鐵路道砟平整車研制

于 雷

(中車齊齊哈爾車輛有限公司 技術(shù)開發(fā)中心，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

鋪設(shè)石砟是鐵路線路新建及維護(hù)時(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。道砟平整車是用于平整鐵路線路石砟的工程車，在鐵路線路上鋪設(shè)石砟時(shí)，由石砟漏斗車將石砟撒在軌道上，道砟平整車緊隨其后，使用其自帶的犁板將線路上石砟進(jìn)行平整，并將軌道中央多余石砟均勻地推到軌道兩側(cè)。2019年，中車齊齊哈爾車輛有限公司為澳大利亞用戶研發(fā)了一種鐵路道砟平整車。

1 主要技術(shù)參數(shù)

表1為鐵路道砟平整車主要技術(shù)參數(shù)。

表1 鐵路道砟平整車主要技術(shù)參數(shù)

2 主要技術(shù)特點(diǎn)

(1) 帶有2組平砟裝置，車輛前進(jìn)或后退行駛時(shí)均可實(shí)施平砟作業(yè)。

(2) 采用電氣系統(tǒng)、風(fēng)控系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行遙控和手動(dòng)控制。

(3) 采用純氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式控制犁板裝置的升降及鎖閉，相比氣動(dòng)轉(zhuǎn)液壓的驅(qū)動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低、故障率低。由于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)比液壓驅(qū)動(dòng)速度快、沖擊大，因此風(fēng)控系統(tǒng)采用調(diào)速設(shè)計(jì)，防止汽缸動(dòng)作過快對(duì)止擋結(jié)構(gòu)或汽缸本身造成沖擊。

(4) 采用太陽(yáng)能電池板供電系統(tǒng)為電氣系統(tǒng)供電。

(5) 采用犁板自動(dòng)鎖閉裝置對(duì)犁板進(jìn)行自動(dòng)鎖閉或解鎖。鎖閉裝置設(shè)有互鎖結(jié)構(gòu)，可有效防止意外解鎖。

(6) 采用犁板限位裝置止擋犁板。鐵路道砟平整車在平砟過程中，犁板上升或下降到指定位置時(shí)被限位裝置止擋擋住，使犁板可一次性停止在正確位置，既保證了犁板的位置精度，又節(jié)省人力。

3 主要結(jié)構(gòu)

鐵路道砟平整車主要由車體、轉(zhuǎn)向架、犁板組成、風(fēng)控系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、鎖閉裝置、護(hù)欄組成、制動(dòng)裝置、車鉤緩沖裝置等組成(圖1)。

1.底架組成；2.轉(zhuǎn)向架；3.制動(dòng)裝置；4.附屬件；5.風(fēng)控、電氣系統(tǒng)；6.犁板組成；7.鎖閉裝置；8.護(hù)欄組成；9.車鉤緩沖裝置。圖1 鐵路道砟平整車結(jié)構(gòu)

3.1 車體

該車車體為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，車體底架組成主要由牽引梁組成、枕梁組成、下側(cè)梁組成、端梁組成、橫梁等組焊而成[1]。底架組成兩側(cè)設(shè)有由螺栓連接的可拆卸護(hù)欄組成，護(hù)欄組成上設(shè)有2扇供工作人員進(jìn)出車輛的活動(dòng)門[2]。

3.2 犁板組成

犁板組成主要由犁板、導(dǎo)向板組成及連桿組成構(gòu)成。犁板沿軌道橫向布置，主要由高強(qiáng)鋼板組焊而成，通過折頁(yè)、連桿與車體連接，與石砟接觸部分焊裝了高硬度磨耗板；連桿組成為四連桿結(jié)構(gòu)，主要由連桿、支座等組成[3]。全車共設(shè)有2組犁板組成，平砟作業(yè)時(shí)與行駛方向相對(duì)應(yīng)的犁板組成處于工作狀態(tài)。

3.3 鎖閉裝置

鎖閉裝置包括汽缸、鎖銷、連桿以及鎖座。汽缸活塞桿動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)鎖銷連桿和中間連桿使兩側(cè)鎖銷同時(shí)從鎖座的鎖孔中進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)鎖閉裝置的解鎖和鎖閉。非平砟作業(yè)時(shí)犁板需保持升起狀態(tài)，此時(shí)鎖閉裝置將對(duì)應(yīng)的犁板組成鎖閉在非工作位置[4]。

3.4 風(fēng)控系統(tǒng)

