80km/h 市域鐵路接觸網作業(yè)車設計

辛永生，張建鵬，穆 青

（寶雞中車時代工程機械有限公司，陜西寶雞 721003）

0 引言

接觸網作業(yè)車是維護接觸網設備、保障鐵路正常運營的必需設備。我國具有創(chuàng)新性、引領性的軌道交通項目——溫州市域鐵路建設，為市域鐵路網今后的全面快速發(fā)展奠定了基礎。之前國內接觸網作業(yè)車分國鐵型和地鐵型兩類。市域鐵路不同于城際鐵路客運專線和城市軌道交通線路，它是介于?2?種軌道交通之間的一種[1]，是基于“軌道交通+新型城鎮(zhèn)化”設計理念的軌道交通系統(tǒng)，適用于城市區(qū)域內重大經濟區(qū)之間中長距離的客運交通[2]。溫州市域鐵路以?CRH?動車組動態(tài)包絡線為基礎，參照地鐵限界中設備限界與軌旁設備之間的安全距離并放大?20%、站臺建筑限界及管線設備布置原則確定本線車輛限界。線路速度目標值?120～140??km/h，軌道最大超高（全超高）為?150??mm，不同于地鐵線路速度目標值不大于?80??km/h，軌道最大超高（全超高）不大于?120??mm?的線路條件。該作業(yè)車可適用于城市市域鐵路，滿足電氣化市域鐵路接觸網安全、高效的施工要求。

1 主要技術特點

80??km/h?市域鐵路接觸網作業(yè)車主要由車體、車架、轉向架、動力單元及傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、隨機吊、升降柱、作業(yè)平臺調平裝置等組成[3]。整車布置示意圖見圖?1。

圖1 整車布置圖（單位：mm）

該接觸網作業(yè)車主要特點如下。

（1）動力系統(tǒng)采用原裝進口美國卡特彼勒公司CAT?C11?動力單元，可靠性高、油耗低、噪聲小且技術先進。

（2）電氣控制系統(tǒng)設有發(fā)動機控制、走行與制動控制、各工況安全保護控制、輔助控制、參數(shù)顯示與故障報警和遠程監(jiān)控系統(tǒng)等功能，保障該車運行安全、可靠。

（3）前轉向架設有一系鎖定裝置，避免車輛在調平工況下作業(yè)時整車傾覆。

（4）采用獨立機器間布置，整車采用了良好的密封措施，隔音、隔熱性能好。

（5）升降柱安裝有調平裝置，可滿足外軌超高150??mm?平臺作業(yè)需求；設有離位提醒與行車互鎖功能，避免平臺在侵線狀態(tài)下行車。

微帶線之間的耦合特性通常會影響濾波器的通帶帶寬。因此,可以通過改變微帶線之間的間隙的寬度,控制所提出的濾波器的通帶帶寬。

（6）空氣管路采用不銹鋼管，并安裝連續(xù)供風的無熱再生集成式雙塔風源凈化單元，提高了壓縮空氣質量，減輕了整車重量，同時充分利用車輛底部空間，外觀更加美觀緊湊。

（7）采用金屬柜體和玻璃鋼臺面的一體化司機臺，元器件安裝集成化設計，布置更加方便、簡潔、美觀。

（8）設有空調、嵌入式電風扇、電暖器、乘客座椅等室內設施，提供舒適的作業(yè)及生活環(huán)境。

2 主要技術性能

（1）適用環(huán)境：環(huán)境溫度?-25～+45?℃；相對濕度為月平均值不大于?90%，日平均值不大于?95%；最高風速≤15??m/s；海拔高度≤2??000??m。

（2）適用場合：滿足溫州市域鐵路線路作業(yè)需求。

（3）主要技術參數(shù)見表1。

（4）牽引特性如圖?2?所示（粘著系數(shù)為?0.165）。

表1 主要技術參數(shù)

圖2 牽引特性曲線

3 主要系統(tǒng)

3.1 轉向架

轉向架采用?16??t?軸重工程車通用轉向架，支撐車架以上各部分質量，傳遞制動力和牽引力，保證車輛運行安全、平穩(wěn)。Ⅰ端轉向架為非動力轉向架（圖?3），主要由“H”形焊接構架、轉臂式軸箱、輪對、橡膠彈性旁承、牽引中心銷、單元制動器、一系鎖定油缸、一系垂向減振器、抗蛇形減振器和干式輪緣潤滑器等部件組成；Ⅱ端轉向架為動力轉向架（圖?4），主要由“H”形焊接構架、輪對、轉臂式軸箱、單元制動器、橡膠彈性旁承、一系垂向減振器、抗蛇形減振器、牽引中心銷、1?級車軸齒輪箱、2?級車軸齒輪箱和干式輪緣潤滑器等部件組成[4]。構架經國家鐵路產品質量監(jiān)督檢驗中心檢驗，構架靜強度和疲勞符合?TB/T2368-2005《動力性轉向架構架強度試驗方法》和《16??t?軸重工程車通用轉向架構架靜強度及疲勞試驗大綱》的要求。

