广州地铁四号线车辆称重调簧计算分析

（ ） 低压 柜 中用 中间继 电器 ７ Ｊ空 余 的常开 ２在 Ｚ
触头 与 Ｔ １常 闭 触 头 并 联 （ 图 ２虚 线 部 分 ） Ｊ 见 。当 监控 装置 驱动 Ｔ １断开 时 ， 车转 入 电阻制 动工况 ， Ｊ 机 制动 中间继 电器 ７ Ｊ动 作 ，Ｚ Ｚ ７ Ｊ常 开触 头 闭合 ， 通 接 加 载 电路和无 级调 速驱 动 电路 ， 如图 ３所 示 。
Ｆ３＝３ ８ Ｎ ， ５． ２ ｋ Ｆ４＝ ３ ３ Ｎ 。 ８． ２ ｋ
Ｉ 一△ 一△ Ｉ △ ＋△ ： ， 为空气 弹簧 加 垫厚 度 ； 为 弹簧 自由高 。由于方 程组 第 ４式在左 右两 边绝 对值 符号
异 号 的情况 下 与实 际情况 （ 、 １ ４为 同侧 ， 同时 增 高 故
中图分 类号 ： ２０３ ｌ Ｕ ６ ．３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
广州地 铁 四号线 是 我 国首次 采用 直线 电机 车辆
的 城 市 轨 道 交 通 系 统 ， 向 架 采 用 了 庞 巴 迪 转 Ｂ ０ ０柔 性 转 向 架 。在 运 行 里 程 达 到 ６ Ｍ３ ０ ０万 ｋ ｍ
摘 要 ： 对在 广 州地铁 四号 线 车辆 整车 称重 时 出现 的称 重 结果超 标 ， 法准确 确 定 针 无
加 垫 厚 度 的 现 场 作 业 问 题 ， 立 以 轮 重 为 目标 的 调 簧 计 算 模 型 ， 据 Ｇ ／ １ ８ ４— 建 根 ＢＴ４９
２０ ０ ５关 于轮 重 偏差 的技 术规 定推 导得 出加 垫 量 公 式 ， 并进 行 验 证 ， 为之 后 的 整 车称 重调 簧提供 较 为精 确 的算 法和依 据 ， 免 了实际作 业 中反 复加 垫称 重 的工作 。 避 关 键词 ： 地铁 车辆 ； 重 ； 称 调簧 ； 算模 型 计
地 铁 轻 轨
文 章 编 号 ： ０ ７—６ ４ （ ０ ２ ０ ０ ２ １０ ０ ２ ２ １ ） ３— ０ ５一Ｏ ２
铁道机车 车辆 工人 第 ３ ２ １ 年 ５月 期 ０２
广 州 地铁 四 号 线车 辆 重调 簧 计 算分 析 称
胡 彦
（ 州 市地 下铁 道 总 公 司运 营事 业 总部 车 辆 中心 广 东 广 州 ５ ０ ０ ） 广 １０ ０
后使 用 动力制 动 ， 效缩 短 了列 车紧 急制动 距离 ， 有 提
高 了机 车运行 安 全系数 。口
（ 辑： 编 缪 媚）
３ 实 施 效 果
Ｊ Ｐ Ｐ（ Ｐ ＋ ＝ 牛顿 第 ３定 律 ）
Ｉ Ｌｏ— ＸＩ＋△ｌ— Ｌ ３一 △３Ｉ ｏ＋ Ｉ Ｌｏ—Ｘ２＋ Ａ２一Ｌｏ＋Ｘ４一 Ａ４
ｌ
２
—
２
Ｉ 位移约束 ） 【 （
Ｆ 、 ： 、 是 ４个 轮对 承 载 力 ； Ｐ 是 车 体 Ｆ 、 Ｐ 、：
１ ２ １ 模 型建立 ．． 经过 简化处 理后 的构 架受 力 图如 图 ２所示 。
根 据 Ｇ ／ １ ８ ４— ０ ５中 的规 定 ： Ｂ Ｔ ４９ ２ ０ 每个 车 轮 的
实 际轮 重与 该轴 两轮 平均 轮重 之差不 应超 过 该轴 两
轮平均 轮重 的 ４ ， ： ％ 即
