曲秋芬　梁建全　朱立強(qiáng)　全德　焦東明

摘要：在生產(chǎn)CRH3動(dòng)車(chē)組過(guò)程中，部分空簧落車(chē)實(shí)測(cè)壓力與稱(chēng)重計(jì)算壓力不一致。文章分析了出現(xiàn)該問(wèn)題的主要原因，提出了相應(yīng)解決方案，對(duì)于解決動(dòng)車(chē)組空簧壓力相關(guān)問(wèn)題具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：CRH3動(dòng)車(chē)組；空簧壓力；稱(chēng)重計(jì)算壓力；動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)；列車(chē)載重 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：U266 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0103-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.051

1 概述

動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)列車(chē)載重情況施加相應(yīng)的制動(dòng)力。一般情況下，載重越大，需要的制動(dòng)力越大。列車(chē)載重可通過(guò)空簧壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量。空簧壓力值對(duì)于判斷列車(chē)制動(dòng)所需制動(dòng)力的大小是一個(gè)很重要的參考值。在列車(chē)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)控制軟件會(huì)通過(guò)讀取列車(chē)空簧的壓力值來(lái)判斷車(chē)重，從而計(jì)算出在該種車(chē)重下制動(dòng)所需的制動(dòng)力。

2 問(wèn)題描述

在生產(chǎn)CRH3動(dòng)車(chē)組過(guò)程中，出現(xiàn)了個(gè)別列車(chē)轉(zhuǎn)向架空簧壓力值與稱(chēng)重計(jì)算所得空簧壓力值的偏差超出制動(dòng)調(diào)試文件規(guī)定的偏差。導(dǎo)致列車(chē)在做單車(chē)靜態(tài)調(diào)試和整車(chē)靜態(tài)調(diào)試時(shí)，無(wú)法通過(guò)制動(dòng)調(diào)試試驗(yàn)。

3 問(wèn)題分析

部分空簧落車(chē)實(shí)測(cè)壓力與稱(chēng)重計(jì)算空簧壓力之間的誤差超出調(diào)試文件中的規(guī)定偏差。對(duì)于該問(wèn)題，首先稱(chēng)重計(jì)算壓力和空簧壓力特性及空簧載重有關(guān)，具體見(jiàn)下面的公式：

稱(chēng)重計(jì)算空簧壓力值=（空簧負(fù)載×9.8）÷2÷1000×空簧壓力特性參數(shù)a+空簧壓力特性參數(shù)b

從上面的公式可以看出，稱(chēng)重計(jì)算壓力同空簧負(fù)載及空簧壓力特性參數(shù)有關(guān)。對(duì)CRH3動(dòng)車(chē)組列車(chē)不同列數(shù)的同型號(hào)車(chē)的車(chē)重進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)它們的空簧負(fù)載誤差都在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，對(duì)空簧壓力值的變化影響不大，但對(duì)這些不同列數(shù)的同型號(hào)車(chē)的空簧壓力值進(jìn)行了實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)它們之間的差值較大，其中有部分實(shí)測(cè)值已經(jīng)超出調(diào)試文件中規(guī)定的誤差，所以可以初步斷定出現(xiàn)該種問(wèn)題和所使用空簧的壓力特性有關(guān)。

CRH3動(dòng)車(chē)組列車(chē)在生產(chǎn)過(guò)程中采用了兩種不同供應(yīng)商生產(chǎn)的空簧：一種是CONTITECH公司生產(chǎn)的空簧；另一種是GMT公司生產(chǎn)的空簧。所以對(duì)這兩種空簧壓力特性進(jìn)行了試驗(yàn)分析，分析如下：

3.1 兩種空氣彈簧載荷—壓力特性分析

根據(jù)對(duì)CONTITECH空氣彈簧載荷壓力測(cè)試數(shù)據(jù)和已有的GMT空簧載荷壓力數(shù)據(jù)描述了兩種空氣彈簧的載荷—壓力曲線，可見(jiàn)兩種空簧的載荷壓力特性曲線存在差異。

圖1 兩種空簧載荷—壓力曲線

3.2 兩種空氣彈簧載荷壓力特性對(duì)比

同一載荷下GMT空氣彈簧壓力值比CONTITECH空氣彈簧壓力值低。以CRH3動(dòng)車(chē)組的3車(chē)為例，對(duì)不同列的3車(chē)空簧壓力進(jìn)行實(shí)測(cè)對(duì)比：3車(chē)一位端空簧負(fù)載為95.91631kN，二位端空簧負(fù)載為91.17631kN；調(diào)試文件中對(duì)應(yīng)的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值為：一位端空簧壓力為4.51±0.3bar，二位端空簧壓力為4.3±0.3bar。實(shí)測(cè)CONTITECH空簧在負(fù)載為95.91631kN時(shí)空簧壓力值均大于4.51bar，其中66個(gè)超過(guò)4.81bar占總數(shù)（120）的55%，實(shí)測(cè)GMT空簧的壓力值則在計(jì)算值范圍內(nèi)，且大部分在4.51±0.1bar之間。在負(fù)載為91.17631kN時(shí)（3車(chē)二位端空簧負(fù)載）實(shí)測(cè)CONTITECH空簧壓力值均大于4.3bar，其中46個(gè)不在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)占總數(shù)的38.3%，實(shí)測(cè)GMT的116套空簧全部在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。3車(chē)一、二位端空簧在負(fù)載情況下兩種空簧壓力值見(jiàn)圖2和圖3，圖中縱坐標(biāo)為空簧壓力，單位為bar。

