牟一楠 張代嬌

中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司 山東 青島 266100

前言

第三軌作為軌道交通系統(tǒng)的主要供電單元，其與車(chē)輛受流器的接觸關(guān)系決定了車(chē)輛的受流性能，為了使車(chē)輛能夠持續(xù)高效地從第三軌取電，必須保證第三軌表面的潔凈平整。而北方高寒地區(qū)冬季多冰雪的特點(diǎn)使得采用三軌受流的軌道車(chē)輛易受環(huán)境影響，三軌表面堆積的冰雪使得受流器集電靴與三軌表面無(wú)法保持持續(xù)有效的接觸，大大降低了車(chē)輛的受流性能。若車(chē)輛受流器自身具備融雪除雪功能，便可解決該問(wèn)題，提高車(chē)輛的運(yùn)行穩(wěn)定性?；诖耍O(shè)計(jì)了一種帶融冰裝置的受流器，不但可以自動(dòng)檢測(cè)第三軌上的積雪，還可以自動(dòng)判斷三軌的位置，主動(dòng)進(jìn)行融冰劑的噴灑，利用除雪犁清除三軌上的冰雪，提高受流器的受流性能。本文對(duì)該受流器進(jìn)行了展開(kāi)介紹。

方案介紹

受流器組成

無(wú)論軌道車(chē)輛的運(yùn)行方向如何，該受流器均可以通過(guò)三軌上部進(jìn)行受流取電，如圖一所示，受流器由橫梁組件、除雪犁組件、滅弧板組件，及集電靴組件構(gòu)成。

圖一 受流器組成

橫梁組件為整體受流器提供了組裝基礎(chǔ)，且通過(guò)四顆安裝螺栓固定于車(chē)輛走行部。

除雪犁組件用于刮除三軌表面的冰雪，其除雪刀片的高度可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)，如圖二所示，由調(diào)整彈簧，加強(qiáng)彈簧和平彈簧通過(guò)螺栓安裝在受流器大梁上，除雪用的除雪犁組件通過(guò)導(dǎo)桿懸掛于平彈簧的兩端，在平彈簧、除雪犁導(dǎo)桿和受流器大梁之間設(shè)置凸輪調(diào)整裝置對(duì)除雪犁的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。除雪犁的下端設(shè)置兩對(duì)v型除雪刀片，刀片的彎曲方向?qū)ΨQ(chēng)，進(jìn)而保證車(chē)輛在任一運(yùn)行方向均可將積雪清除至遠(yuǎn)離車(chē)輛側(cè)。除雪刀片的除雪接觸壓力由除雪犁自身的重量和調(diào)整彈簧的組合下壓力構(gòu)成。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸輪調(diào)整裝置將平彈簧的兩端頂起，從而將除雪犁帶離三軌軌面。同樣的，在冬季除雪工況下，通過(guò)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)凸輪調(diào)整裝置將平彈簧的兩端放下，從而將除雪犁落下進(jìn)行除雪。

圖二 除雪犁組件構(gòu)成

滅弧板組件可為受流器的高壓部件和車(chē)輛走行部提供額外的絕緣防護(hù)，增加爬電距離，防止拉弧，避免走行部帶電影響車(chē)輛運(yùn)行安全。

集電靴組件作為與第三軌直接接觸的部件，受流器的受流性能取決于其與三軌的接觸關(guān)系，該集電靴集成了融冰劑噴灑裝置，可在檢測(cè)到三軌冰雪后通過(guò)車(chē)載控制系統(tǒng)觸發(fā)融冰系統(tǒng)進(jìn)行融冰劑的噴灑。同時(shí)，為了檢測(cè)三軌表面是否有積雪，在受流器頂部集成了冰雪傳感器，具體包括攝像機(jī)和溫度傳感器，用于拍攝三軌表面的狀態(tài)與溫度進(jìn)行交叉對(duì)比判斷三軌是否有積雪。冰雪傳感器進(jìn)一步與車(chē)輛控制閥連接，向控制閥發(fā)送感應(yīng)信號(hào)，以使控制閥控制融冰液儲(chǔ)存箱打開(kāi)，并泵出融冰劑噴灑。

受流器布置在車(chē)輛兩側(cè)均有布置，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)三軌位置，在受流器與三軌受流的電流輸入端設(shè)置了電流傳感器，分布于車(chē)輛兩側(cè)的受流器分別與車(chē)輛高壓系統(tǒng)相連，根據(jù)兩側(cè)電流傳感器的信號(hào)即可判斷供電三軌的位置。進(jìn)一步地，融冰裝置根據(jù)該信號(hào)觸發(fā)相應(yīng)的控制閥控制融冰劑向供電軌側(cè)進(jìn)行噴灑。

結(jié)論

分析目前軌道車(chē)輛領(lǐng)域的除雪設(shè)備均為大型除雪車(chē)等大型工裝設(shè)備或集成在車(chē)端的排障裝置，未覆蓋至三軌供電方面，結(jié)合高寒地區(qū)實(shí)際運(yùn)營(yíng)應(yīng)用需求，本方案旨在為高寒降雪較多地區(qū)的三軌供電的城軌車(chē)輛提供一種基于受流器的三軌除雪裝置。通過(guò)受流器上的除雪犁，將三軌上積累的冰雪進(jìn)行刮除，同時(shí)對(duì)于較厚較為堅(jiān)硬的冰雪，通過(guò)噴灑融冰劑的方式進(jìn)行融化進(jìn)而刮除。且集成了三軌位置檢測(cè)和三軌冰雪檢測(cè)裝置，用以觸發(fā)車(chē)輛控制閥控制在有冰雪的情況下，向供電軌噴灑融冰劑。本方案解決了運(yùn)行在高寒地區(qū)的城軌車(chē)輛的三軌承積冰雪的問(wèn)題，提高了城軌車(chē)輛的運(yùn)行可靠性，提高了高寒地區(qū)的城軌車(chē)輛在冰雪天氣的運(yùn)營(yíng)效率。