試論鐵路機車車輛運用可靠性

劉凱坤 李 昊

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

1、鐵路機車車輛技術(shù)的發(fā)展過程

如今，鐵路機車車輛牽引方式大多為電力牽引的方式，即使采用內(nèi)燃牽引方式的鐵路機車使用的也是電傳動的方式，也就是將外部的電能或自身的能源通過電能轉(zhuǎn)換的裝置，實現(xiàn)了電能與機械能之間的相互轉(zhuǎn)換，使得機車被驅(qū)動牽引前進

按照電傳動牽引的電動機類型可以將機車分為兩類，直流電傳動方式及交流電傳動方式，而交流電傳動的方式還可分為交流同步電傳動方式和交流不同步電傳動方式。早些年，國家運行的鐵路機車大多都是直流電傳動的方式，隨著變流技術(shù)的發(fā)展，之后又出現(xiàn)交流同步電傳動的方式，這也促進我國鐵路機車車輛相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

2、鐵路機車車輛可靠性理論

鐵路機車車輛運用可靠性和鐵路機車車輛運營質(zhì)量、效率成本等因素之間有著直接性關(guān)聯(lián)。鐵路運輸想要在競爭激烈的交通市場內(nèi)占有一席之地，就需要不斷提高鐵路機車車輛運輸可靠性，這樣才能夠獲取乘客關(guān)注。鐵路機車車輛結(jié)構(gòu)在越加復(fù)雜情況下，怎樣提高鐵路機車車輛運用可靠性就成為急需解決的問題。

可靠性并不表示產(chǎn)品工作性能喪失。可靠性所涉及到的范圍十分廣泛，屬于系統(tǒng)性工程，能夠為產(chǎn)品制造提供依據(jù)，研究人員在對新技術(shù)研究過程中也具有可靠性作為保證。可靠性主要對對機車故障來源進行研究，鐵路機車車輛與人們?nèi)松戆踩g有著緊密關(guān)聯(lián)，所以需要提高對可靠性關(guān)聯(lián)關(guān)注程度。

3、鐵路機車車輛運用可靠性要點

3.1 優(yōu)化技術(shù)

3.1.1 牽引傳動技術(shù)

鐵路機車的牽引傳動裝置對于機車的運行是非常重要的，對于牽引傳動技術(shù)的要求也非常高，首先，它應(yīng)是大額定的輸出功率，重量要輕，能夠有忍受惡劣環(huán)境的能力，容易維修，并且要便于速度的控制。在這項技術(shù)中還包括直流、交流電的變流系統(tǒng)，交——直——交變流系統(tǒng)指的是將交流電通過整流能夠變?yōu)闉橹绷麟姡偻ㄟ^逆變器使直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)頻、調(diào)壓的三相交流電，它可以具有交流牽引電機的所用。

鐵路機車的交流電傳動系統(tǒng)與一般的變流系統(tǒng)相比，調(diào)速的范圍更廣、控制性更全面，有良好的快速響應(yīng)特性，并且輸出的電壓波形的質(zhì)量較好，牽引和再生制動之間能夠頻繁轉(zhuǎn)換，具有效果明顯、可靠性高、重量輕、體積小、防振性能好的特點。

3.1.2 復(fù)合制動技術(shù)

在列車的運行系統(tǒng)中，復(fù)合制動技術(shù)也是十分重要的技術(shù)，在選擇制動系統(tǒng)時，務(wù)必要將制動距離縮短，同時確保在制動狀態(tài)下車輪處于不滑行的狀態(tài)，減少制動系統(tǒng)中的簧下重量，確保列車運行的安全性。列車的制動系統(tǒng)一般運用危機控制電氣制動和摩擦式制動這兩種復(fù)合形式。列車在制動狀態(tài)下，會利用手動或是自動控制的形式進行控制，對于列車選擇的制動系統(tǒng)，特別是復(fù)合制動的形式，更要滿足能夠進行其他一些形式的轉(zhuǎn)換，使銜接能夠比較平穩(wěn)，以此確保列車運行的舒適性。

3.1.3 高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù)

列車的轉(zhuǎn)向架技術(shù)務(wù)必要保證列車在運行狀態(tài)下的平穩(wěn)、舒適與安全。其一，轉(zhuǎn)向架技術(shù)的一系懸掛體統(tǒng)。其軸向定位的剛度與其簧下質(zhì)量都能夠?qū)χ本€運動的平穩(wěn)性形成很大的影響。其二，在其二系懸掛系統(tǒng)中，空氣彈簧是其最為重要的元件，能夠很好的解決列車車身的振動問題，尤其是垂向振動與在乘坐過程中的舒適感。對于空氣彈簧的發(fā)展通常是由約束模式發(fā)展而來，在其內(nèi)部的節(jié)流孔中也逐漸發(fā)展成為可變式。當空氣彈簧作用在無搖枕轉(zhuǎn)向架時，其橫向剛度會減弱，并且水平變位誤差也要控制在100以內(nèi)l習。列車在運行中的穩(wěn)定與曲線通過性能是互相制約的，尤其是各個因素的參數(shù)，參數(shù)的兼容性很難與系統(tǒng)相匹配，例如針對其剛度的選擇，直線運行的平穩(wěn)性以及曲線的通過性能之間便存在一定的矛盾，那么在這時，我們可以應(yīng)用主動(半主動)的有源控制技術(shù)對其進行解決，以此讓機車的各個性能能夠很好的適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，將車身振動的問題很好的解決，并且在保證運行的基礎(chǔ)上提高其舒適性。

3.2 鐵路機車車輛結(jié)構(gòu)安全評估方法

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性評估為結(jié)構(gòu)可靠理論內(nèi)核心內(nèi)容，特別是近幾年，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性評估正在快速發(fā)展，雖然取得了十分顯著成果，但是由于結(jié)構(gòu)可靠理論所涉及到的內(nèi)容較多，目前還處于初級研究階段。因此，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性評估在完善過程中，需要將研究重點放在靜態(tài)載荷下實效破壞問題上面。

雖然新型技術(shù)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性評估進行完善，但是新型技術(shù)也帶來了一定風險，需要不斷進行完善。所以，鐵路機車車輛管理體系內(nèi)，需要應(yīng)用相對成熟技術(shù)，這樣才能夠有效對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性評估進行完善，利用先進并且成熟的結(jié)構(gòu)安全評估技術(shù)，提高鐵路機車車輛可靠性。按照結(jié)構(gòu)可靠性理論來說，對結(jié)構(gòu)進行疲憊評估，具有重要現(xiàn)實意義。疲憊安全評估主要采取隨機變量檢測方式，對疲勞實效概率進行分析研究。疲憊安全測試作為一項新型技術(shù)，具有較大風險，需要在長期實踐內(nèi)進行完善，才能夠在鐵路機車車輛管理系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用。

總之，隨著社會的不斷發(fā)展，鐵路機車車輛的研究也得到了越來越多的重視，進一步加強鐵路機車車輛運用可靠性具有非常重要的意義，能夠更好的促進鐵路車輛發(fā)展，需要引起我們的重視。

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[2]楊暢.鐵路機車車輛需求預(yù)測模型的研究[D].北京交通大學，2014.

[3]華夢圓.我國鐵路機車車輛技術(shù)標準國際化發(fā)展研究[D].北京交通大學，2014.