- 相關(guān)推薦
淺析列車(chē)縱向沖動(dòng)的列定和檢側(cè)儀標(biāo)準(zhǔn)的探討
論文關(guān)鍵詞:列車(chē)沖動(dòng) 加速度變化率 判定標(biāo)準(zhǔn)
論文摘要：從列車(chē)舒適度、平穩(wěn)性角度出發(fā)，分析了列車(chē)沖動(dòng)的工況和縱向沖動(dòng)產(chǎn)生的原因;探討了國(guó)內(nèi)外時(shí)列車(chē)縱向沖動(dòng)判定的方法和標(biāo)準(zhǔn);提出了采用加速度和加速度變化率來(lái)表征列車(chē)縱向沖動(dòng)的方法具科學(xué)性和真實(shí)性。
0引言
鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛“舒適度”是一個(gè)因人而異、且很難量化的概念。廣義的“舒適度”是指旅客對(duì)乘坐列車(chē)旅行品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。舒適度不僅受列車(chē)的振動(dòng)、沖擊、噪聲、溫度、濕度、空氣清新度、空間設(shè)計(jì)、色彩、照明等諸多因素的影響，而且還受到人們健康和因素的影響。狹義的“舒適度”是指列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)(包括縱向、橫向及垂直方向)對(duì)乘客的影響，即“振動(dòng)舒適度”和“平穩(wěn)性”。
當(dāng)以機(jī)車(chē)車(chē)輛在運(yùn)用過(guò)程中的振動(dòng)加速度和加速度變化率作為研究對(duì)象時(shí)，“舒適度”可以分為振動(dòng)舒適度、曲線(xiàn)通過(guò)舒適度、加減速舒適度。本文主要研究縱向加、減速時(shí)舒適度的判定標(biāo)準(zhǔn)。
1.列車(chē)沖動(dòng)的工況分析
快速列車(chē)運(yùn)行的工況相當(dāng)復(fù)雜，當(dāng)使用制動(dòng)機(jī)、惰力運(yùn)行、牽引、啟動(dòng)、站停等多種不同工況，都會(huì)使列車(chē)產(chǎn)生沖動(dòng)。經(jīng)分析，列車(chē)發(fā)生縱向沖動(dòng)的部位和現(xiàn)象主要表現(xiàn)在:
(1)當(dāng)沖動(dòng)發(fā)生時(shí)，列車(chē)受到的沖動(dòng)中部最嚴(yán)重、后部較輕、前部最輕。
(2)當(dāng)使用制動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，有時(shí)制動(dòng)和緩解都使列車(chē)發(fā)生沖動(dòng)，有時(shí)僅制動(dòng)或緩解使列車(chē)發(fā)生沖動(dòng)。
(3)在正常牽引工況下，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)沖動(dòng)(多發(fā)生在曲線(xiàn)彎道)。
(4)在惰力運(yùn)行工況下，有時(shí)發(fā)生瞬時(shí)沖動(dòng)或間隔較短的連續(xù)性沖動(dòng)。
(5)列車(chē)在高速運(yùn)行中調(diào)速制動(dòng)時(shí)，經(jīng)常發(fā)生不同程度的沖動(dòng)。
(6)線(xiàn)路不同，列車(chē)縱向沖動(dòng)的情況也不一樣。在條件較差的線(xiàn)路上，列車(chē)調(diào)速頻繁，縱向沖動(dòng)也相對(duì)頻繁，且相當(dāng)劇烈。
(7)車(chē)輛在條件較差的線(xiàn)路上的橫向、縱向加速度的量值和頻率相對(duì)較高。
[1]
2列車(chē)沖動(dòng)產(chǎn)生的原因
列車(chē)沖動(dòng)是指司機(jī)在操縱列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，由于機(jī)車(chē)工況改變所引起的列車(chē)車(chē)輛縱向(列車(chē)運(yùn)行方向)沖擊。列車(chē)在制動(dòng)和緩解時(shí)，由于車(chē)輛間的制動(dòng)缸壓力的差異和相鄰車(chē)輛制動(dòng)率的不一致性，造成列車(chē)沖動(dòng)。這種壓力的差異和制動(dòng)率的不一致又是由于車(chē)輛本身的結(jié)構(gòu)、制動(dòng)方式或司機(jī)的操縱不當(dāng)引起的。
因司機(jī)操縱不當(dāng)所產(chǎn)生沖動(dòng)的主要有以下幾種情況:
(1)列車(chē)在中低速運(yùn)行時(shí)，如司機(jī)操縱使用制動(dòng)機(jī)減壓量過(guò)大，容易造成列車(chē)縱向沖動(dòng)，如司機(jī)使用制動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)減壓量過(guò)小，列車(chē)主管制動(dòng)波速過(guò)慢，列車(chē)制動(dòng)機(jī)前后作用不一致，也容易產(chǎn)生列車(chē)縱向沖動(dòng)。
(2)在列車(chē)到站停車(chē)時(shí)，由于司機(jī)采取2次或多次制動(dòng)，使得列車(chē)主管尾部風(fēng)壓還未來(lái)得及充滿(mǎn)，而又再次施行制動(dòng)，這樣就會(huì)造成列車(chē)縱向沖動(dòng)。
(3)在下坡車(chē)站起動(dòng)和運(yùn)行中，由于司機(jī)提回手柄過(guò)快，機(jī)車(chē)牽引力瞬間增大，造成列車(chē)沖動(dòng)。在坡度突然變陡處，由于司機(jī)提回手柄較晚，造成快速列車(chē)在惰力運(yùn)行中發(fā)生縱向沖動(dòng)。
3列車(chē)加、減速舒適度評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀分析
