机车称重调簧试验台调簧方法研究及模型设计

陈越

摘 要：机车车辆轮重与轴重分配影响车辆的动力学性能，包括制动和牵引性能的发挥。因此轴重和轮重偏差在机车车辆的生产和设计中必须严格控制，根据GB/T3317-2006规定，我国铁路运行机车轴重偏差不应超过平均轴重的，轮重偏差不应超过该轴平均轮重的。本文以整车称重调簧试验台的开发为基础，对调簧加垫方法进行了研究并建立称重模型。其中，调簧算法通过Dephi和Matlab的混合编程实现调用和分析。

关键词：称重试验台；调簧加垫；轴重偏差；Delphi & Matlab

一、机车称重台调簧加垫量理论

可知，机车的牵引力取决于黏着系数和黏着重量，当黏着系数不变时，牵引力的大小由黏着重量决定，也就是由各动轮的荷重决定。要保证机车的牵引性能，要求每个动轮的荷重近似相等，如果某轮（轴）重有偏差，使得该轮的计算牵引力大于实际黏着力，则会导致该轮发生打滑或者空转，同时引起车轴的高频扭转振动，最终导致动轴空转，整个机车的牵引力性能恶化。由此可知，机车轮（轴）重的均衡分布对机车牵引性能的发挥至关重要。

由于轨道车辆车体为一、二系承载结构，从分布结构和在和传递上来看，一、二系支撑载荷分布不均是轮重偏差和轴重偏差的主要来源。从理论上分析我们得出，通过调簧加垫技术可以改变车体和轨面之间各弹性支承点的弹簧压缩量和机车车体的重心偏移，从而调整各支承点的载荷，使其尽可能均匀分布，从而达到均衡轮（轴）重的目的。

二、轴重调整方法研究

由此建立的调簧力学模型，由Delphi读入参数后，调用了Matlab进行编码，解码，建立群体，并反复对群体进行遗传，交叉，变异等遗传性的操作，根据预定的目标适应度函数对每个个体进行评价，根据适者生存、优胜劣汰的进化规则，不断得到更优的群体，同时以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最优个体，以求得满足要求的最优解，即得到需要的最优加垫量。

结论：（1）由于称重调簧系统上位机采用Delphi编写，因此调簧参数需要在Matlab和Delphi之间进行传递，首先将各轮重值及车型参数传递到Matlab程序进行调簧寻优计算，然后将寻优结果传回Delphi系统进行模拟加垫。（2）得到加垫量后还可以直接通过升降称台来实现对加垫量准确性的评价。

参考文献：

[1] 张放，姜波，李明. 多功能机车车辆称重台的设計与应用. 科技应用，2004，（4）.

[2] 杨振祥. 机车调簧研究与车体调簧试验台设计. [硕士学位论文]. 长沙：中南大学. 2006.