無動力地鐵軌道檢測車研制

1、 無動力地鐵軌道檢測車研制 摘要：介紹了一種用于城市地鐵軌道檢測的車輛，這種軌道檢測車具有先進、實用、安全、舒適的特點。車輛用于對地鐵軌道幾何尺寸、技術參數以及線路狀態(tài)進行動態(tài)檢測，從而保證地鐵線路安全運營，實現對軌道病害的無損檢測。關鍵詞：城市地鐵軌道；軌道無損檢測；安全隨著我國鐵路線路維護技術的發(fā)展，目前國內已經使用了大量的自動檢測設備來替代傳統的人工檢測的方式。這種發(fā)展趨勢，決定了這類產品在未來有相當大的發(fā)展空間。中車洛陽機車有限公司根據市場需求研制了無動力地鐵軌道檢測車，車輛搭載了軌道檢測裝置、巡檢裝置、接觸軌檢測裝置, 采用慣性基準測量原理，用于軌道幾何狀態(tài)高精度、實時、動態(tài)檢測。1

2、 總體系統設計及其特點車輛的設計制造貫徹先進、成熟、經濟、適用、可靠的方針，遵循標準化、系列化、模塊化、信息化的原則。軌道檢測車采用框架整體承載式車體結構，車體由司機室、底架、側墻、車頂、端隔墻等組成，采用內走廊式結構形式（如圖1所示）。車體上部從前至后依次分為前司機室、發(fā)電機室、會議室、檢測室、后司機室，各室之間用隔墻分開。車頂布置有頂置式車輛專用空調，分別向司機室及檢測間供風；設置活動頂蓋，便于發(fā)電機組的安裝與維修；車頂設置護欄，供人員蹬車頂掛安全繩使用。司機室兩端設置活動側窗及側門，門口設置扶手桿。內部設置司乘人員座椅，司機室前部設視野開闊的前窗，前窗玻璃為安全防爆電加熱鋼化玻璃，玻璃上

3、部設置電動雨刮器。發(fā)電機室安裝一臺用于整車供電使用的發(fā)電機組，機組功率衰減低，輸出穩(wěn)定，加載、響應速度快、抗過載能力強。檢測室內設有操控臺、機柜、件柜、會議桌及座椅等設備，安裝有軌道檢測操作臺。車下設置兩臺焊接轉向架，燃油箱、風缸、軌檢裝置、巡檢裝置及接觸軌檢測裝置等部件，車輛端部設置車鉤緩沖裝置。轉向架軸式為2-2，車體通過二系懸掛落座于轉向架上，采用性能良好的牽引裝置傳遞牽引和制動力，保證了較高的運行性能。圖1 軌道檢測車布局圖2 軌道檢測車主要結構1. 2. 3. 2.1車體車體鋼結構主要由司機室、底架、側墻、車頂及隔墻等結構組成。整體組焊結構，設計壽命30年。車體兩端設置有輕型金屬排障

4、器，高度可調，其下端對應鋼軌的位置安裝掃石膠板。側墻鋼結構主要由耐候鋼壓制而成的帽形橫梁、帽形立柱及側墻蒙皮等組成。隔墻采用框架式結構，各隔墻上部設置設備安裝座及穿線孔，以確保各個設備支撐座都落于骨架梁上。2.2 走行部轉向架采用輕量化設計，具備整體起吊功能，且采用免維護的部件，具有可靠的強度、良好的的動力學性能。轉向架采用模塊化設計理念，保證轉向架的高度互換性。轉向架主要結構特點：采用2-2軸式，構架采用“h”形焊接結構，車輪為整體式輾鋼車輪，一系懸掛裝置疊層橡膠簧軸箱定位結構，軸箱定位采用橡膠簧定位；二系懸掛裝置采用螺旋鋼彈簧，設有橫向減振器、垂向減振器、止擋；牽引裝置采用中心銷式z字形雙

5、拉桿牽引裝置；基礎制動采用踏面制動單元（帶彈簧停車制動）。2.3制動系統制動機采用120型空氣制動機，基礎制動采用緊湊型單元制動器，并設置旁路制動裝置。副風缸設有截斷塞門，截斷塞門采用不銹金屬材料制成；副風缸入風管道上裝配管道濾塵器，在制動缸前、120型制動閥前設有截斷塞門。停放制動：采用彈簧制動，充風緩解；配有機械手動緩解功能，提供手動緩解裝置。2.4電氣系統設計電氣系統主要為車輛提供電力供應、照明、控制報警、通訊聯絡等，由車內電氣裝置、車底電氣裝置、車端電氣裝置、監(jiān)控報警系統和通訊系統五大部分組成。供電方式正常情況下交流回路由發(fā)電機組供電，直流由蓄電池組供電，應急由ups供電，入庫后由庫電

6、供電模式供電。供電方式正常情況下交流回路由輔助發(fā)電機組供電，直流由蓄電池供電；應急由蓄電池供電；入庫后由庫電供電模式供電。當與牽引車聯掛時,可通過車端連接器由牽引車為本車供電，三種供電模式之間有電氣聯鎖。3 軌道檢測系統軌道檢測系統主要由軌檢裝置、巡檢裝置及接觸軌檢測裝置三大部分組成，主要檢測項點包括：軌距、軌距變化率、左右軌向及高低、超高、三角坑、曲線半徑、車體加速度、里程等。檢測系統采用基于實時操作系統的軟件進行實時采集、處理、傳輸和存儲檢測數據。在軌檢車檢測過程中，實時處理各單項幾何參數指標和軌道狀態(tài)綜合指標。數據處理時可根據軌道病害類型或者綜合分析結果，來指導軌道維修。4 動力學性能分

7、析建立軌道檢測車橫向運動和垂向運動相耦合的數學模型，應用simpack多剛體仿真分析平臺進行動力學性能的仿真計算，分析研究內容包括蛇行運動穩(wěn)定性、橫向和垂向振動響應等方面，各項性能指標均滿足相關標準對新設計車輛的要求。各種速度下軌道檢測車車體平穩(wěn)性指標如下表所示?？梢?，軌道檢測車在80km/h速度等級工況下，車體橫向和垂向平穩(wěn)性指標均小于2.75，達到gb/t 5599-1985中客車的良好標準；在100km/h速度范圍內，軌道檢測車的車體橫向和垂向平穩(wěn)性指標均小于3.0，滿足gb/t 17426-1998的優(yōu)級標準規(guī)定。表1 平穩(wěn)性指標和舒適度指標5 結論計算結果表明軌道檢測車各項動力學指標均符合gb/t 17426-1998鐵道特種車輛和軌行機械動力學性能評定及試驗方法和gb/t 5599-1985鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規(guī)范等相關規(guī)范的規(guī)定且具有足夠的穩(wěn)定性裕量，能夠滿足正常工況下80km/h速度安全運行的要求。軌道檢測車通過對線路軌道進行無損檢測，及時發(fā)現并消除軌道存在的隱患，確保車輛運行安全。軌道檢測車的運用從本質上將傳統的“周期修”轉變成高效的“狀態(tài)修”，極大的提高了養(yǎng)護維修效率，節(jié)約了大量人力和物力成本，大大提高城市地鐵軌道的運量，創(chuàng)造了較大的經濟效益和社會價值。參考文獻：1 嚴雋耄，傅茂海. 車輛工程（第3版）m. 北京：中國鐵道出版社，20