帶三軌位置檢測(cè)功能及主動(dòng)三軌融冰裝置的受流器及列車

牟一楠 張代嬌

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 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，其與車輛受流器的接觸關(guān)系決定了車輛的受流性能，為了使車輛能夠持續(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，大大降低了車輛的受流性能。若車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，進(jìn)而保證車輛在任一運(yùn)行方向均可將積雪清除至遠(yuǎn)離車輛側(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，分布于車輛兩側(cè)的受流器分別與車輛高壓系統(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

分析目前軌道車輛領(lǐng)域的除雪設(shè)備均為大型除雪車等大型工裝設(shè)備或集成在車端的排障裝置，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)的城軌車輛的三軌承積冰雪的問(wèn)題，提高了城軌車輛的運(yùn)行可靠性，提高了高寒地區(qū)的城軌車輛在冰雪天氣的運(yùn)營(yíng)效率。