DWL-48搗固穩(wěn)定車撥道原理及典型案例分析

周意

摘 要：DWL-48搗固穩(wěn)定車是奧地利PLASSER公司本世紀初的產(chǎn)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(wěn)定裝置，其起道精度及撥道精度相比09-32搗固車更高，作業(yè)效率也更高一些，故本文詳細講述DWL-48搗固穩(wěn)定車撥道系統(tǒng)基本控制原理及液壓原理。

關鍵詞：搗固穩(wěn)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(wěn)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(yè)改進為既能搗固作業(yè)也能穩(wěn)定作業(yè)。DWL-48搗固穩(wěn)定車比09-32搗固車每小時快30%以上，大大的提高了作業(yè)效率，在作業(yè)環(huán)境上，與09-32搗固車相比較作業(yè)更加平穩(wěn)，作業(yè)精度更高，性能更穩(wěn)定。

DWL-48搗固穩(wěn)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(wěn)定作業(yè)，各種動作需協(xié)調(diào)工作。作業(yè)時，撥道裝置動作頻繁，作業(yè)時間短，撥道阻力大，必須在短時間內(nèi)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(tǒng)依舊采用了閉環(huán)控制，整個控制環(huán)節(jié)由給定信號、信號反饋、控制單元和執(zhí)行單元所組成。

1 撥道系統(tǒng)電氣控制原理

首先對撥道電氣系統(tǒng)的組成進行分析，撥道電氣系統(tǒng)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(shù)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(jù)衛(wèi)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(yè)過程中，由于衛(wèi)星小車位置相對零點不斷變化而產(chