轨道车辆机械设计现状与展望

摘 要：轨道交通是目前世界交通领域中非常重要的一种交通手段。我国也在大力推行城市轨道交通的建设以减轻城市地面交通压力。轨道交通的大力发展是以对轨道车辆进行高质量的机械设计为前提的。文章就对轨道车辆的组成以及其设计的现状进行简要分析，同时对其发展未来也进行相关展望，为轨道车辆机械设计提供参考。

关键词：轨道车辆；机械设计；现状；展望

1 轨道车辆机械设计的组成部分

1.1 车身

车身如图1所示，是容纳乘务人员与乘客的地方，又是安装与连接车辆其他组成部分的基础。车体一般由顶盖、侧墙、端墙、底架等部分组成。其中底架是车体的基础，是重要的承载部件。

1.2 转向架

轨道车辆的转向架位于车体与轨道之间，引导车辆沿钢轨行驶和承受来自车体及线路的各种载荷，缓和动作用力，是保证轨道车辆运行品质的关键部件。转向架主要由构架、轮对轴箱装置、基础制动装置、弹簧悬挂装置、车体支承装置等零部件共同组成。转向架必须要有足够的强度和良好的运行平稳性，以保证车辆设备安全和旅客的乘坐舒适度。

1.3 电气系统

轨道车辆通过电气系统来控制车内外的电气设备，如外车灯、内部空调、照明、电动门、监控等电子设备，保障车辆行驶安全与乘客乘车舒适。

1.4 牵引缓冲装置

牵引缓冲装置是使相邻车辆相互连接的装置，起到传递牵引力以及缓和列车运行中的纵向冲击力的作用，安装在车体底架两端的牵引梁内。现代轨道车辆的牵引缓冲装置主要由车钩、缓冲器及解钩装置等部件组成。

1.5 制动装置

制动装置保证列车安全运行，在所有的车辆中是必不可少的装置。它的主要作用是保证高速运行中的列车能按需要实现加速、在规定距离内实现停车或防止静止的车辆溜走，以保证行车安全。制动装置包括电气制动系统、空气制动系统、人力制动装置和基础制动装置等组成部分。目前在城市轨道交通中，电气制动得到了广泛的应用且电气制动系统消耗了90%以上的制动能量，尤其是在高速运行时，电气制动能产生较大的制动力，但当列车速度降低到一定值时，必须依靠空气制动系统达到制停的目的。

1.6 乘客设备

所谓的乘客设备，就是服务于乘客，为乘客提供方便的机械设备。例如车辆顶部的空调、照明、通风等等电控设备，还有座椅、扶手等一般设备。这些设备安装在车身内，通过合理布局，使得乘客得到满意的交通服务。

2 轨道车辆机械设计的现状

现代轨道车辆的设计集众多高新科学技术于一体，包括机械、电气（强电、弱电）、计算机技术、声学与光学技术领域[1]。我国目前在轨道车辆的机械设计上面也投入极大的精力，希望将其机械设计技术不断优化，提高技术水平的同时，降低轨道车辆的建造成本。当前在轨道车辆的机械设计方面，我国也取得了不错的成就，如转向架、制动、缓冲、空调、车门等技术都处在世界前列。而如信号、制动、网络传输等等，许多方面上也在不断提高技术水平，实现技术的融合与创新。

3 轨道车辆机械设计的展望

3.1 智能制造

在未来，轨道车辆的机械设计中，智能制造会占据主流。首先是（软件）信息化+（硬件）自动化=（信息物理系统）智能化[2]。通过计算机网络技术，实现轨道车辆的自动化、智能化设计，使得车辆设计更加科学合理，安全高效。

其次是虚拟现实技术的运用。通过三维建模，利用计算机的软件与硬件，实现轨道车辆机械设计的交互设计。设计者通过虚拟现实设备进入仿真环境，对轨道车辆进行直观的设计，不管是外观还是内饰，都可以进行直接操作、直接观看效果，并分析其中好坏，提高轨道车辆的机械设计质量。

3.2 竞争机制

任何事物，都需要通过竞争进行优胜劣汰，从而不断促进其发展。轨道车辆的机械设计也不例外。为促进其尽快发展，应该引入竞争机制，让市场决定企业发展的方向。这样既可以促进各企业不断进行技术革新，还可以提高我国民族工业的发展与我国企业在世界范围内的竞争力。

3.3 提高零部件性能

一个桶能装多少水，不取决于最长的那块木板，而是取决于最短的木板。这在心理学中称之为木桶效应。轨道车辆的机械设计也是如此，其零部件的性能优劣直接影响到整个车辆的设计安全。这样一来，在未来使用的零件中，就必须要考察全球市场，选择最好的零件，同时学习其工艺技术，以提高自产零件的水平。在轨道车辆的机械设计上，才能做到万无一失。最后，根据这些零件来完善机械设计之初的不足，从而提高机械设计技术。

3.4 人才培养

对轨道车辆进行机械设计时，人才是最为关键的。当前轨道车辆机械设计人员由于体制、管理等问题，使得技术分散，不能同心协力的设计出最好的作品。在未来，促进轨道车辆专业人才的培养机制，完善人才的培养体系将会是轨道车辆机械设计的重点项目。将优秀的工作人员送到国外留学、培训，学习先进的经验技术，引导其对机械设计不断创新。只有拥有专业人才，才能对技术不断的进行创新，从而提高我国轨道车辆机械设计的水平。

4 结束语

轨道车辆机械设计对我国交通事业的发展起到重要的作用，其本身也具备非常多的科学技术成果。但是目前我国轨道车辆机械设计的相关产业还存在一些问题，导致轨道车辆具体投入使用后，存在部分资源浪费的的现象。所以要提高轨道车辆机械设计的水平，必须依靠各项科学技术进步，培养专业的人才，以及引入市場机制，加强市场竞争才能真正有效提高轨道车辆制造企业的设计水平。

参考文献

[1]袁野.轨道交通车辆设计方案与过程管理优化[J].工程建设与设计，2016（8）：100+123.

[2]吕祥.基于“工业4.0”时代轨道车辆工业设计方法探讨[J].科技展望，2017（5）：278+280.

作者简介：陈春棉（1981，01-），女，河南渑池人，硕士，讲师，从事铁道车辆专业的教学研究。