接触网检修作业车支撑液压系统

摘 要：接触网检修作业车是电气化铁路、高速客运专线接触网检修、维护、抢修的专业设备。该车低速作业时，靠支撑液压系统实现车体-构架-轮对间的刚性连接，以保证作业时整车的安全和稳定。介绍了接触网检修作业车支撑锁紧液压系统的原理、安装及控制过程。

关键词：接触网检修作业车 液压系统 液压支撑

中图分类号：TH137.7 文献标志码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0078-02

Abstract：Catenary Maintenance Vehicle is specialized equipment for repairing， maintenance， emergency repair of catenary on high-speed passenger electric railway. This paper mainly described the structure， principle and control process of car body supporting and locking hydraulic system on Catenary Maintenance Vehicle.

Keywords：Catenary Maintenance Vehicle， hydraulic system， hydraulic support

1 背景技术

随着中国铁路的快速发展，在高速铁路、客运专线和提速干线等电气化线路上急需配备具有较强的综合检修能力、技术成熟的160 km/h以上速度的接触网检修作业车，满足电气化铁路检修、维护和故障抢修的需要。德国GBM公司十年前设计制造了BR711快速多功能综合作业车，该车主要用于接触网检修作业，具有功能全、速度快、安全性能高的特点。北京二七轨道交通装备有限责任公司在中国北车股份有限责任公司的大力支持下，引进了该车的技术，购置了全部技术资料。以BR711原型车为基础，二七装备公司组织研发人员对其进行了国内铁路适应性改进设计，推出了一种功能与原车一致的、适应中国铁路要求的、全新的接触网检修作业车（以下简称“作业车”）。

作业车采用了格列兹系列GP210转向架，这种转向架带有摇枕结构，车架与转向架之间横向有牵引装置，传递牵引力，纵向有弹性支承装置；在转向架轮对与构架之间有弹簧和液压减震器，缓和吸收轮对至车架间的振动和冲击，满足车辆高速运行动力学性能的需要。

在作业车顶部，安装有伸缩臂式工作台、升降式工作台、网线定位器、接触网检测系统，通过这些作业机具可以对线路上的高压接触网及线路设施进行综合检测、检修和维护。在作业机具工作时，需要将车体与构架之间、构架与轮对之间存在的弹性支撑装置转换为刚性联接，使车体-构架-轮对间成为刚性支撑，防止作业机具工作时车辆的倾翻和出轨，以保证作业车的稳定性、安全性。

为满足上述使用要求，设计了一种支撑液压系统，该系统结构简单、实现方便，在作业车低速作业模式时，可有效的满足车辆的稳定性和安全性要求。

2 液压系统原理

支撑液压系统使用液压缸将车体-构架-轮对间的所有弹性支撑短路，实现相互之间的刚性支撑。在Ⅰ端转向架上安装了叠加式溢流阀，同时采用了具有卸荷功能的两位四通电磁换向阀，在低速走行但支撑系统不作用时，系统卸荷，防止持续溢流产生不必要的热量损失。除此之外，其余结构与Ⅱ端转向架上一致。Ⅰ端转向架上的液压系统原理如图1所示。支撑液压系统中设置了应急泵，在主泵动作失效时，靠应急泵作用使各液压缸恢复到解锁状态，使作业车转换为牵引模式，以便进行维修。

摇枕水平液压缸，实现摇枕与构架间水平方向的支撑，该液压缸为单作用缸，在需要支撑时，给液压缸充油，解锁时，靠外力的撞击作用使活塞杆恢复原位。摇枕垂直液压缸，实现摇枕与构架间垂直方向的支撑，油路中用Y型中位机能的电磁阀和液压锁实现保压。轴箱支撑液压缸，实现转向架与轴箱间的刚性支撑，该回路中包含电磁换向阀、液压锁、减压阀，用Y型中位机能的电磁阀和液压锁实现保压，用减压阀构成减压、缓冲回路。轴箱支撑锁紧液压缸的主要作用是在轴箱支撑液压缸作用时，保证轴箱支撑液压缸与轴箱间的定位和锁紧，油路中用Y型中位机能的电磁阀和液压锁实现保压。车体支撑液压缸，实现构架与车体间的刚性支撑。该回路主要由电磁换向阀、减压阀、双向平衡阀组成，用减压阀构成既减压又缓冲的回路；双向平衡阀起双向平衡保压作用，使液压缸的运行平稳，同时在换向阀中位时能够实现双向锁紧。在摇枕垂直液压缸、轴箱支撑液压缸、轴箱支撑锁紧液压缸的活塞杆伸出回路上，安装了阻尼芯，起节流作用，用来控制液压缸的速度，保证系统动作平稳（图1）。