國(guó)內(nèi)目前對(duì)縱向沖擊的檢測(cè)主要是采用“木棒檢測(cè)法”，這種檢測(cè)方法盡管比較直觀(guān)，但只是大概的給出了沖擊的等級(jí)，并且缺少評(píng)判的科學(xué)依據(jù)，所以無(wú)法進(jìn)行詳細(xì)的分析與比較。同時(shí)由于沖動(dòng)棒是手工加工的，地面的平面度與粗糙度都無(wú)法保證，所以評(píng)判的結(jié)果缺乏真實(shí)性。在隨車(chē)的大量實(shí)驗(yàn)中，常常發(fā)生標(biāo)志沖動(dòng)等級(jí)較低的小木棒沒(méi)倒，反而標(biāo)志沖動(dòng)等級(jí)較高的大木棒先傾倒的現(xiàn)象。因此，如何準(zhǔn)確獲取列車(chē)在加、減速過(guò)程中的縱向沖擊，并用一定的量化標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)司機(jī)駕駛水平的高低進(jìn)行表征，以及建立沖動(dòng)對(duì)旅客乘坐的舒適度模型和舒適度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，都成為目前一個(gè)重要的研究課題。
3.1國(guó)外沖動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
(1)美國(guó)GM公司的實(shí)驗(yàn)
美國(guó)的Wilson在General Motors公司的試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了汽車(chē)沖動(dòng)實(shí)驗(yàn)，用加速度大小表示沖動(dòng)大小( g = 9 . 8 m/s2 )，其結(jié)果如下:
0.27 g，感覺(jué)良好的停車(chē);0 . 34 g，不舒適的停車(chē);0.43 g，非常不舒適的停車(chē)。相當(dāng)于自由放置的物體被從地面拋出，旅客有危險(xiǎn)的感覺(jué)。
(2)日本國(guó)鐵的實(shí)驗(yàn)
原日本國(guó)鐵鐵道技術(shù)研究所進(jìn)行了2次沖擊實(shí)驗(yàn)，以制動(dòng)時(shí)乘客的舒適度。試驗(yàn)中只要求受試乘客對(duì)某一加速度進(jìn)行“允許”或“不允許”2極式判定，將不允許加速度的受試乘客比例、不同姿勢(shì)下的不允許加速度(見(jiàn)表1)，及其對(duì)應(yīng)的加速度變化率(見(jiàn)表2)作了記錄。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果成為了日本國(guó)鐵減速舒適度執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。當(dāng)混合坐a二0.10g和正面立。=0.08 g時(shí)，僅有5%的受試乘客感到不舒適。
[2]
3.2國(guó)內(nèi)列車(chē)沖動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的研究
關(guān)于舒適度的評(píng)測(cè)以及列車(chē)加、減速時(shí)的縱向沖動(dòng)的評(píng)測(cè)，國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。但是在制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，有相關(guān)的規(guī)定，可以作為一定參考依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2370一1993《鐵路旅客列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法與評(píng)定指標(biāo)》)中明確要求:在旅客列車(chē)制動(dòng)時(shí)，縱向加(減)速度的評(píng)定指標(biāo)為:列車(chē)啟動(dòng)、調(diào)速及常用制動(dòng)時(shí)，縱向平均加速度或減速度的絕對(duì)值不應(yīng)超過(guò)0.08 g。列車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的平均減速度應(yīng)不超過(guò)0.12 g，但在初速40 km/h以下時(shí)允許不超過(guò)0.14 g。列車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的最大減速度不應(yīng)超過(guò)1 .0 g。上述標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)上世紀(jì)80年代以來(lái)特別是擴(kuò)編旅客列車(chē)試驗(yàn)和仿真研究的結(jié)果，且已經(jīng)作為國(guó)內(nèi)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。某鐵路局科研所研制的“列車(chē)縱向沖動(dòng)測(cè)試儀”就是采用加速度計(jì)測(cè)量列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的加速度來(lái)定量描述列車(chē)的縱向沖動(dòng)。但是這種方法很快就被否定，被認(rèn)為加速度并不能全部描述列車(chē)的縱向沖動(dòng)。
中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2543 -1995(《旅客列車(chē)縱向沖動(dòng)評(píng)定方法》)規(guī)定，用列車(chē)沖動(dòng)的加速度變化率來(lái)考核和評(píng)定旅客列車(chē)司機(jī)的平穩(wěn)操縱技能。該加速度變化率用J來(lái)度量，J二daldt (m" s-3)，式中。為加速度其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn):把列車(chē)正常操縱時(shí)的沖動(dòng)分為優(yōu)、良、及格和不及格4個(gè)等級(jí)，其相應(yīng)的J值如表3。