Ｆ Ｌ＋Ｆ ２ Ｆ 一 Ｆ ＋ Ｆ，
１ ２ ２ 模 型计算 ．．
Ｆ ＋Ｆ ＋， Ｆ Ｐ ＋ ２ （ Ｉ ２ ３＋ ４＝ ｌ Ｐ ＋ 牛顿 第 ３定 律 ） ｙ ＋Ｆ ＝（ ： Ｐ ＋Ｐ ＋Ｍｇ （ ）× 对 轴 的力 矩 平 衡 ） Ｆ １ ４４ Ｆ ＋ ３３ 对 Ｙ轴 的 力 矩 平 衡 ） 】 ＋Ｆ ＝ ２２ Ｆ （
１ 一系 弹簧 的压缩 量 分 别 为 ：０ ｍ １ ｍ， 位 １ ｍ、０ ｍ
得 出平均 压缩量 为 １ ｍ。 ０ｍ
２位 一 系弹簧 的压 缩量 分 别 为 ：３ ｈ １ ｍ， １ ｉ ３ ｍ ｍ、
得 出 平 均 压 缩 量 为 １ ｍ。 ３ｍ
或 降低 ） 符 ， 不 故不作 解 。
２ ２ 实 施 方 案 ．
（ ） 开 Ｚ Ｆ与 Ｘ１ １ １断 Ｌ ： ６的接 线 ８ ４ 中间经 由 ８， 低压 柜端 子 Ｘ ２ ９及 Ｘ１ ：２串联 Ｔ ２的常 闭触头 １： ０１ Ｊ （ 图 １ 串联 线号 为 Ｇ ０ １ Ｇ ０ ２ 。 见 ， １０ 、 １０ ）
图 ３ 电 阻 制 动 时 柴 油机 升 速
自２１ ０ １年 ４月起 ， Ｆ Ｄ 型 机车 实施 动 力制 动 改 造后 ， 车在 制 动 状 态 下 ， 机 紧急 制 动 不 封 锁 动 力 制 动， 机车 紧急制 动 后施 行 电阻 制 动 功 能满 足改 造 要 求 。在 非正 常情况 下 ， 乘 乘 务 员 允许 在 紧急 制 动 值
气 弹簧 垫 片厚度 。按 照受 力 分 布 进 行 分析 ， 重值 轮 大 的一 侧摇 枕高 度 偏 低 ， 要 抬 高重 量 较 大 侧 的车 需 体 ， 车体 的重 心 向重量较 小 的一侧 偏移 ， 而 降低 将 从 轮重偏 差 ， 即应 该在 该侧 空气 弹簧处 加 垫 。
表 １ 单 节 车 轮 重 值 ／Ｎ ｋ
ｚ轴
≤， 得 ４简 Ｉ ％ ห้องสมุดไป่ตู้ 鲁兹
ｙ轴
２
Ｉ ／Ｉ 简 ， ／厂 ． ，
： ７
７
４ ， ％ 从而 计算 出最 终 的加 垫 高度 。
／ ／
莹
翱
２ 实 际数 据 调 簧验 证
为 了 验证 公 式 的实 用 性 ， 选取 架 修 车 辆 实 际 特
警，
弹簧受 力 ， 过计 算 一 系 弹簧 加 垫 量推 导 空 气 弹 簧 通
的加垫 量 ；
二 ！（ Ｉ
～
，
）＋ ：， △ 。 （ ＋△ 一△ 一△ ）
ｋｌ ２ ３一 ２ ３ ｋ ｋ ４一 ｌ ４＋ ｋ ２ Ｊ ｝ ３ ｌ ｋ
（） ６ 加垫 物被 视 为刚体 ， 且加 垫高 度为压 缩量 ； （ ） 于轴箱 两侧 的 一 系弹 簧 的作 用 力 简化 为 ７位 轴 箱 中心一 点作 用 。
生 。 为 了避 免 额 外 的 工 作 量 ， 据 Ｇ ／ １ ８ ４— 根 Ｂ Ｔ４ ９
Ｏ
２０ ０ ５关 于 车辆 的 轮 重 偏 差 不 超 过 该 轴 平 均 轮 重 的
４ 的规 定 ， ％ 建立 以 轮 重 为 目标 的调 簧 计 算 模 型 ， 进 行 加垫 量 的公式 推导 。
轴 的垂 直 力 臂 ； △ 、 △ △ 、 △ 、 分别 为各 一 系簧 的虚