圖2 空簧負(fù)載為95.9631kN時(shí)空簧壓力值

圖3 空簧負(fù)載為91.17631kN時(shí)空簧壓力值

從上面對(duì)兩種空氣彈簧壓力特性的分析可以看出，這兩種空簧的壓力特性差異較大，此為出現(xiàn)部分空簧落車(chē)時(shí)，實(shí)測(cè)壓力與稱(chēng)重計(jì)算壓力不一致的根本原因。

4 問(wèn)題解決

解決空簧壓力超差問(wèn)題主要有兩個(gè)方案：

方案一：將制動(dòng)軟件中的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值按照兩種空簧負(fù)載特性的中間趨勢(shì)來(lái)設(shè)定。

對(duì)制動(dòng)軟件中設(shè)定的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整。仍以3車(chē)為例，將3車(chē)一位端（空簧負(fù)載95.91631kN）空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值改為4.65±0.3bar，實(shí)測(cè)GMT空簧壓力值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，此時(shí)實(shí)測(cè)CONTITECH空簧壓力值仍有6個(gè)不在范圍內(nèi)，占總數(shù)的5%；如果將3車(chē)二位端（空簧負(fù)載91.17631kN）空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值改為4.45±0.3bar，實(shí)測(cè)GMT空簧壓力值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，此時(shí)實(shí)測(cè)CONTITECH空簧壓力值仍有4個(gè)不在范圍內(nèi)，占總數(shù)的3.4%，此前提為在GMT空簧的壓力曲線離散度較低的情況，若其大于給定的數(shù)據(jù)中的離散度將有GMT空簧的壓力值超出壓力范圍。調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)值后情況如圖4：

圖4 修改標(biāo)準(zhǔn)值后

但如果對(duì)制動(dòng)軟件中設(shè)定的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行這樣的調(diào)整后，可能會(huì)存在制動(dòng)方面的問(wèn)題?？諝鈴椈蓧毫?biāo)準(zhǔn)值相對(duì)目前標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整后（相比目前標(biāo)準(zhǔn)值大）制動(dòng)軟件根據(jù)讀取的GMT空氣彈簧的壓力值判斷出的車(chē)重比實(shí)際輕，從而計(jì)算出的制動(dòng)力會(huì)小于列車(chē)所需的實(shí)際制動(dòng)力，最終結(jié)果導(dǎo)致列車(chē)制動(dòng)力施加不足，列車(chē)在規(guī)定制動(dòng)距離內(nèi)無(wú)法完全停下來(lái)。對(duì)列車(chē)的運(yùn)行存在巨大的安全隱患。所以不能采用此種方案解決空簧壓力

問(wèn)題。

方案二：制動(dòng)軟件中的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值按照GMT空簧負(fù)載特性來(lái)設(shè)定。

該方案仍以3車(chē)為例，3車(chē)一位端（空簧負(fù)載95.91631kN）空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值為4.51±0.3bar，實(shí)測(cè)所有GMT空簧壓力值都在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。此時(shí)實(shí)測(cè)CONTITECH空簧壓力值有將近一半超出標(biāo)準(zhǔn)值范圍。3車(chē)二位端（空簧負(fù)載91.17631kN）空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值為4.3±0.3bar，實(shí)測(cè)所有GMT空簧壓力值都在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。此時(shí)實(shí)測(cè)CONTITECH空簧壓力值有將近三分之一超出標(biāo)準(zhǔn)值范圍。但實(shí)測(cè)的所有超差的CONTITECH空簧壓力值都大于標(biāo)準(zhǔn)空簧壓力值，則制動(dòng)軟件根據(jù)讀取的CONTITECH空氣彈簧的壓力值判斷出的車(chē)重比實(shí)際重，從而計(jì)算出的制動(dòng)力會(huì)大于列車(chē)所需的實(shí)際制動(dòng)力，導(dǎo)致在列車(chē)制動(dòng)過(guò)程中會(huì)縮短制動(dòng)距離，對(duì)列車(chē)的運(yùn)行更加趨向于安全，所以可以采用此種方案解決空簧壓力

問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本文通過(guò)分析CRH3動(dòng)車(chē)組空簧壓力超標(biāo)問(wèn)題，對(duì)影響空簧壓力大小的兩個(gè)基本因素車(chē)輛載重和空簧壓力特性進(jìn)行了分析，確定了導(dǎo)致此問(wèn)題的原因是由于采用的兩種空簧的空簧壓力特性不同；（2）通過(guò)分析制動(dòng)軟件中的空簧壓力標(biāo)準(zhǔn)值按照GMT空簧負(fù)載特性來(lái)設(shè)定，實(shí)測(cè)GMT空簧壓力完全沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)測(cè)CONTITECH空氣彈簧壓力雖然超標(biāo)，但對(duì)于制動(dòng)的影響是使列車(chē)更加趨于運(yùn)行安全。采用此種方法解決了空簧壓力問(wèn)題；（3）通過(guò)對(duì)空簧壓力問(wèn)題的解決，為動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)動(dòng)車(chē)組類(lèi)似問(wèn)題的解決具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：曲秋芬，女，唐山軌道客車(chē)有限責(zé)任公司產(chǎn)品研發(fā)中心工程師，工學(xué)碩士，研究方向：軌道車(chē)輛研發(fā)

設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）