工業(yè)化的深入發(fā)展，近幾年，鐵路行業(yè)得到迅猛發(fā)展。鐵道車輛作為主要的交通工具，在給人們出行帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也對(duì)駕駛?cè)藛T以及其他人員的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)一定威脅。隨著競(jìng)爭(zhēng)壓力的不斷增加，世界鐵路行業(yè)作為制定各種經(jīng)濟(jì)計(jì)劃過(guò)程的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，從軌道基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)與相關(guān)機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)、車輛檢驗(yàn)檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)都有出現(xiàn)了這種的情況。軌道車輛必須是低成本和低耗能的，車輛的重量會(huì)越來(lái)越輕，機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，這必須采用輕量化設(shè)計(jì)和使用機(jī)械電子技術(shù)才可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。而且還需要重視車輛的檢驗(yàn)檢測(cè)工作，其屬于國(guó)家相關(guān)行業(yè)強(qiáng)制性的工作程序。當(dāng)前針對(duì)鐵路車輛檢驗(yàn)檢測(cè)工作管理與監(jiān)督越來(lái)越嚴(yán)格，鐵路車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中使用先進(jìn)的電子控制技術(shù)，可以不斷提高鐵路車輛的質(zhì)量與運(yùn)行效率。

二、機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用

改革開發(fā)以來(lái)，我國(guó)鐵路行業(yè)得到快速發(fā)展，面對(duì)我國(guó)日益復(fù)雜的車輛發(fā)展形勢(shì)，對(duì)于機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用一直是熱點(diǎn)研究話題，我國(guó)相關(guān)學(xué)者對(duì)此有較深的研究。隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路車輛在生產(chǎn)生活中的作用與影響越來(lái)越突出。就當(dāng)前我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與鐵路產(chǎn)業(yè)關(guān)系來(lái)分析，鐵路車輛與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有緊密的聯(lián)系。鐵路車輛已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中，在鐵路車輛研究開發(fā)中，機(jī)械電子技術(shù)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：車輛懸掛系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)。其中車輛懸掛系統(tǒng)最重要。機(jī)械電子學(xué)科所研究的機(jī)械內(nèi)容就是重新設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)作為一門傳統(tǒng)行業(yè)，在第三次工業(yè)革命中有些行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到第四次工業(yè)更名，相比傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)產(chǎn)品，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)更注重主動(dòng)的、計(jì)算機(jī)化的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，最大的區(qū)別就在于其具有自動(dòng)化與智能化特點(diǎn)。在初期車輛設(shè)計(jì)過(guò)程中，鐵路車輛就是一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)，一個(gè)大箱子架在2個(gè)輪對(duì)上。而當(dāng)前的高速鐵路車輛的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式都是帶有2臺(tái)轉(zhuǎn)向架的4個(gè)軸車輛，這種結(jié)構(gòu)性時(shí)可以保證鐵路車輛穩(wěn)定、有效的運(yùn)行，并且合理的方式順利通過(guò)曲線軌道。

其次，車輪和輪對(duì)的主要控制技術(shù)。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)由于多方面原因經(jīng)常導(dǎo)致車輛質(zhì)量失效，也就是說(shuō)所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品并不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與要求，甚至失去使用功能，經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，降低產(chǎn)品的使用壽命。機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及其自動(dòng)化應(yīng)用了多項(xiàng)技術(shù)，以各種先進(jìn)車輪和輪對(duì)技術(shù)為基礎(chǔ)，確定產(chǎn)車輛設(shè)計(jì)的機(jī)理和模式，從而采取針對(duì)性措施或者預(yù)防措施進(jìn)行技術(shù)生產(chǎn)與管理活動(dòng)，恰到好處的利用主動(dòng)控制能使車輛性能提升到一個(gè)新的層次，避免發(fā)生同類事故，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化成為一項(xiàng)具有智能化性質(zhì)的技術(shù)。這是傳統(tǒng)的被動(dòng)懸掛轉(zhuǎn)向架所達(dá)不到的，這種改進(jìn)方法所帶來(lái)的性能提高是純機(jī)械方案所不能實(shí)現(xiàn)的。而車輪和輪對(duì)的主要控制技術(shù)有利于車輛質(zhì)量?jī)?yōu)化，可以對(duì)車輛存在的問(wèn)題進(jìn)行分析與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)車輛結(jié)構(gòu)的升級(jí)創(chuàng)新。輪對(duì)可以在2個(gè)方向?qū)嵭兄鲃?dòng)連接，還可以將車體和車頭進(jìn)行直接連接。將車輪和輪對(duì)的主要控制技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)與各個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)控制、檢測(cè)以及設(shè)計(jì)等多個(gè)功能。而且通過(guò)創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)方法，不斷擴(kuò)大機(jī)械設(shè)計(jì)制造極其自動(dòng)化的發(fā)展空間，設(shè)計(jì)出具有更多功能的車輛系統(tǒng)。

三、機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)字化作為機(jī)械電子技術(shù)的核心，其涵蓋了更多的信息技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)，優(yōu)化、信息以及藝術(shù)等多方面內(nèi)容，尤其對(duì)于復(fù)雜的車輛系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢(shì)。比如離散論方法中的有限元方法和邊界方法，通過(guò)這些現(xiàn)代新型的設(shè)計(jì)方法，能夠設(shè)計(jì)出更符合人們需求的車輛結(jié)構(gòu)。采用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行制造生產(chǎn)，圖形、知識(shí)與技能等都可以用數(shù)字的形式表現(xiàn)出來(lái)。是一種高于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，又高于機(jī)械設(shè)計(jì)的一種完美機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)。當(dāng)前還需要先進(jìn)的科學(xué)的設(shè)計(jì)理論與豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息資料的采集、分析與處理，從而滿足客戶對(duì)車輛的多樣化需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，機(jī)械行業(yè)也隨之快速發(fā)展，鐵路行業(yè)是我國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，具有悠久的發(fā)展歷史，對(duì)相關(guān)人員具有較高的要求。文章對(duì)機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展，希望對(duì)相關(guān)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展（續(xù)完）[J].國(guó)外鐵道車輛，2004，41（3）：14-19.

[2]機(jī)械電子技術(shù)在未來(lái)鐵道車輛中的應(yīng)用與發(fā)展（待續(xù)）[J].國(guó)外鐵道車輛，2004，41（2）：9-13.

作者簡(jiǎn)介：

楊洋（1996-），男，漢，四川德陽(yáng)，本科，研究方向：機(jī)械電子工程。

吳夢(mèng)斐（1995-），女，漢，河北省石家莊市，本科，研究方向：制藥工程。

李鵬斐（1998-），男，漢，四川省樂山市犍為縣，本科，研究方向：材料工程。