拟 加 垫量 ； 、 、 、 分 别 为各一 系簧 的变 形 量 ； 。 ：
转 向架 受 力 分 别 为 Ｆ ＝３ ． ８ｋ Ｆ 。 ３ ４ Ｎ， ＝３ ． ６ｋ ９ ９ Ｎ，
不 均 的 原 因 主 要 有 ：
图 １ 车 辆 横 向 （ ＯＺ 平 面 ） 纵 向 （ Ｚ 平 面 ） 力 不 葸 图 Ｙ 和 ＸＯ 受
（ ） 向架本身 的重心偏 差致使轮 重分配不均 。 ３转
１ ２ 调 簧计 算 ．
（ ） 轮对 滚 动 圆半 径存 在 较大 误差 ； １各
—．
；
一
０
Ｆ ｌ
Ｊ
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一 — ．
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—— 一
１ １ 导 致 轮 重 分 配 不 均 的 原 因 ．
随着 车 辆运行 速 度 的提高 ， 轮重 对 轮轨 作用力 、 车辆 的动力 学性 能 的影 响越来 越大 。导 致 轮重分 配
弹 簧传递 到 构架 的力 ；，Ｙ 分别 为 Ｆ 、 ， 、 ， ３Ｆ 对 轴 的
垂 直力 臂 ； 、２ 、４分别 为 Ｆ 、 ２ Ｆ 、 关 于 Ｙ ｌｚ 、， Ｆ 、 ３Ｆ
２ １ 实际加 垫量 计算 ． 从 表 １可 以看 出 ， 节 车 ３ ４号轮 对 所 组 成 的 该 、
ｌ
（ ） 设 车 辆 及 其 上 设 备 的 总 重 力 为 一 集 中 ３假 力 ， 用于 车体底 架 的车体 平 面重心位 置处 ； 作 （） ４ 假设 车辆 结 构 对 称 ， 形 心 处 在 纵 向和 横 其 向对称 面的交线 上 ； 辆 车 轮 相对 于底 架 几 何 中心 车 对称 分布 ， 且各 车轮 与轨 之 间接 触 点共 面 ， 同侧 车轮
为 了解 决 问题 ， 结合 车辆 的实 际使 用 情况 ， 特作
出 以下假设 ： （） １ 与静止 状态 的 车辆 车轮 接 触 的轨 面是 处 于 水 平 状态 的平 面 ； 止 状态 下 的车辆 ， 静 只受 铅垂 力 的
（ ） 向架 上 的车 体 重 心 存 在 着 偏 差 ， 而 导 ２转 从
致 前 后转 向架 上重 量 的分配 偏 差 ；
收 稿 日期 ：０ １—１ ２１ １—１ ８
作 者 简 介 ： 彦 （９ ３一） 女 ， 究 生 学 历 ， 理 工 程 师 ， 要 从 事 转 胡 １８ ， 研 助 主 向 架 、 轴 的 检 修工 作 。 轮
作用 ；
（） ２ 车辆 因 轨 面 对 车 轮 作 用 力 变 化 ， 致 车辆 导
与轨 的接触点 共线 ； （ ） 设 ２个 转 向架 均 匀 承 载 ， 只 考 虑 一 系 ５假 且
一
＝
ｙ
／ Ｘ１＋五 ｘ４＝ ｋ ； １ ４ ２
１
＋后 Ｘ３ ３
一
＋ △１＋ Ｘ３一 △３
２
２
＋△２＋Ｘ４一 △４
２
因此 ， 求解 得 ：
一 ＝
， 一
称 重 中一 组单 节 车轮重 数据 进行 分析 。从表 １可 以 看 出 ， 节 车 ３ ４号 轮 对所 组 成 的转 向架 左 边 受力 该 、 小于右 边 ， 明轮对受 转 向架压力 偏 载 ， 该 调整 空 说 应