DWL-48搗固穩定車撥道原理及典型案例分析

周意

摘 要：DWL-48搗固穩定車是奧地利PLASSER公司本世紀初的產品，它是基于09-32搗固車的基礎上改進的，增加了一套搗固裝置及穩定裝置，其起道精度及撥道精度相比09-32搗固車更高，作業效率也更高一些，故本文詳細講述DWL-48搗固穩定車撥道系統基本控制原理及液壓原理。

關鍵詞：搗固穩定車;撥道;原理;案例;分析

中圖分類號：U418.3 文獻標識碼：A

0 前言

DWL-48搗固穩定車與09-32搗固車相比較，更加具有科學性和先進性，由只能搗固作業改進為既能搗固作業也能穩定作業。DWL-48搗固穩定車比09-32搗固車每小時快30%以上，大大的提高了作業效率，在作業環境上，與09-32搗固車相比較作業更加平穩，作業精度更高，性能更穩定。

DWL-48搗固穩定車集機械、電氣、液壓、氣動為一體，采用了電液伺服閥、自動檢測等先進技術，同時進行起撥道、搗固、穩定作業，各種動作需協調工作。作業時，撥道裝置動作頻繁，作業時間短，撥道阻力大，必須在短時間內將軌道準確橫移至正確的位置，從而消除線路方向誤差。因此，撥道系統依舊采用了閉環控制，整個控制環節由給定信號、信號反饋、控制單元和執行單元所組成。

1 撥道系統電氣控制原理

首先對撥道電氣系統的組成進行分析，撥道電氣系統共由三塊電路板組成：10U4起撥道補償微控制板（EK-537MC）、10U5撥道參數計算控制板（EK-2350LV）、10U6撥道模擬控制板（EK-2140LV）。下面，分別對這三塊電路板進行分析。

10U4起撥道補償微控制板主要作用是采集理論正矢信號F04、前端偏移信號F05，根據衛星小車相對零點的位置不同，計算出正矢修正信號及前端偏移修正信號，兩者疊加后形成撥道補償信號F24，從而對撥道作業過程中，由于衛星小車位置相對零點不斷變化而產生的撥道誤差信號進行修正。

10U5撥道參數計算控制板主要作用是采集撥道正矢傳感器信號F00、撥道調零信號F03、撥道補償信號F24、曲線修正信號F1C、理論正矢信號F04、前端偏移信號F05，以及左（右）加載P19（P20）調零信號，將這七路信號匯總形成撥道總信號，由8Z端子輸出進入10U6撥道模擬控制板。

10U6撥道模擬控制板的主要作用有三個：①進行自動撥道作業;②進行手動撥道作業;③將撥道總信號由24Z端子輸出至撥道表9g1、4g9，用于指示線路方向偏差。下面，重點對自動撥道和手動撥道進行分析。

1.1 自動撥道作業

撥道總信號由20d端子輸入分成兩路，一路輸入運放OP2A，另一路輸入至電容K12進行儲存，當超壓撥道信號Q114=107*018*[Q0BC]**中的各輸入信號有效時，Q114輸出低電平，繼電器Re1動作，儲存于K12的信號通過OP1B輸出與原撥道總信號在OP2A疊加，形成過撥道總信號。當自動撥道信號Q115=（02F*039*016*）+（021*

039*）中的各輸入信號有效時，Q115輸出低電平，繼電器Re2動作，總撥道信號通過運放OP2B輸入至OP4，并輸出電流至電液伺服閥1S15，電流回路為8d→1S15→10Z，并通過撥道油缸控制軌道橫移;當撥道量<1 mm時，過撥道信號X107消失，則Q114無輸出，繼電器Re1失電，K12的信號被切除，則撥道裝置再將軌道朝相反的方向撥動，從而可消除鋼軌塑性變形。

1.2 手動撥道作業

當手動左（右）撥道信號Q116（Q117）=04E*1B2（04E*1B3）中的各輸入信號有效時，Q116（Q117）輸出低電平，繼電器Re4（Re3）動作，繼電器7腳與12腳閉合，+15 V（-15 V）輸出至運放OP2B并最終控制電液伺服閥1S15，電流回路為8d→1S165→10Z，并最終通過撥道油缸控制軌道橫移。

無論是自動撥道或手動撥道，都需滿足旁通閥關閉的條件。程控系統輸出QL268=[Q0BC]+[Q0BD]+[Q0BE]*218，當各輸入信號有效時，QL268輸出24V至旁通閥1S177，旁通閥關閉，為撥道液壓回路建壓作準備。

2 撥道系統液壓原理

撥道液壓回路按功能分動力部分、控制部分及執行部分三部分。

動力部分由裝在泵驅動齒輪箱上的5#液壓泵、11#卸荷溢流閥、10#安全閥和31#蓄能器組成，主要作用是為回路提供穩定的液壓源。5#油泵為整個回路提供液壓動力源，11#卸荷溢流閥可進行遠程控制，10#安全閥可限制系統最高壓力而起到保護系統的作用，31#蓄能器是為了使整個系統的壓力恒定，減少系統壓力的沖擊，并為執行元件提供動作的輔助壓力流量源，提高系統響應速度（參考中國鐵路總公司《DWL-48k連續式三枕搗固穩定車檢修規則》）[1]。

