機車稱重調簧試驗臺調簧方法研究及模型設計

陳越

摘 要：機車車輛輪重與軸重分配影響車輛的動力學性能，包括制動和牽引性能的發揮。因此軸重和輪重偏差在機車車輛的生產和設計中必須嚴格控制，根據GB/T3317-2006規定，我國鐵路運行機車軸重偏差不應超過平均軸重的，輪重偏差不應超過該軸平均輪重的。本文以整車稱重調簧試驗臺的開發為基礎，對調簧加墊方法進行了研究并建立稱重模型。其中，調簧算法通過Dephi和Matlab的混合編程實現調用和分析。

關鍵詞：稱重試驗臺；調簧加墊；軸重偏差；Delphi & Matlab

一、機車稱重臺調簧加墊量理論

可知，機車的牽引力取決于黏著系數和黏著重量，當黏著系數不變時，牽引力的大小由黏著重量決定，也就是由各動輪的荷重決定。要保證機車的牽引性能，要求每個動輪的荷重近似相等，如果某輪（軸）重有偏差，使得該輪的計算牽引力大于實際黏著力，則會導致該輪發生打滑或者空轉，同時引起車軸的高頻扭轉振動，最終導致動軸空轉，整個機車的牽引力性能惡化。由此可知，機車輪（軸）重的均衡分布對機車牽引性能的發揮至關重要。

由于軌道車輛車體為一、二系承載結構，從分布結構和在和傳遞上來看，一、二系支撐載荷分布不均是輪重偏差和軸重偏差的主要來源。從理論上分析我們得出，通過調簧加墊技術可以改變車體和軌面之間各彈性支承點的彈簧壓縮量和機車車體的重心偏移，從而調整各支承點的載荷，使其盡可能均勻分布，從而達到均衡輪（軸）重的目的。

二、軸重調整方法研究

由此建立的調簧力學模型，由Delphi讀入參數后，調用了Matlab進行編碼，解碼，建立群體，并反復對群體進行遺傳，交叉，變異等遺傳性的操作，根據預定的目標適應度函數對每個個體進行評價，根據適者生存、優勝劣汰的進化規則，不斷得到更優的群體，同時以全局并行搜索方式來搜索優化群體中的最優個體，以求得滿足要求的最優解，即得到需要的最優加墊量。

結論：（1）由于稱重調簧系統上位機采用Delphi編寫，因此調簧參數需要在Matlab和Delphi之間進行傳遞，首先將各輪重值及車型參數傳遞到Matlab程序進行調簧尋優計算，然后將尋優結果傳回Delphi系統進行模擬加墊。（2）得到加墊量后還可以直接通過升降稱臺來實現對加墊量準確性的評價。

參考文獻：

[1] 張放，姜波，李明. 多功能機車車輛稱重臺的設計與應用. 科技應用，2004，（4）.

[2] 楊振祥. 機車調簧研究與車體調簧試驗臺設計. [碩士學位論文]. 長沙：中南大學. 2006.