风对动车组称重的影响性分析 摘要在动车组检修过程中，称重试验是一道必不可少的工序。做好相关影响因素的控制，保证称重试验结果的可靠性，对车辆自重与轮重的均衡性评价有着重要意义。为了保证动车组称重测定的精度，部分文献对其影响因素进行了分析。本文就风对动车组称重的影响进行分析，并提出一些解决措施。关键词动车组；称重；风；影响性近年来，我国高铁事业得到快速发展，大量动车组列车投入，成为现代交通网络体系中不可或缺的重要成员。然而，在动车技术快速发展的同时，与动车组稳定运行相关的检修工作也被提出了更高的要求。就纠偏调整而言，动车组的称重起着重要作用，这主要与动车组维持平衡的原理有关：动车组的轮对不能自动进行载重的调整，左右车轮的载重平衡主要依靠空簧高度的调整或者轴箱弹簧支撑高度的调整来实现。1 动车组称重概述动车运行的平稳性是其有别于传统列车的重要特征之一，根据新闻纵横的报道，曾有人做过实验，将一枚硬币立在高速行驶的动车上，能够保持8分钟不倒。而动车组的平衡性如此出色的一个奥秘，就在于动车检修车间的称重测量。从意义来看，动车称重的意义，并不仅仅是获取相应的数据，更为重要的是，通过对测定数据的核算，调整动车左右轮之间的重量差，这一差异越小，动车的运行过程就越平稳。目前，常用于动车组的称重方法大致可以分为通过式称重、静态称重以及便携式称重三种形式。根据相关文献给出的实验结果，单车静态称重以及整列通过式称重都能够满足动车称重的需要，但后者的称重效率相对较高，在动车组重联称重方面有着一定的实用价值。在实际称重过程中，其试验结果受到多种因素的影响。首先，动车组称重的环境一般为室外，气温、风速以及线路情况等都有可能影响到结果的可靠性。其次，动车组自身的特性（空气弹簧高度变化，车重重新分配）也决定了其试验数据存在前后两次有所偏差的风险。最后，在实践工作中，不同部件高度与重量如何调整以及轮重差数据多少才能达标等问题，都依赖称重测量获得的数据以及后续核算环节，此类数据在获取之后并不能通过现有的手段进行实时验证，可谓是“牵一发而动全身”。因此，做好外界环境因素对动车组称重试验结果的影响，明确给出可降低环境因素带来的干扰作用的措施，保证试验结果的可靠性，对动车组的稳定运行有极大的价值。2 风对对动车组称重的影响本次研究选取CRH2A型动车组为对象，作为典型的动力分散型车组，该车组应用了较多的新装置与新材料，具有运行平稳、启动加速性好、轴轻等特点。根据CRH2A的检修条例，为保证其安全可靠性与技术状态，需由专人定期对其进行检修。在现行的五个检修等级之中，3、4、5级检修属于定期检修。以三级检修为例，根据条例的规定，其周期应当为距上次检修（检修等级应当大于或等于三级）不超过1年或者不超过60（允许误差范围+5-2）万km，而其检修的内容主要包括转向架、称重等。其中，称重是保证车辆自重与轮重均衡、避免偏载隐患的重要途径。在称重方式上，考虑到整车通过式在操作条件、操作时间、效率以及日常使用频次等方面的优势，本次研究选择以整车通过式进行称重，分析常见干扰因素风对实验结果的影响，继而提出能够保证称重精度、试验结果可靠性的措施。为了方便后续的计算以及影响性分析，本次试验对动车组称重的模型进行了适当的简化处理，即假定称重过程中各车辆都是匀速通过，假定轨道都是平整、笔直的，假定车辆与车轮的重量分配是均衡的，假定风速均匀且风向垂直于车体（见图1）。图1 动车组称重试验模型根据图1的模型，结合有关物理定律，可得到风对动车组的作用力FF=P（风的压强）S（车辆侧面受力面积）=1/2（空气密度）v（风速）2S上式中，已知车体高度为3.7m，车长取6节车厢的数值，即18.75m，算得S=3.718.75=69.375m2。结合实际风速（风速主要由风力等级决定）情况，即可算出车辆的轮重。而在轮重差的核算上，需要借助下述公式：轮重差=（左轮重-右轮重）/（左轮重+右轮重）根据核算结果，在风力达到4级的情况下，CRH2A型动车组的轮重差可达到1.4-1.7%。而随着风力等级的进一步提升，轮重差也有明显的增长趋势。换言之，在对动车组进行称重的过程中，风力等级越高，整个实验结果可能受到风力作用的影响就越大，最终获得的数据的可靠性也越低。根据现行的规程规定，其轮重差应当8%。而从车辆行驶的平稳性以及乘客的乘坐体验等角度考虑，最大限度降低称重的不良干扰，提高测量结果的可靠性，保证轮重、车重的均衡性，应当是整个称重方法改良的核心内容。结合上述分析与现有文献成果，参考国外高速列车称重经验，动车组称重的质量改进应当从以下角度入手：（1）进一步探讨风速与不同条件、不同类型车辆称重试验结果之间的关系，为车辆称重方案的编制提供参考；（2）在称重试验前对周围环境的风速进行准确测定，并评估风速可能对称重结果带来的影响；（3）建议在风力等级超过4级的情况下，综合考虑其他因素，决定是否停止室外称重作业。但本次试验也存在一些不足之处，如试验模拟的场景过于理想，忽略了实际环境下的一些可变因素。以风的干扰为例，本次试验假定风速、风向恒定，但在实际环境下，风对动车组的作用大小以及作用面积都是时刻变化的，且受到周围建筑、空气密度变化、气流扰动等诸多因素的影响。换言之，本次研究得出的轮重差变化情况，与实际的变化情况之间尚存有较大的出入，本次研究给出的4级风力等级，并不是绝对的衡量标准。基于此，后续的研究也可围绕风向+风力等级对称重结果的影响、风力与其他干扰因素联合作用对称重的影响等课题展开，或者对实际工作中获得的称重数据进行深度挖掘，借助大数据等新兴工具，分析其受环境因素影响的规律，为称重作业的开展提供更加可靠的参考。3 结语根据以上分析，在室外称重作业中，风对动车组的作用，可直接影响到试验结果的可靠性，而这种影响关系表现为：随着风力的增加，干扰作用越发明显。基于此，相关技术人员需谨慎对待风的作用这一影响因素，必要时中止称重试验，待风速减低后，再行称重。参考文献1唐国梅. 浅谈动车组称重试验J. 科技经济市场, 2016(9):10-11.2张力波. 动车组称重调簧理论研究以及软件开发D. 西南交通大学, 2016.3周爱生, 吴东辉, 陈青云. CRH2型动车组称重工艺解析J. 轨道交通装备与技术, 2012(4):48-51.-全文完-