趙建設(shè)

(鄭州鐵路局鄭州工務(wù)機械段，河南 鄭州 450000)

RGH20C型道岔打磨列車是由美國HTT公司生產(chǎn)，用于道岔上鋼軌的打磨，以消除長期使用后鋼軌形成的肥邊、波浪磨耗、魚鱗紋等病害，達到延長鋼軌使用壽命，提高列車通過的平穩(wěn)性、舒適性的目的。該車自帶走行傳動動力，在這里主要對其走行傳動系統(tǒng)進行分析研究。

RGH20C道岔打磨車的兩節(jié)車都具有獨立動力，每節(jié)車的后轉(zhuǎn)向架，即整車靠中間的兩套轉(zhuǎn)向架是驅(qū)動轉(zhuǎn)向架，每套轉(zhuǎn)向架上各有兩個驅(qū)動軸，兩套動力轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)和控制完全相同，驅(qū)動軸不能獨立運轉(zhuǎn)，這與計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計有關(guān)。

1 走行液壓系統(tǒng)組成元件

(1)走行液壓泵。每根驅(qū)動軸都有一臺單獨的液壓泵驅(qū)動，液壓泵上設(shè)計有補油泵，補償系統(tǒng)壓力。

(2)液壓馬達。每根驅(qū)動軸都有一臺液壓馬達驅(qū)動，每個液壓馬達由一臺液壓泵驅(qū)動，液壓馬達與驅(qū)動齒輪箱相連，實現(xiàn)動力的輸出。

(3)控制元件。包括壓力閥、流量閥、限壓閥和方向閥等，它們的作用是根據(jù)需要對液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力、流量和流向進行調(diào)節(jié)控制。

(4)輔助元件。包括壓力表、濾油器、冷卻器、管件及油箱等。

(5)工作介質(zhì)。工作介質(zhì)采用的是FR－46液壓油，具有阻燃、抗磨特點。

2 走行系統(tǒng)構(gòu)成

每臺發(fā)動機通過分動齒輪箱驅(qū)動兩臺走行液壓泵，每臺走行液壓泵驅(qū)動一臺雙向變量液壓馬達，液壓馬達驅(qū)動一根動軸，提供走行、作業(yè)運行動力。

單節(jié)車液壓走行系統(tǒng)采用封閉式液壓形式，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 單節(jié)車液壓走行系統(tǒng)框圖

(1)液壓驅(qū)動方式和工作原理與PGM－48型線路打磨列車相同，只是每根軸由一臺走行液壓馬達驅(qū)動(左側(cè)虛線框)。

(2)四輪驅(qū)動控制閥用來平衡同一動力轉(zhuǎn)向架上兩根軸的壓力。右側(cè)虛線框圖內(nèi)顯示的是道岔打磨列車四輪驅(qū)動設(shè)計，正常運轉(zhuǎn)情況下，四輪驅(qū)動控制閥為常閉位，兩根驅(qū)動液壓泵的高壓油路通過四輪驅(qū)動控制閥接通，平衡泵的輸出壓力，然后驅(qū)動兩臺液壓馬達，實現(xiàn)四輪驅(qū)動。當一根軸出現(xiàn)空轉(zhuǎn)打滑時，由于車輪空轉(zhuǎn)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力降低，為了減少兩根軸的驅(qū)動壓力損失，四輪驅(qū)動控制閥關(guān)閉。

3 走行系統(tǒng)的電液控制結(jié)構(gòu)

道岔打磨列車的走行系統(tǒng)與jupiter計算機控制技術(shù)結(jié)合起來，通過jupiter計算機所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來控制整個液壓走行系統(tǒng)(如圖2)。

圖2 走行系統(tǒng)電液控制結(jié)構(gòu)

道岔打磨列車走行系統(tǒng)的控制比較簡單，單車的控制是通過jupiter計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模塊控制和監(jiān)控實現(xiàn)的。兩節(jié)車的連掛運行是通過計算機系統(tǒng)軟件設(shè)計通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)的。