3 支撑液压元件的安装

支撑液压系统的液压泵为外啮合齿轮泵，轴端为SAE标准花键，安装在连接于柴油机自由端的分动箱上，泵的最大排量16 cm3/r，最大工作压力25 MPa，旋转方向（面向轴端）为顺时针。支撑液压系统内最高运行压力15 MPa，最小压力4 MPa，应急系统内最高压力15 MPa，最小压力7 Mpa。

液压缸安装在两端转向架上，在整列车上且呈对称布置。根据作业车所采用的GP210型转向架的结构特点，在相应部位布置了五种液压缸，包括：轴箱支撑液压缸、轴箱支撑锁紧液压缸、车体支撑液压缸、摇枕垂直液压缸和摇枕水平液压缸。各液压缸的具体安装位置见图2。通过这几种液压缸共同作用，最终可实现作业车车体-构架-轮对间的刚性支撑。图3为车体支撑液压缸和摇枕垂直支撑液压缸伸出后的工作图。

4 支撑液压系统的控制

作业车有高、低速两种运行模式。在高速运行工况时，禁止液压支撑系统动作；只有低速运行或作业车速度为零时，支撑液压系统才能激活。按下动作按钮后，系统被激活，液压缸开始伸出；支撑液压系统也可以随作业机具一起被激活，按下作业机具按钮，支撑系统液压缸先伸出，反馈回支撑过程锁紧完成的信号后，作业机具才动作。当作业机具缩回，并且返回作业机具锁紧完毕的信号后，支撑系统液压缸才能解锁。按下解锁按钮，支撑液压系统解锁。支撑液压系统整个动作过程中，包括液压缸伸出和缩回过程，如无紧急情况，禁止中断过程。

作业车支撑系统液压缸伸出的动作顺序：Ⅰ端转向架先动作，依次为车体支撑液压缸-轴箱支撑液压缸―轴箱锁紧液压缸―摇枕垂直液压缸―摇枕水平液压缸。Ⅰ端转向架支撑完成信号发出后，Ⅱ端转向架上的液压缸开始顺序动作，并发出Ⅱ端转向架支撑完成的信号。

液压缸开始伸出时，支撑系统指示灯开始闪亮。当液压缸伸出到位后，由压力继电器发出信号，控制电磁阀的动作回到中位，此时停止向液压缸供油，系统保压。当Ⅰ端转向架和Ⅱ端转向架的支撑信号均成功发出后，支撑系统指示灯持续亮，否则不能让作业机具解锁。

在作业机具解锁后，支撑系统才能解锁。作业车支撑系统液压缸缩回的动作顺序：Ⅰ端转向架先动作，依次为摇枕垂直液压缸-轴箱锁紧液压缸―轴箱支撑液压缸―车体支撑液压缸。Ⅰ端转向架解锁完成信号发出后，Ⅱ端转向架上的油缸开始顺序动作，并发出Ⅱ端转向架解锁完成的信号。

对于有接近开关的液压缸，液压缸缩回到位后，由接近开关发出信号，控制电磁阀的动作回到中位，停止向液压缸供油；对于没有安装接近开关的液压缸，靠管路中的压力继电器监测管路中的压力，当压力达到设定值时，由压力继电器发出信号，系统停止向液压缸供油。当所有液压缸的缩回动作完成后，支撑解锁过程完成。支撑系统指示灯熄灭。

5 结语

接触网检修作业车低速作业模式下，支撑液压系统为整车的安全和稳定性提供了保障，避免了作业时整车的倾翻和出轨；支撑液压系统的动作控制及监测靠电控程序实现，可以实现在操作室内对整个支撑锁紧过程进行操控，节省了人力，操控更简单、方便。

参考文献

[1] 雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[2] 机械设计手册编委会.机械设计手册―液压传动与控制[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3] 左健民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2010.