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 馮  莉

 （中車太原機(jī)車車輛有限公司，山西  太原  030009）

摘要：介紹了新型重型軌道車的整車結(jié)構(gòu)及主要部件，詳細(xì)說明了新型軌道車的一些技術(shù)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：重型軌道車；結(jié)構(gòu)；技術(shù)特點(diǎn)；設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：U216. 61

 0引言

 中車太原機(jī)車車輛有限公司研制開發(fā)了新一代標(biāo)1準(zhǔn)化的重型軌道車，主要用于鐵路線路維修中物料、工具和人員的運(yùn)輸。本重型軌道車采用了電噴發(fā)動(dòng)機(jī)和國(guó)外原裝進(jìn)口的液力機(jī)械變速箱，平直道牽引50 t運(yùn)行速度可達(dá)120 km/h以上；使用了一系列新技術(shù)，如模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化的車體造型、標(biāo)準(zhǔn)化的底盤和模塊化整體式的司機(jī)操縱臺(tái)等；整車具有功率大、牽引能力強(qiáng)、制動(dòng)性能可靠、操縱輕便靈活、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)。

1重型軌道車整車結(jié)構(gòu)及主要部件

 該新型重型軌道車主要由車體、車架、轉(zhuǎn)向架、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、車鉤及緩沖裝置等組成，車體兩端均設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)操縱臺(tái)，可進(jìn)行雙向行駛、雙向操縱，車內(nèi)根據(jù)要求布置了一定的生活設(shè)施；走行部采用兩臺(tái)兩軸轉(zhuǎn)向架，動(dòng)力傳動(dòng)裝置下懸，車架上部車體為全車棚結(jié)構(gòu)Ⅲ。重型軌道車基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2  重型軌道車的技術(shù)特點(diǎn)

2.1  動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)下懸掛

 該車動(dòng)力傳動(dòng)及輔助系統(tǒng)采用下懸掛安裝方式，能為車上司乘人員提供更優(yōu)質(zhì)的駕乘空間，同時(shí)有利于車內(nèi)密封和降噪。

 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液力機(jī)械變速箱、分動(dòng)箱和傳動(dòng)軸等部件組成，見圖2。發(fā)動(dòng)機(jī)是整車的動(dòng)力源，液力傳動(dòng)箱將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)過調(diào)整輸出到車軸齒輪箱上，分動(dòng)箱通過發(fā)動(dòng)機(jī)前端傳遞的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)、工作油泵及散熱泵。

 本車選用濰柴WP12. 480型電噴水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為353 kW，滿足歐國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率由最高運(yùn)行速度、牽引性能和啟動(dòng)性能等共同確定。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

選用日本Nico公司生產(chǎn)的TDCN-33-2001臥式液力機(jī)械變速箱，該變速箱專為鐵路運(yùn)用設(shè)計(jì)其拖行泵為變速箱標(biāo)準(zhǔn)配置，不需另加拖行泵，油散熱系統(tǒng)管路簡(jiǎn)單；變速箱低速時(shí)采用變扭器傳動(dòng)，發(fā)熱時(shí)間短．高速時(shí)采用機(jī)械閉鎖，不需要散熱，最高效率達(dá)95%以上；變速箱控制采用電子智能控制方式，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)換檔和自動(dòng)換檔；變速箱有換檔和換向自動(dòng)保護(hù)功能，司機(jī)操作時(shí)，只需將換檔開關(guān)放在相應(yīng)位置上即可。液力機(jī)械變速箱在整個(gè)速度范圍內(nèi)均具有較高的傳動(dòng)效率，完全能夠滿足本車牽引性能的要求。傳動(dòng)箱帶有惰行潤(rùn)滑系統(tǒng)，長(zhǎng)距離無火回送時(shí)不需拆卸傳動(dòng)軸。變速箱的主要技術(shù)參數(shù)見表2。

2.2  控制系統(tǒng)數(shù)字化

 控制系統(tǒng)包括控制器、液晶顯示屏（前后操縱臺(tái)各一塊）、傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU和變速箱TCU等。

