城軌地鐵車(chē)輛輪徑值應(yīng)用情況分析

摘 要：地鐵車(chē)輛車(chē)輪是車(chē)輛的關(guān)鍵部件，輪徑的變化，關(guān)乎著輪軌關(guān)系的匹配，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到車(chē)輛牽引動(dòng)力性能，同軸輪徑、同車(chē)不同的輪徑值出現(xiàn)差異，都有可能影響到車(chē)輛的運(yùn)行安全性，隨著運(yùn)營(yíng)線路逐漸增多，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)輪徑維護(hù)管理要求愈發(fā)顯得重要，本文主要對(duì)車(chē)輛輪徑的應(yīng)用和日常維護(hù)要求進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：城市軌道；地鐵車(chē)輛；輪徑

車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的前后輪徑必然不會(huì)完美相同，地鐵車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中，受不同線路小半徑曲線、岔區(qū)設(shè)置等工況影響會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪輪緣異常磨耗、車(chē)輛踏面擦傷剝離等，進(jìn)而引起車(chē)輪直徑的變化，本文通過(guò)對(duì)車(chē)輛輪徑在系統(tǒng)控制中的不同應(yīng)用、車(chē)輛輪徑差對(duì)列車(chē)控制的影響，提出檢修中輪徑管理維護(hù)的要求。

1.車(chē)輛速度計(jì)算

三菱牽引系統(tǒng)TCMS網(wǎng)絡(luò)利用車(chē)輛輪徑值和電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率計(jì)算得出每節(jié)車(chē)動(dòng)車(chē)的速度，全列共3個(gè)動(dòng)車(chē)速度值，車(chē)輛輪徑計(jì)算列車(chē)速度的公式V[km/h]=π*f*d[mm]/傳動(dòng)比*極對(duì)數(shù)）*{3600/（1000*1000）}，網(wǎng)絡(luò)中央單元CCU取中間值作為整車(chē)速度；時(shí)代牽引系統(tǒng)列車(chē)速度信號(hào)來(lái)源于牽引系統(tǒng)反饋的“電機(jī)綜合轉(zhuǎn)速”，（每節(jié)動(dòng)車(chē)1個(gè)，全列共3個(gè)）和制動(dòng)系統(tǒng)反饋的“車(chē)輛參考速度”（單位：每節(jié)車(chē)廂1個(gè)，全列共6個(gè)），網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)于這9個(gè)車(chē)廂速度信號(hào)，除去最大值和最小值之后，進(jìn)行取平均值操作，從而得出列車(chē)速度信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出的速度用于各種 TMS 控制和監(jiān)視功能，具體如下：

1）保持制動(dòng)控制（制動(dòng)或惰行狀態(tài)下，當(dāng)列車(chē)速小于 5km/h，TMS 向所有 EBCU 發(fā)出保持制動(dòng)施加指令）

2）故障記錄（當(dāng)各車(chē)的CU 和 LU 檢測(cè)到故障，在故障履歷中記錄故障信息時(shí)會(huì)伴隨記錄對(duì)應(yīng)時(shí)刻速度信息）

3）運(yùn)行距離記錄（TMS 根據(jù)速度信息計(jì)算累計(jì)行使距離，速度超過(guò) 5km/h 時(shí)開(kāi)始計(jì)算）

4）載客量記錄（TMS檢測(cè)站名已經(jīng)更改、車(chē)輛速度大于 5km/h，二者同成立 10 秒后 TMS 記錄一次載客量記錄）

2.車(chē)載信號(hào)系統(tǒng)停車(chē)對(duì)標(biāo)情況校準(zhǔn)

西門(mén)子車(chē)載信號(hào)系統(tǒng)，鏇修作業(yè)后需要車(chē)輛提供輪徑值，選取1公里的平直線路進(jìn)行對(duì)標(biāo)調(diào)試，OBCU結(jié)合車(chē)輛輪徑值來(lái)調(diào)整信號(hào)多普勒雷達(dá)和速度傳感器的對(duì)應(yīng)參數(shù)。龐巴迪車(chē)載信號(hào)系統(tǒng)，不需要車(chē)輛單獨(dú)提供輪徑值，信號(hào)系統(tǒng)在正線使用信標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，不需車(chē)輛提供。