控制部分和執行部分由電液伺服閥1S15、旁通閥1S177、2個撥道油缸66組成。撥道液壓回路分為撥道、非撥道兩種情況。

撥道過程：動力部分提供的150 bar高壓油經過高壓濾芯67過濾后，到了電液伺服閥接口，當撥道模擬控制板輸出正（負）電流至電液伺服閥1S15時，伺服閥閥芯內通路打開與電流相應比例的開口，高壓油流入相應比例的液壓油至撥道油缸，此時，程控系統輸出信號QL268至旁通閥1S177，旁通閥關閉，撥道回路建壓，撥道油缸將軌道進行相應電流大小的橫移;當撥道電流逐漸減小直至為零時，撥道油缸的動作也相應減小直至不動，則撥道動作完成。

非撥道過程：當撥道模擬控制板無電流輸出至電流伺服閥1S15，伺服閥閥芯回至中位，閥內通路全部切斷，高壓油不能進入撥道油缸;程控系統無輸出信號至旁通閥1S177，旁通閥閥芯在通位，兩個撥道油缸的大小腔通過旁通閥通向液壓油箱，撥道油缸處于浮游狀態，對軌道不產生作用力。

3 撥道系統故障的典型案例分析

案例一：撥道系統持續朝右向撥道

故障現象：2019年7月23日，12803#搗固穩定車在京廣鐵路線施工作業中，當踩下搗固踏板時，撥道系統持續將軌道向右側撥道，將線路方向撥壞。

處理過程：分別對撥道系統電氣系統和液壓系統進行排查，排查步驟如下：

第一步：將撥道指示表9g1的指針調至紅區中央，此時理論上撥道總信號應為零，但踩下搗固踏板時，撥道油缸仍持續朝右側撥道，初步分析可能是撥道模擬板EK-2140LV板故障，用萬用表測量撥道板的供電端子2d為+15 V，端子2z為-15 V，說明電壓正常，于是更換一塊新的撥道板裝車試撥道，故障依舊，排除了撥道板故障的可能。

第二步：撥道板輸出的電流會直接控制撥道伺服閥1S10，假設伺服閥發生較大的零漂，也有可能產生朝一個方向持續撥道的故障現象，因此對伺服閥故障的可能性進行排查。將伺服閥的電源插頭拆下，讓其不受撥道板控制;當踩下搗固踏板時，程控信號QL268輸出24 V至旁通閥，撥道回路建壓，此時觀察撥道油缸動作情況，發現油缸并無明顯的動作，也就是說，電液伺服閥并無較大的零漂液壓油輸出，因此，可排除電液伺服閥故障的可能。

第三步：由于撥道模擬板與電流伺服閥故障的可能性已排除，那么這個錯誤的撥道信號可能來至于撥道板至伺服閥之間的電纜線，于是對電纜線進行檢查。撥道模擬板到電液伺服閥的電流回路為8d→1S10→10Z，檢查電纜線并未發現破損接地的現象，將電纜線至伺服閥上的插頭擰下，分解插頭發現，原本應焊在插頭上的AC線脫焊，與BD線碰到了一起，從而導致短路電流的產生，并最終控制撥道系統錯誤撥道。將AC線重新牢固的焊在插頭上，擰上插頭后，再次試撥道作業時，故障現象就消失了。

案例二：撥道系統撥道無力

故障現象：2020年8月15日，12809#搗固穩定車在懷邵衡高鐵線路施工作業時，無論自動撥道或手動撥道時，撥道裝置有輕微動作但顯得無力，不能將軌道方向偏差消除。

處理過程如下：

第一步：用萬用表測量撥道板的供電端子2d為+15 V，端子2z為-15 V，說明電壓正常。手動左（右）撥道，通過撥道伺服電流表可觀察到電流表指針左（右）偏轉正常，程控信號QL268輸出也正常，因此，可初步排除撥道板及程控信號QL268異常的可能。

第二步：檢查電液伺服閥的電纜線插頭，發現連接牢固;當QL268有輸出時，測量旁通閥的電源插頭，量得電壓為24 V，可知電流已正常送到液壓閥上。

第三步：接下來對液壓系統進行排查，由于電流伺服閥閥芯不動作或旁通閥閥芯不動作都有可能導致撥道無力，因此，可逐一更換配件進行排查。首先更換一個新的電液伺服閥，建壓試作業時發現仍然撥道無力;于是更換一個新的旁通閥，在進行手動撥道試作業時，撥道裝置明顯的能將軌道左右橫移。因此，最終可知，故障原因為旁通閥閥芯不動作，不能關閉撥道回路至油箱的通路，從而導致撥道裝置動作無力。

通過上述故障分析，撥道系統故障排查可采取先查電氣控制再查液壓回路的方法，具體排查流程可按以下流程進行：程控電源板供電端R50（+15 V）、R51（-15 V）是否正常→撥道信號Q115、QL268是否正常→撥道傳感器是否正常→撥道參數計算板EK-2350LV、撥道模擬板EK-2140LV是否正常→撥道伺服閥1S10是否正常→撥道旁通閥1S177是否正常。通常按上述排查流程進行故障排查，可以提高故障排查效率，從而將撥道系統故障對施工的影響降至最低。

4 結束語

DWL-48型搗固穩定車是我國引進的比較先進的大型養路機械，通過對撥道系統電氣原理及液壓原理的分析，可大大提高撥道系統故障的排查效率，對保證設備的正常運轉有著深遠意義。

參考文獻：

[1]中國鐵路總公司《DWL-48k連續式三枕搗固穩定車檢修規則》鐵總運[2013]172號.