軌道車輛機械設計現狀與展望

摘 要：軌道交通是目前世界交通領域中非常重要的一種交通手段。我國也在大力推行城市軌道交通的建設以減輕城市地面交通壓力。軌道交通的大力發展是以對軌道車輛進行高質量的機械設計為前提的。文章就對軌道車輛的組成以及其設計的現狀進行簡要分析，同時對其發展未來也進行相關展望，為軌道車輛機械設計提供參考。

關鍵詞：軌道車輛；機械設計；現狀；展望

1 軌道車輛機械設計的組成部分

1.1 車身

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

1.2 轉向架

軌道車輛的轉向架位于車體與軌道之間，引導車輛沿鋼軌行駛和承受來自車體及線路的各種載荷，緩和動作用力，是保證軌道車輛運行品質的關鍵部件。轉向架主要由構架、輪對軸箱裝置、基礎制動裝置、彈簧懸掛裝置、車體支承裝置等零部件共同組成。轉向架必須要有足夠的強度和良好的運行平穩性，以保證車輛設備安全和旅客的乘坐舒適度。

1.3 電氣系統

軌道車輛通過電氣系統來控制車內外的電氣設備，如外車燈、內部空調、照明、電動門、監控等電子設備，保障車輛行駛安全與乘客乘車舒適。

1.4 牽引緩沖裝置

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

1.5 制動裝置

制動裝置保證列車安全運行，在所有的車輛中是必不可少的裝置。它的主要作用是保證高速運行中的列車能按需要實現加速、在規定距離內實現停車或防止靜止的車輛溜走，以保證行車安全。制動裝置包括電氣制動系統、空氣制動系統、人力制動裝置和基礎制動裝置等組成部分。目前在城市軌道交通中，電氣制動得到了廣泛的應用且電氣制動系統消耗了90%以上的制動能量，尤其是在高速運行時，電氣制動能產生較大的制動力，但當列車速度降低到一定值時，必須依靠空氣制動系統達到制停的目的。

1.6 乘客設備

所謂的乘客設備，就是服務于乘客，為乘客提供方便的機械設備。例如車輛頂部的空調、照明、通風等等電控設備，還有座椅、扶手等一般設備。這些設備安裝在車身內，通過合理布局，使得乘客得到滿意的交通服務。

2 軌道車輛機械設計的現狀

現代軌道車輛的設計集眾多高新科學技術于一體，包括機械、電氣（強電、弱電）、計算機技術、聲學與光學技術領域[1]。我國目前在軌道車輛的機械設計上面也投入極大的精力，希望將其機械設計技術不斷優化，提高技術水平的同時，降低軌道車輛的建造成本。當前在軌道車輛的機械設計方面，我國也取得了不錯的成就，如轉向架、制動、緩沖、空調、車門等技術都處在世界前列。而如信號、制動、網絡傳輸等等，許多方面上也在不斷提高技術水平，實現技術的融合與創新。

3 軌道車輛機械設計的展望

3.1 智能制造

在未來，軌道車輛的機械設計中，智能制造會占據主流。首先是（軟件）信息化+（硬件）自動化=（信息物理系統）智能化[2]。通過計算機網絡技術，實現軌道車輛的自動化、智能化設計，使得車輛設計更加科學合理，安全高效。

其次是虛擬現實技術的運用。通過三維建模，利用計算機的軟件與硬件，實現軌道車輛機械設計的交互設計。設計者通過虛擬現實設備進入仿真環境，對軌道車輛進行直觀的設計，不管是外觀還是內飾，都可以進行直接操作、直接觀看效果，并分析其中好壞，提高軌道車輛的機械設計質量。

3.2 競爭機制

任何事物，都需要通過競爭進行優勝劣汰，從而不斷促進其發展。軌道車輛的機械設計也不例外。為促進其盡快發展，應該引入競爭機制，讓市場決定企業發展的方向。這樣既可以促進各企業不斷進行技術革新，還可以提高我國民族工業的發展與我國企業在世界范圍內的競爭力。

3.3 提高零部件性能

一個桶能裝多少水，不取決于最長的那塊木板，而是取決于最短的木板。這在心理學中稱之為木桶效應。軌道車輛的機械設計也是如此，其零部件的性能優劣直接影響到整個車輛的設計安全。這樣一來，在未來使用的零件中，就必須要考察全球市場，選擇最好的零件，同時學習其工藝技術，以提高自產零件的水平。在軌道車輛的機械設計上，才能做到萬無一失。最后，根據這些零件來完善機械設計之初的不足，從而提高機械設計技術。

3.4 人才培養

對軌道車輛進行機械設計時，人才是最為關鍵的。當前軌道車輛機械設計人員由于體制、管理等問題，使得技術分散，不能同心協力的設計出最好的作品。在未來，促進軌道車輛專業人才的培養機制，完善人才的培養體系將會是軌道車輛機械設計的重點項目。將優秀的工作人員送到國外留學、培訓，學習先進的經驗技術，引導其對機械設計不斷創新。只有擁有專業人才，才能對技術不斷的進行創新，從而提高我國軌道車輛機械設計的水平。

4 結束語

軌道車輛機械設計對我國交通事業的發展起到重要的作用，其本身也具備非常多的科學技術成果。但是目前我國軌道車輛機械設計的相關產業還存在一些問題，導致軌道車輛具體投入使用后，存在部分資源浪費的的現象。所以要提高軌道車輛機械設計的水平，必須依靠各項科學技術進步，培養專業的人才，以及引入市場機制，加強市場競爭才能真正有效提高軌道車輛制造企業的設計水平。

參考文獻

[1]袁野.軌道交通車輛設計方案與過程管理優化[J].工程建設與設計，2016（8）：100+123.

[2]呂祥.基于“工業4.0”時代軌道車輛工業設計方法探討[J].科技展望，2017（5）：278+280.

作者簡介：陳春棉（1981，01-），女，河南澠池人，碩士，講師，從事鐵道車輛專業的教學研究。