4 走行系統(tǒng)的控制

如圖2所示，以1號車走行控制為例:1號車jupiter計算機(JAM)接受操作人員通過走行控制手柄(連接到5號CAN模塊)輸入的命令，在計算機內(nèi)部分析操作人員所需的行駛速度，同時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號通過CAN11模塊控制兩臺液壓泵上的比例電磁閥，達到控制液壓泵的排量、輸出油壓和方向的目的。液壓泵輸出的壓力油經(jīng)過限壓閥和安全閥之后，經(jīng)過四輪驅(qū)動控制閥平衡兩臺液壓泵的輸出壓力，然后經(jīng)液壓管路輸入給與車軸齒輪箱相連的兩臺液壓馬達。同時，CAN12模塊也根據(jù)計算機輸入的信息，控制安裝在液壓馬達上的比例電磁閥，達到控制液壓馬達排量和轉(zhuǎn)速的目的。這樣，在液壓泵輸出的高壓油液的驅(qū)動下，液壓馬達開始旋轉(zhuǎn)，并通過驅(qū)動齒輪箱驅(qū)動車軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動車輛走行。

安裝在液壓泵上的兩個壓力傳感器將測量的油壓值轉(zhuǎn)換為電信號，通過CAN13模塊傳輸?shù)絡(luò)upiter計算機;jupiter計算機根據(jù)輸入的前端軸和后端軸的油壓信號數(shù)據(jù)，分析對比兩根驅(qū)動軸的高壓壓力差是否在所設(shè)定的范圍內(nèi)，以控制是否切斷四輪驅(qū)動。假設(shè)在運行中，出現(xiàn)了前端軸車輪空轉(zhuǎn)打滑，后端軸車輪正常運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，計算機會根據(jù)分別裝在兩臺液壓泵上的壓力傳感器的壓力值計算壓力差，當壓力差超過設(shè)定值時(四輪驅(qū)動壓力設(shè)置值)，自動關(guān)閉四輪驅(qū)動控制閥，切斷前端軸與后端軸的液壓系統(tǒng)油路連接，此時，兩根軸的驅(qū)動是完全獨立的。由于前端軸車輪空轉(zhuǎn)打滑，驅(qū)動壓力損失，而后端軸沒有出現(xiàn)空轉(zhuǎn)打滑，則后端軸可以繼續(xù)保證正常的驅(qū)動壓力，這樣就避免了后端軸液壓系統(tǒng)驅(qū)動壓力的損失。當前端軸空轉(zhuǎn)打滑消失后，計算機會根據(jù)分別裝在兩臺液壓泵上的壓力傳感器的壓力值計算壓力差，當壓力差小于設(shè)定值時，自動開啟四輪驅(qū)動控制閥，接通前端軸與后端軸的液壓系統(tǒng)油路連接，此時，兩根軸的驅(qū)動壓力又達到相互平衡，實現(xiàn)四輪驅(qū)動。

道岔打磨列車兩車連掛后的走行控制是通過計算機遠程控制連接實現(xiàn)的，驅(qū)動壓力的匹配也是電腦自動調(diào)整，不需要人工設(shè)定。

道岔打磨列車的兩車的動力轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)是一樣的。在走行系統(tǒng)電控網(wǎng)絡(luò)中，走行jupiter計算機為控制中心，負責(zé)協(xié)調(diào)各軸的運轉(zhuǎn)，協(xié)調(diào)各軸的泵和馬達的輸出功率近似一致，避免某個馬達因扭矩過大而造成損壞或損壞相關(guān)控制閥和管路，有效地保護液壓系統(tǒng)。

RGH20C型道岔打磨車是我局也是我國第一個由HTT公司引進的先進的自動化打磨設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于我局各個支干線的作業(yè)施工，它比之原來的人工打磨具有高效性、連續(xù)性、平順性以及對作業(yè)環(huán)境的要求低等許多優(yōu)點，并逐漸應(yīng)用于高速線路、地鐵的打磨施工，打磨施工已經(jīng)在鐵路線路維護中擔(dān)任了越來越重要的角色。

［1］汪奕.鋼軌打磨列車［M］.北京:中國鐵道出版社，2008.

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