 控制器可以接收按J1939協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，直接顯示發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的輸出，包括柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、功率負(fù)荷比、柴油機(jī)工作小時(shí)、冷卻水溫、水位、機(jī)油壓力、機(jī)油溫度等30多種數(shù)據(jù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的故障代碼等；可以接收按RS232通訊協(xié)議傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，直接顯示變速箱TCU的輸出，包括車速、變速箱的方向信息、檔位信息、壓力開關(guān)信息、電磁閥信息、變速箱的輸出轉(zhuǎn)速、故障代碼等；可以接收離合器油壓、變速箱油溫、變速箱油壓傳感器發(fā)出的信號(hào)，直接由顯示屏顯示；可以接收車輛各直流系統(tǒng)電壓信號(hào)( DC24  V)，系統(tǒng)電壓(DC20 V～DC30 V)直接由顯示屏顯示。

 整車配備直流電流測(cè)量裝置，將DC24 V系統(tǒng)的電流(0 A～120 A)直接由顯示屏顯示�？刂葡到y(tǒng)不僅具有數(shù)據(jù)采集處理功能，將整車的狀態(tài)參數(shù)在液晶屏上數(shù)字化顯示，還具有超速保護(hù)、數(shù)據(jù)記錄、故障診斷和報(bào)警功能，可實(shí)現(xiàn)故障指示燈不能實(shí)現(xiàn)的功能。液晶顯示屏效果見圖3。

2.3模塊化整體式操縱臺(tái)

 通過充分調(diào)研收集用戶意見，參考機(jī)車操縱臺(tái)布置情況，在接觸網(wǎng)作業(yè)車上采用了模塊化整體式操縱臺(tái)，實(shí)際應(yīng)用效果良好，所以該軌道車的操縱臺(tái)布置也采用了模塊化整體式操縱臺(tái)，操縱臺(tái)的設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程原理，操作自如。

 前、后端司機(jī)室各設(shè)一個(gè)操縱臺(tái)，可雙端操作。操縱臺(tái)上部主要布置行車顯示儀表、GYK顯示器、液晶顯示屏、CIR顯示終端、操作開關(guān)、操作手柄、操作按鈕及空氣制動(dòng)閥等。操縱臺(tái)下部主要布置電控腳踏撒砂開關(guān)、電控腳踏風(fēng)喇叭開關(guān)、30 kW發(fā)電機(jī)組控制面板等。操縱臺(tái)除集成了本車的控制及操縱元件外還預(yù)設(shè)有電臺(tái)及監(jiān)控的安裝位置，操縱臺(tái)整體布局見圖4。

2.4  電氣系統(tǒng)模塊化

 電氣系統(tǒng)主要包括DC24 V直流控制系統(tǒng)和AC380 V/AC220 V交流供電系統(tǒng)。

 DC24 V直流控制系統(tǒng)主要由電源（包括本車蓄電池組和充電發(fā)電機(jī)）、柴油機(jī)起動(dòng)調(diào)速控制、液力傳動(dòng)箱換向換檔控制、儀表監(jiān)視及數(shù)字液晶顯示系統(tǒng)、照明及刮水器等輔助裝置控制等組成。

 交流系統(tǒng)主要由BF-35型30 kW柴油發(fā)電機(jī)組、美國(guó)冷王空調(diào)公司生產(chǎn)的SR-50型頂置-體式大巴空調(diào)、電取暖器等組成。

 DC24 V直流電源由蓄電池組和充電發(fā)電機(jī)提供，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，蓄電池的電輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)上的啟  動(dòng)馬達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后又通過發(fā)動(dòng)機(jī)的充電發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。車上的直流用電設(shè)備主要有各類照明燈、指示燈、雨刮、電扇、傳感器、電磁鐵、直流變換器、電磁閥、電量變送器、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、變速箱TCU和繼電器等。

 交流電源包括30 kW柴油發(fā)電機(jī)組和外接電源 兩種。交流用電設(shè)備主要有電暖氣、空調(diào)等，這些用電 設(shè)備可通過30 kW柴油發(fā)電機(jī)組供電，同時(shí)也可以通過車輛兩端的入庫(kù)插座箱從外面引入AC380 V電源給車上的用電設(shè)備供電。為保證安全這兩種電源之間是互鎖的，并且交流電路的所有控制開關(guān)都集中在一個(gè)控制面板上。