圖3 非動力轉向架

圖4 動力轉向架

3.2 動力單元及傳動系統(tǒng)

動力及傳動系統(tǒng)主要由動力單元、動力單元輔助系統(tǒng)、萬向傳動軸、車軸齒輪箱等部件組成（圖?5）。

動力系統(tǒng)傳遞路線如下：

3.3 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)包括基礎制動和空氣制動系統(tǒng)兩部分。

基礎制動采用?TMZ?型單元制動器，具有閘瓦間隙自動調節(jié)功能，滿足制動、緩解和停放制動的要求。

空氣制動系統(tǒng)由?JZ-7G?型制動機、V-1.05/8?型活塞空壓機、風源凈化單元等組成。風源凈化單元主要包括?JZS-200A?型冷卻器、JZG-S300A?型油水分離器、YKG-(1)2G?型空氣干燥器?3?部分，可滿足軌道車制動系統(tǒng)對潔凈壓縮空氣的質量要求且運行穩(wěn)定。

3.4 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)主要包括DC24V?直流電氣系統(tǒng)和AC380V/AC220V?交流電氣系統(tǒng)。

圖5 動力及傳動系統(tǒng)

3.4.1 直流電氣系統(tǒng)

直流電氣系統(tǒng)主要由電源、控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等組成。控制系統(tǒng)包含顯示模塊、多路?CAN?總線模塊、輸入輸出模塊（數(shù)字量輸入?DI、數(shù)字量輸出?DO、模擬量輸入AI）。信號處理后由司機臺上液晶顯示器集中顯示車輛各種運行狀態(tài)及參數(shù)。其供電模式主要分以下?2?種。

（1）發(fā)動機未啟動時，車載蓄電池向整車直流電氣系統(tǒng)及發(fā)動機啟動電動機供電。若出現(xiàn)車載蓄電池電量不足時，可通過車輛兩側外接插座從外引入?DC24V?電源給車載蓄電池充電；也可通過車輛兩側外接插座從外引入?AC380V?電源或交流發(fā)電機組經智能充電機給車載蓄電池充電。

（2）發(fā)動機啟動時，發(fā)動機自帶?DC24V?發(fā)電機給整車直流電氣系統(tǒng)供電，并為車載蓄電池充電。

3.4.2 交流電氣系統(tǒng)

交流電氣系統(tǒng)主要由?8??kW?柴油發(fā)電機組、交流用電器等組成。其供電模式主要分以下?2?種。

（1）柴油發(fā)電機組啟動時，8??kW?柴油發(fā)電機組直接給車上交流電器供電。

（2）柴油發(fā)電機組未啟動時，AC380V?外接電源接入車體兩端外接插座給車上交流電器供電。

3.5 液壓升降回轉作業(yè)平臺

液壓升降回轉作業(yè)平臺由調平裝置、回轉支承、回轉機構、制動器、升降柱、升降梯、作業(yè)平臺等組成（圖?6）。為了適應市域鐵路外軌超高（全超高）150??mm?的線路條件，80??km/h?接觸網作業(yè)車升降回轉作業(yè)平臺設計了調平裝置，以提高檢修作業(yè)的安全性。調平裝置安裝于立柱下部，根據(jù)外軌超高情況調整立柱，使作業(yè)平臺水平[5]。

調平裝置分為手動調平和自動調平?2?種控制方式，2?種控制方式互鎖，具有液壓和機械雙重鎖定功能，同時具有手控解鎖、自動調平、自動復位、手控鎖定等功能。

圖6 液壓升降回轉作業(yè)平臺

4 結語

80??km/h?市域鐵路接觸網作業(yè)車為提高使用可靠性和安全性進行了創(chuàng)新設計，如前轉向架設有一系鎖定裝置，避免車輛在調平工況下作業(yè)時整車傾覆；回轉升降平臺帶有調平裝置，可滿足外軌超高?150??mm?條件下的作業(yè)；設有平臺離位提醒及與行車互鎖功能，避免平臺侵線行車。同時，該車即將服務于全國示范市域鐵路工程——溫州市域鐵路，滿足了溫州市域鐵路線路接觸網維護作業(yè)需求，取得了國內市域鐵路工程機械領域的重要突破。

[1]張志勤.市域鐵路規(guī)劃設計總體思路[J].高速鐵路技術，2011，2（3）：9-12.

[2]沈海劍.市域鐵路車站設計研究[J].鐵道標準設計，2012（4）：21-25.

[3]張彩霞，惠莉花.120km/h 高速鐵路接觸網作業(yè)車設計[J].機車電傳動，2014（4）：83-85，88.

[4]孫竹生.內燃機車總體及機車走行部[M].北京：中國鐵道出版社，1984.

[5]張成貴，蔣世明.內燃機車總體[M].北京：中國鐵道出版社，1982.