風(fēng)控系統(tǒng)主要由控制箱、汽缸、儲(chǔ)風(fēng)缸、單排風(fēng)直端塞門、軟管連接器及氣動(dòng)管路等構(gòu)成?？刂葡溆墒謩?dòng)控制閥、電磁閥、氣動(dòng)換向閥、調(diào)壓閥、節(jié)流閥、鎖閉閥等組成，2組同樣功能的手動(dòng)控制閥分別放置于車輛兩側(cè)，操作人員可以在車輛任意一側(cè)進(jìn)行操作。風(fēng)控系統(tǒng)工作原理如圖2所示。

圖2 風(fēng)控系統(tǒng)工作原理圖

風(fēng)控系統(tǒng)設(shè)有進(jìn)氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣壓和過濾壓縮空氣，同時(shí)將氣路分為2路：一路為控制氣路，另一路為動(dòng)力氣路?？刂茪饴返膲毫諝馔ㄟ^手動(dòng)控制閥輸送至氣動(dòng)換向閥，開啟相應(yīng)的氣動(dòng)換向閥動(dòng)力氣路，使其與汽缸連通，實(shí)現(xiàn)汽缸動(dòng)作，該操作也可通過遙控進(jìn)行。風(fēng)控系統(tǒng)中2個(gè)電磁閥對(duì)應(yīng)1個(gè)氣動(dòng)換向閥，電磁閥接收到電信號(hào)時(shí)會(huì)開啟氣路并接通氣動(dòng)換向閥，從而使對(duì)應(yīng)汽缸的氣路充氣[5]。

當(dāng)汽缸推動(dòng)犁板下降時(shí)，由于汽缸充氣速度快，氣體壓縮比大，如果此時(shí)汽缸下腔氣壓低，犁板自身重力與汽缸推力疊加會(huì)造成汽缸下腔空氣被迅速壓縮，導(dǎo)致犁板迅速下降并對(duì)止擋結(jié)構(gòu)或汽缸本身造成過度沖擊。為解決該問題，風(fēng)控系統(tǒng)在汽缸的氣路上設(shè)置了3個(gè)功能閥：調(diào)壓閥、節(jié)流閥和鎖閉閥。3個(gè)功能閥的位置和功能如下：

(1) 調(diào)壓閥。安裝在汽缸上腔的充氣管路上，用于調(diào)節(jié)汽缸上腔的氣壓，從而減小汽缸推動(dòng)犁板下降的力。

(2) 節(jié)流閥。安裝在汽缸下腔的排氣管路上，用于調(diào)節(jié)汽缸下腔空氣的排出速度，實(shí)現(xiàn)汽缸活塞向下運(yùn)動(dòng)速度可控。

(3) 鎖閉閥。安裝在汽缸下腔排氣管路上，通過設(shè)置開啟壓力使汽缸下腔始終保持有一定的氣壓，避免犁板在解鎖后突然下降[6]。

3.5 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、遙控接收器、太陽(yáng)能電池板、蓄電池及電源管理模塊構(gòu)成。其中遙控發(fā)射器和遙控接收器構(gòu)成了車輛遙控指令收發(fā)和執(zhí)行系統(tǒng)，每個(gè)遙控發(fā)射器可通過編號(hào)設(shè)置控制若干個(gè)車輛的遙控接收器；遙控接收器收到動(dòng)作指令后，通過電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)風(fēng)控系統(tǒng)控制箱中的電磁閥，接通氣動(dòng)換向閥氣路，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)汽缸的充氣或排氣動(dòng)作。電氣系統(tǒng)通過蓄電池供電，采用隨車太陽(yáng)能電池板充電。

4 試驗(yàn)

2019年3月，在澳大利亞進(jìn)行了車輛編組運(yùn)行試驗(yàn)，按照澳大利亞RISSB標(biāo)準(zhǔn)體系中車輛限界標(biāo)準(zhǔn)、軌道力及應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)、車輛動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)等分別進(jìn)行了限界通過試驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)、制動(dòng)試驗(yàn)、車輛平砟功能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，車輛通過限界、車輛動(dòng)力學(xué)性能、制動(dòng)性能均滿足標(biāo)準(zhǔn)考核要求，車輛操控及平砟功能可靠，平砟效率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

該車首批生產(chǎn)了6輛，于2019年3月投入使用。自投入運(yùn)用以來(lái)，車輛性能穩(wěn)定，平砟功能良好，滿足用戶使用要求。