3.用于車(chē)輛走行里程計(jì)算

3.1車(chē)輛里程

車(chē)輛走行里程是由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算，兩端司機(jī)室的網(wǎng)絡(luò)控制單元之間進(jìn)行實(shí)時(shí)比較同步。計(jì)算時(shí)選取列車(chē)在很短的時(shí)間片內(nèi)（50ms），近似認(rèn)為處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此通過(guò)對(duì)每一個(gè)時(shí)間片內(nèi)的列車(chē)距離進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，然后實(shí)時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，就可以得出列車(chē)總的運(yùn)行里程。

4.輪徑差異對(duì)車(chē)輛牽引控制的影響

一般情況下，動(dòng)車(chē)、拖車(chē)的輪徑設(shè)置通過(guò)TCMS系統(tǒng)HMI顯示器一鍵完成，便于牽引系統(tǒng)對(duì)輪徑參數(shù)的統(tǒng)一識(shí)別。輪徑輸入或管理出現(xiàn)差異，會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行的牽引電機(jī)電流和轉(zhuǎn)矩不平衡，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)電機(jī)顛覆引發(fā)變流器過(guò)流保護(hù)。另外輪徑差導(dǎo)致電機(jī)電流大小的差異也會(huì)使電機(jī)溫升不一致。

4.1在VVVF逆變器控制系統(tǒng)中，從電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及粘著利用兩方面考慮了輪徑差異造成的影響并使其減少到最少。

4.2控制系統(tǒng)對(duì)輪徑差異的處理措施

列車(chē)一定速度下惰行，檢測(cè)出各個(gè)輪對(duì)的輪徑差異，區(qū)分出無(wú)須輪徑差異處理和必須進(jìn)行處理的情況。對(duì)于同一個(gè)轉(zhuǎn)向架中兩個(gè)輪對(duì)的嚴(yán)重輪徑差，通過(guò)DCU內(nèi)部檢測(cè)，從牽引/制動(dòng)包絡(luò)線給定轉(zhuǎn)矩限制和粘著斜率控制方面進(jìn)行處理。對(duì)一個(gè)動(dòng)車(chē)不同轉(zhuǎn)向架中兩個(gè)輪對(duì)的嚴(yán)重輪徑差，通過(guò)DCU內(nèi)部檢測(cè)，確定兩個(gè)模塊驅(qū)動(dòng)的不同電機(jī)最大牽引力，粘著利用控制根據(jù)兩架的當(dāng)前最大可利用粘著系數(shù)來(lái)確定瞬時(shí)粘著系數(shù)，確保電機(jī)不顛覆。對(duì)不同動(dòng)車(chē)不同轉(zhuǎn)向架中兩個(gè)輪對(duì)的嚴(yán)重輪徑差，通過(guò)CCU對(duì)不同動(dòng)車(chē)分配不同牽引力來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

4.3 輪徑差異控制標(biāo)準(zhǔn)

牽引系統(tǒng)對(duì)輪徑差異控制標(biāo)準(zhǔn)要求如下：

1）同軸輪徑差異，通常在要求控制值在2mm之內(nèi)。

2）同一轉(zhuǎn)向架不同輪對(duì)的輪徑差異，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求限制在4mm以內(nèi)。

3）同一車(chē)輛不同轉(zhuǎn)向架上輪對(duì)的輪徑差異，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，允許差異可以達(dá)到8mm。

5.車(chē)輛輪徑值輸入管理

目前各線路要求月修B以上修程及車(chē)輛鏇修后調(diào)整時(shí)均需對(duì)車(chē)輛輪徑值進(jìn)行輸入校對(duì)，輸入精度控制在1mm以內(nèi)。時(shí)代系統(tǒng)所有6節(jié)車(chē)輛（動(dòng)、拖車(chē)）均需手動(dòng)輸入輪徑值，各線輸入界面如下，可分別單節(jié)輸入，也可統(tǒng)一選中一起輸入。

總結(jié)

車(chē)輛輪徑的變化，關(guān)乎著輪軌關(guān)系的匹配，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到車(chē)輛牽引動(dòng)力性能，是車(chē)輛日常維護(hù)控制的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)之一，同軸輪徑、同車(chē)不同的輪徑值出現(xiàn)差異，有可能影響到車(chē)輛的運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性，因此，嚴(yán)格控制輪徑差的大小及其分布形式，做好日常車(chē)輛維修輪徑值輸入管理，具有非常重要的意義。

作者簡(jiǎn)介：

馬永超（1987-）男，漢族，甘肅武威，大學(xué)本科，天津軌道交通運(yùn)營(yíng)集團(tuán)有限公司，工程師，從事城市軌道交通車(chē)輛維修管理工作。