[其他]调节机车轴负荷分配的方法

说明书

本发明涉及称为机车的重型、多轴、自行牵引车，具体来说，本发明涉及调节机车总静负荷分配的一种改进了的方法，以保证予定的轴负荷分配。

机车一般包括车身，车身两端附近支承在一对转向架总成上。车身包括主车架，上部结构，以及位于上部结构中或安装在主车架上的各种系统、子系统、装置和零部件。每个转向架总成包括一个框架;两个或两个以上轮轴组，轮轴组通过每个车轴两端附近的轴颈支承该框架;以及在转向架的框架和平台下的负荷传递销之间的一个“浮动承梁”或中心圆盘。

在现代技术中，每辆机车转向架也包括两个或更多的电动机，每个轮轴组一个，每个电动机在相应车轮的内侧悬挂在车轴上，其转子通过扭矩放大机构与该轴机械式相连接。电动机的电流可来自铁路沿线的电源，或者由装在机车上的发电机发出，该发电机由装在机车车身平台上的原动机驱动。通常原动机是一台柴油机，在这种情况下，这种机车通常称为内燃电力传动机车。现在常见的发动机额定功率为3，500马力的机车，其重量都超过了300，000磅。

某些机车的用户要求，一批相似机车中的每台机车的总重量当静止时都基本相等地分配在其所有的车轴上。用一般方式制造的机车，其静止重量往往并不均匀地分配在其所有的车轴上，而且车轴负荷分配的模型在同一型号的机车中也有显著的不同。在一个（或多个）车轴上的重量也许会超过规定的最大轴负荷极限，而同一机车的其它车轴上的重量却低于规定的最小负荷极限。

为了控制轴负荷分配，在此以前已经研究出一种专门的垫补法。在内燃电力传动机车制造完成且加入燃料、润滑油及冷却水之后，装备完善，做好使用准备的机车的车轮放置在秤上分别秤重，为转向架的每个车轴，秤设有两个测力仪，以便测出机车各车轴间的实际负荷分配。如果负荷分配不理想，可以在机车的主悬挂系统和辅助悬挂系统上选配适当的薄金属垫片，以便调整负荷分配。

机车的主悬挂系统包括一组传统的螺形弹簧，这组螺形弹簧被压缩地放置在各轴颈箱上的簧座和两个机车转向架之中的每一个转向架的框架的凹穴之间。辅助悬挂系统一般包括一组橡胶“承梁架”，通过橡胶承梁架可实现可控横向运动。如美国专利2，907，282所述，这种承梁架被压缩地放置在转向架框架和浮动承梁四角上的负荷点之间，浮动承梁又中心式地支承机车车身的一端。在轴簧和其簧座间加一垫片，就能够使该弹性件对于一定的总偏差来说，传递更多的负荷（重量），从而根据具体情况使总重量之中的更大份额转移到车轴上的或者是转向架框架上的相应负荷点上。

为获得予定的轴负荷分配，在各轴簧和承梁架上所要求的垫片的尺寸可用通过试差法为每辆机车分别选配确定，但是，这种方法很费时间，成本高。由于机车总重量恒定，所以用增加垫片的方法在一个负荷点上引起的负荷增加，当然一定会在其它负荷点上引起等量的负荷减少。在一辆每个转向架具有三个车轴的机车上，在每个转向架的主悬挂系统中有6个单独的负荷点（每个车轴2个负荷点），而在机车的辅助悬挂系统中有8个单独的负荷点（每个转向架4个负荷点）。因此，垫片尺寸和与理想的负荷分配的偏差之间的关系在静力学上是不确定的。

尽管如此，对于每种不同的机车型号，有可能根据实验测量来制备说明在每个不同负荷点上的垫片尺寸将如何影响所有负荷点的负荷分配的数据表格，并且把这些数据综合成一个很有使用价值的对应关系图表，该对应关系图表反映在各负荷点上实际和理想负荷之间的实测偏差与主辅垫片组合间的相互关系，该主、辅垫片组将把该偏差减少到容许的限度内。这种对应关系图表已经研究出来并运用到计算机程序中，以予计在三轴转向架内燃电力传动机车的所有6个车轴获得基本等值负荷分配所需要的具体的垫片组合和尺寸。实际上，这个计算机程序需执行两次。第一次是根据上述秤的6个测力仪所测出的负荷分配数据做计算以确定所需要的承梁垫片。当把这些垫片（如果需要的话）加到辅助悬挂系统后，再次对机车秤重，又一次测出每个车轮上的负荷，把修正后的负荷分配数据输入计算机，该程序运算第二次，然后把予计的车轴垫片放入做为最后的调整以平衡轴负荷。

上述平衡机车轴负荷分配的方法存在两个缺点。第一个缺点是，放入的垫片并不是固定的连接，当机车的两个转向架从机车车身上拆离时，这些垫片并不保持在位。第二缺点是，如果更换任一个转向架，或者两个转向架都被更换时，机车车身和转向架之间的互相作用将影响6个车轴之间的负荷分配，因此，如果1号转向架被2号转向架更换，原来的垫片组就不再适合新的车身和转向架的组合，所以更换转向架就必须重新选配垫片。