摘要：本文主要针对城轨地铁在整车静平衡试验中的工序进行阐述。首先，说明地铁车辆静平衡试验中轮重这一技术参数的重要性以及造成轮重偏差的原因；然后，对于地铁车辆静平衡试验包含的车体、转向架和整车试验进行简述并主要对整车静平衡试验进行详细说明。
关键词：地铁车辆 轮重 静平衡试验 整车调簧
1 引言
轮重是轨道交通车辆一个重要的技术参数。对于地铁车辆而言，为了充分发挥地铁车辆设计的牵引力和利用粘着牵引力，同时防止由于空转或滑行对轮对造成的擦伤和磨耗，有效地控制轮重偏差在规定范围内是保证高性能地铁车辆的设计制造过程中的必要措施[1]。根据IEC61133 GB/T14894-2005《城市轨道交通车辆组装后的检查与试验规则》，应测量车辆的重量和每个支撑或称重的轮子作用于轨道上的垂直载荷并附上测量精度；在最小载荷、最小载荷和/或额定载荷状态下进行试验；应保证车辆最大重量于最小重量，以及车辆总重量的容许误差、车辆最大轴重以及每根轴重的容许误差、车辆一侧与另一侧称重的差值满足要求；当合同没有规定时，测得的车辆重量不应比合同中规定的值大3%、测得的轴重与该车各动轴实际平均轴重之差不应超过实际平均轴重的2%、每个车轮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轴重的±4%。
2 地铁轮重偏差过大的影响
首先，轮重偏差过大会使列车在运行过程中发生空转或滑行。由于地铁整车重量是一定的，不同车速下的计算牵引力应小于粘着牵引力而防止空转或打滑，计算牵引力是平均分配到各个动轴的，此时，若轮重出现较大偏差，可能造成某个轮重较小的轮对会出现计算牵引力大于粘着牵引力的情况，这样会造成该轮对发生空转或打滑，在车轴的影响下该车轴另一车轮也会出现空转或打滑。由于列车轮周牵引力是一定的，该轮空转会造成牵引力缺失，势必造成其他动轴牵引力输出增大，使其他动轴逐各空转或打滑，最后，除了加剧了车轮的磨耗还会使整列车由于失去粘着而发生安全事故[2]。
其次，轮重偏差过大还会使列车的制动效果大大减弱。正常列车在制动时，需保证不同车速下制动力始终小于粘着力。若轴重偏差大到制动力大于粘着力时，会影响制动效果，同时还会擦伤车轮，带来不可逆转的后果。
造成轮重偏差过大有很多种原因，例如：空气弹簧和轴箱弹簧的刚度和高度误差、轮对直径误差、车体以及转向架安装设备的布局、车体称重以及转向架称重调簧误差、车体以及转向架的重心偏差等[3]。
3 静平衡试验
根据经验地铁车辆静平衡试验分为车体静平衡试验、转向架静平衡试验以及整车静平衡试验。地铁车辆设置一系悬挂和二系悬挂。从地铁车辆的载荷传递情况来看，车体重量通过二系悬挂装置（空气弹簧）作用于转向架上，再通过一系悬挂装置（轴箱弹簧）作用于轮对上。静平衡试验实质是通过加减空气弹簧和轴箱弹簧的调整垫来实现的。
3.1 车体静平衡试验
车体静平衡试验即车体水平性试验也被称为四点称重即有四个承重点。车体静平衡试验首先通过4个架车机分别在与空气弹簧连接的平面上将车体架起；然后通过水平仪将4个支撑点调整在一个水平面上；最后通过称重试验台对车体进行静平衡试验并根据试验结果在承载区进行相应的补偿[4]。
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3.2 转向架静平衡试验
转向架静平衡试验首先将组装完成后的转向架推到试验台位上；然后，通过模拟空车（AW0）状态车体重量对转向架进行加载；最后依据称重试验台对转向架在AW0状态下各轮重、轴重、轴距等试验数据进行调整轴箱弹簧的加垫厚度。转向架静平衡试验是对一系悬挂装置的一次预加垫处理。当单个转向架的各个参数满足要求后进行整车静平衡试验[5]。
3.3 整车静平衡试验
通过车体静平衡试验可以确定车体重量在空气弹簧上均匀分布，但由于转向架静平衡试验是模拟加载过程，整车落成后由于设备分布等情况还是会出现轮重偏差，所以要通过整车静平衡试验来调簧使车辆重量、轴重和轮重满足要求。
整车静平衡试验即整车称重试验，由于地铁车辆4轴8轮对的结构，每个轮对下都有一个传感器，共八个传感器也被称为八点称重。整车静平衡试验是在整车落成后，空车充气状态，所有设备安装完毕，不装载备品以及工具等条件下进行。首先，将被测量车辆牵引到称重台位，根据车辆轴距、定距以及轨距要求调整称重台位的位置，并确认被测量车辆的一、二位端，使轮对完全落到相应的称重台位传感器上，保证车轮的中心停在对中机构的左右支轮块中间与称重台传感器的中心重合；然后，启动称重试验台中的计算机测控系统，根据车辆的端位确认称重台打在正位或反位，保证二者统一；最后，根据称重试验台中的计算机测控系统所得数据进行分析。整车的静平衡试验需连续进行二次完整的称重操作，称重值取两次称重记录的算术平均值。
整车静平衡试验结果还需满足上文提到的标准，其试验结果应满足以下三个要求：
（1）列车在运转整备状态下的车辆重量与设计值之差最大不超过设计值的3%；
（2）同一动车的每根动轴实际测得的轴重与该车各动轴平均轴重之差，不应超过实际平均轴重的±2%；
（3）每个车轮的实际轴重与该轴两轮平均轴重之差不超过该轴两轮平均轴重的±4%。
当整车静平衡试验数据不满足以上三个要求时，则需要通过调整空气弹簧的高度、一系轴箱弹簧加减调整垫这两种方法进行调整。对于城轨地铁车辆，调整空气弹簧高度是通过测量构架测量基准面到车体空气弹簧基准面之间的距离应在规定范围内；调整一系轴箱弹簧间间隙的高度是保证一系止挡间隙和轮对提吊间隙之间的距离应在规定范围内。以上加垫调整完毕后需重新进行整车静平衡试验，直至试验结果满足要求。
4 总结
随着地铁车辆在城市轨道交通占据越来越重要的位置，地铁车辆在运行过程中防止由于轮重偏差过大而造成轮对磨损从而影响地铁车辆牵引和制动效果就显得尤为重要。地铁车辆静平衡试验的主要目的是让整车重量差、轴重差和轮重差能够满足要求从而可以充分利用设计牵引和制动性能，保证列车安全运行。
参考文献：
[1]刘涛.西安地铁车辆称重调簧工艺浅析[J].中国高新技术企业，2017（10）
[2]胡彦.广州地铁四号线车辆称重调簧计算分析[J].铁道机车车辆工人，2012
[3]杜贵益，肖瑞金.地铁车辆称重设备介绍和称重线布置方式探讨[J].都市快轨交通，2019，32（4）：85
[4]曾海燕.地铁车辆的车体调簧工艺研究[J].电力机车与城轨车辆，2006，29（3）
[5]杨振祥.关于机车轮（轴）重偏差的分析与研究[J].铁道机车车辆，1997，3：59
论文作者:宋金祥,李罡,贾国利,辛跃龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
标签：称重论文; 车辆论文; 转向架论文; 车体论文; 整车论文; 地铁论文; 牵引力论文; 《基层建设》2019年第30期论文;