 該軌道車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了軌道車用戶的多樣化，將軌道車電氣系統(tǒng)劃分為通用電路和專用電路兩大部分，采用模塊化電路設(shè)計(jì)，解決用戶多樣化的要求，提高了電路設(shè)計(jì)的效率。通用電路包括電源（包括直流電源和交流電源）、輔助電路（照明、雨刷、電扇等）、柴油機(jī)啟動(dòng)調(diào)速控制電路、液力傳動(dòng)箱換向換檔控制電路等；專用電路主要是針對(duì)不同用戶的個(gè)性化要求設(shè)計(jì)的電路，包括受電弓控制電路、制動(dòng)控制電路、保護(hù)電路、視頻和交流用電設(shè)備供電電路等。

  2.5換端操作不熄火

 該軌道車的司機(jī)室布置有前、后兩個(gè)司機(jī)操縱臺(tái)，兩個(gè)操縱臺(tái)之間的操作是通過電路互鎖的。前后兩個(gè)操縱臺(tái)互鎖電路設(shè)計(jì)中，控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的點(diǎn)火鑰匙也是互鎖的。

 該新型軌道車在前后司機(jī)操縱臺(tái)互鎖電路中增加了繼電器維持電路，司機(jī)換端操作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)熄火，從而免除發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)，提高了鐵路行車的安全性。前后兩個(gè)操縱臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)控制互鎖電路如圖5所示。

 圖5中，SA. 26和SA2. 26分別為前、后司機(jī)操縱臺(tái)選擇開關(guān)，QC1和oc2分別為前、后司機(jī)操縱臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火鑰匙開關(guān)，KA7、KA8、KB7、KB8、KJ1均為繼電器。QC1或QC2的起動(dòng)位（線號(hào)156）將啟動(dòng)指令傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，QC1或QC2的運(yùn)行位(線號(hào)155)給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU提供控制電源。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)接收啟動(dòng)指令后，ECU通過邏輯判斷確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否點(diǎn)火啟動(dòng)。

 如圖5所示，閉合操縱臺(tái)選擇開關(guān)SA1. 26，選擇在前操縱臺(tái)操縱車輛，KA8線圈得電，觸點(diǎn)KA8.1和KA8.2吸合，將QC1置于啟動(dòng)位，發(fā)動(dòng)機(jī)將啟動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后松手，QC1將自動(dòng)回運(yùn)行位，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。此時(shí)，如果要到后操縱臺(tái)操縱車輛，只需將操縱臺(tái)選擇開關(guān)SA2. 26閉合，而無需再新起動(dòng)。原因是在電路中增加了繼電器維持電路，即繼電器KJ1；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，QC1在運(yùn)行位，KJ1的線圈得電，觸點(diǎn)KJ1.1也吸合，KJ1.1電路給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU提供不間斷的控制電源。當(dāng)司機(jī)從前操縱臺(tái)換到后操縱臺(tái)操縱時(shí)，閉合開關(guān)，SA2. 26，SA1. 26開關(guān)自動(dòng)斷開，QC1也失電，斷開電路，但KJ1線圈的電源不會(huì)斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的控制電源就不會(huì)斷開，發(fā)動(dòng)機(jī)就能正常工作，無需重新起動(dòng)。從后操縱臺(tái)換到前操縱臺(tái)操縱，也是同理。該電路設(shè)計(jì)使司機(jī)換臺(tái)操縱方便宜行，提高了安全性能。

3結(jié)束語(yǔ)

 隨著鐵路建設(shè)規(guī)模的加大，無論是即有鐵路的維護(hù)保養(yǎng)，還有鐵路的施工建設(shè)，軌道車作為鐵路設(shè)備維修、大修、基建等施工部門執(zhí)行任務(wù)的主要運(yùn)輸工具，將發(fā)揮著重要的作用。該新型軌道車以其運(yùn)行穩(wěn)定性好、造型美觀、操縱輕便靈活、司乘條件好、安全防護(hù)設(shè)施齊全等特點(diǎn)，在線路維護(hù)中的作用將會(huì)更加突出。