机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展

杨洋 吴梦斐 李鹏斐

摘要：随着科学技术与信息技术的飞速发展与的不断完善，机械电子技术得到快速发展，从而促进了机械电子控制技术在各个生产领域的应用，同时对设计方法和实现工艺的要求越来越高。铁路是我国国民经济发展的重要基础，与国计民生息息相关，为了提高铁道车辆运行的安全性与合理性，还需要利用计算机技术实现手段上与设计的融合。基于此，文章从多个角度就机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展趋势进行深入分析。

关键词：机械电子技术;铁道车辆;应用;发展趋势

当前的铁路系统在很多方面投入很大成本与资金，与其他运输方式相比较缺乏一定的竞争力。基于此，文章就机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展进行综合分析，在一定程度上满足人们多样化需求。

一、机械电子技术在未来铁道车辆中的应用背景

随着工业化的深入发展，近几年，铁路行业得到迅猛发展。铁道车辆作为主要的交通工具，在给人们出行带来极大便利的同时，也对驾驶人员以及其他人员的生命财产安全带来一定威胁。随着竞争压力的不断增加，世界铁路行业作为制定各种经济计划过程的经济标准也越来越严格，从轨道基础设施的养护与相关机械设备的采购、车辆检验检测等各个环节都有出现了这种的情况。轨道车辆必须是低成本和低耗能的，车辆的重量会越来越轻，机械结构越来越简单，这必须采用轻量化设计和使用机械电子技术才可以实现这个目标。而且还需要重视车辆的检验检测工作，其属于国家相关行业强制性的工作程序。当前针对铁路车辆检验检测工作管理与监督越来越严格，铁路车辆结构设计与运行中使用先进的电子控制技术，可以不断提高铁路车辆的质量与运行效率。

二、机械电子技术在未来铁道车辆中的应用

改革开发以来，我国铁路行业得到快速发展，面对我国日益复杂的车辆发展形势，对于机械电子技术在未来铁道车辆中的应用一直是热点研究话题，我国相关学者对此有较深的研究。随着科学技术与社会经济的快速发展，铁路车辆在生产生活中的作用与影响越来越突出。就当前我国国民经济发展水平与铁路产业关系来分析，铁路车辆与国民经济发展具有紧密的联系。铁路车辆已经被广泛应用到社会生产生活当中，在铁路车辆研究开发中，机械电子技术主要应用于三个方面：车辆悬挂系统、牵引系统和制动系统。其中车辆悬挂系统最重要。机械电子学科所研究的机械内容就是重新设计机械系统，机械设计制造业作为一门传统行业，在第三次工业革命中有些行业已经进入到第四次工业更名，相比传统机械設计方法与设计产品，现代机械设计更注重主动的、计算机化的设计产品，最大的区别就在于其具有自动化与智能化特点。在初期车辆设计过程中，铁路车辆就是一个简单的机械系统，一个大箱子架在2个轮对上。而当前的高速铁路车辆的基础结构形式都是带有2台转向架的4个轴车辆，这种结构性时可以保证铁路车辆稳定、有效的运行，并且合理的方式顺利通过曲线轨道。

其次，车轮和轮对的主要控制技术。传统机械设计由于多方面原因经常导致车辆质量失效，也就是说所设计出的产品并不符合相应标准与要求，甚至失去使用功能，经常出现各种故障，降低产品的使用寿命。机械设计制造以及其自动化应用了多项技术，以各种先进车轮和轮对技术为基础，确定产车辆设计的机理和模式，从而采取针对性措施或者预防措施进行技术生产与管理活动，恰到好处的利用主动控制能使车辆性能提升到一个新的层次，避免发生同类事故，使得机械设计制造自动化成为一项具有智能化性质的技术。这是传统的被动悬挂转向架所达不到的，这种改进方法所带来的性能提高是纯机械方案所不能实现的。而车轮和轮对的主要控制技术有利于车辆质量优化，可以对车辆存在的问题进行分析与调整，实现车辆结构的升级创新。轮对可以在2个方向实行主动连接，还可以将车体和车头进行直接连接。将车轮和轮对的主要控制技术应用到系统控制的各个环节与各个阶段，实现控制、检测以及设计等多个功能。而且通过创新机械设计方法，不断扩大机械设计制造极其自动化的发展空间，设计出具有更多功能的车辆系统。

三、机械电子技术在未来铁道车辆发展趋势

数字化作为机械电子技术的核心，其涵盖了更多的信息技术与其他科学技术，优化、信息以及艺术等多方面内容，尤其对于复杂的车辆系统具有一定优势。比如离散论方法中的有限元方法和边界方法，通过这些现代新型的设计方法，能够设计出更符合人们需求的车辆结构。采用数字化技术进行制造生产，图形、知识与技能等都可以用数字的形式表现出来。是一种高于传统机械设计，又高于机械设计的一种完美机械产品设计。当前还需要先进的科学的设计理论与丰富的设计经验，实现对信息资料的采集、分析与处理，从而满足客户对车辆的多样化需求。

四、结束语

在科学技术与信息技术飞速发展的时代背景下，机械行业也随之快速发展，铁路行业是我国机械行业发展的基础，具有悠久的发展历史，对相关人员具有较高的要求。文章对机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展，希望对相关人员提供参考。

参考文献：

[1]机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展（续完）[J].国外铁道车辆，2004，41（3）：14-19.

[2]机械电子技术在未来铁道车辆中的应用与发展（待续）[J].国外铁道车辆，2004，41（2）：9-13.

作者简介：

杨洋（1996-），男，汉，四川德阳，本科，研究方向：机械电子工程。

吴梦斐（1995-），女，汉，河北省石家庄市，本科，研究方向：制药工程。

李鹏斐（1998-），男，汉，四川省乐山市犍为县，本科，研究方向：材料工程。