某鐵路局科研所根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)TB/T2543一1995研制出了“列車(chē)縱向沖動(dòng)加速度變化率測(cè)試儀”。該沖動(dòng)測(cè)試儀采用加速度的變化率來(lái)描述列車(chē)的沖動(dòng)。通過(guò)對(duì)J值的分析研究，擬定了4個(gè)檔次，即優(yōu)、良、及格、不及格。其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表4。
[3]
對(duì)表3、表4進(jìn)行比較，雖然二者均采用加速度變化率來(lái)對(duì)列車(chē)的縱向沖動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但J值的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)存在著較大差異。在此不評(píng)論2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，但是有一點(diǎn)是可以肯定的，那就是采用加速度變化率的評(píng)定方法要比加速度的評(píng)定方法要更符合實(shí)際。
盡管有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和加速度變化率測(cè)試儀的出現(xiàn)，但是目前大多數(shù)機(jī)務(wù)段仍然采用“‘沖動(dòng)棒”計(jì)分制對(duì)旅客列車(chē)司機(jī)的平穩(wěn)操縱技能進(jìn)行評(píng)定。此方法是采用5根長(zhǎng)度相等，截面為正方形，但底面積大小不同的木棒，根據(jù)相應(yīng)的木棒傾倒而扣不同的分值。扣分等級(jí)為5級(jí)，分別為5分/次、10分/次、20分/次、35分/次和50分/次。
4列車(chē)沖動(dòng)檢測(cè)儀的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
針對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和某科研所制定的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異。2003年武漢理工大學(xué)與鄭州鐵路局襄樊北機(jī)務(wù)段合作研究、開(kāi)發(fā)出了一種新型智能列車(chē)沖動(dòng)檢測(cè)儀。該檢測(cè)儀根據(jù)木棒的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，采用現(xiàn)行的中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2543-1995《旅客列車(chē)縱向沖動(dòng)評(píng)定方法》，用加速度和加速度變化率聯(lián)合表征的方法來(lái)對(duì)列車(chē)的沖動(dòng)進(jìn)行判定。該檢測(cè)儀采用美國(guó)ADI公司生產(chǎn)的微加速度計(jì)ADXL105測(cè)量列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的加速度。并通過(guò)列車(chē)沖動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。實(shí)現(xiàn)了加速度曲線(xiàn)、加速度變化率曲線(xiàn)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示，見(jiàn)圖1。加速度曲線(xiàn)、加速度變化率曲線(xiàn)能夠很直觀(guān)的反映出列車(chē)在何時(shí)何地發(fā)生了怎樣的變化。從圖1中的曲線(xiàn)也可以發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)加速度和加速度變化率曲線(xiàn)同時(shí)發(fā)生明顯的變化時(shí)，才能被確認(rèn)在此時(shí)發(fā)生了沖動(dòng)。
在確定列車(chē)沖動(dòng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采取對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法，同時(shí)用“木棒檢測(cè)法”和智能列車(chē)沖動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行隨車(chē)實(shí)驗(yàn)，將木棒倒的情況記錄下來(lái)，并與智能沖動(dòng)檢測(cè)儀記錄的沖動(dòng)相對(duì)比。將該儀器的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)同“木棒檢測(cè)法”一樣，分為5個(gè)等級(jí)。評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5.
目前，智能列車(chē)沖動(dòng)檢測(cè)儀已經(jīng)開(kāi)發(fā)出第二代產(chǎn)品，它可將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)USB接口轉(zhuǎn)存到U盤(pán)中，取代了第一代產(chǎn)品把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到便攜式中的方法，大大節(jié)約了。
[4]
【淺析列車(chē)縱向沖動(dòng)的列定和檢側(cè)儀標(biāo)準(zhǔn)的探討】相關(guān)文章：
淺談貨物列車(chē)縱向沖動(dòng)問(wèn)題分析研究03-22
淺析流體輸送用鋼管的標(biāo)準(zhǔn)和選用03-22
淺析高層建筑消防設(shè)施管理現(xiàn)狀和改進(jìn)措施探討03-01
關(guān)于績(jī)效審計(jì)標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)的探討12-08
淺析關(guān)于數(shù)控教學(xué)質(zhì)量方法的探討12-06
民事再審改判標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題的探討03-18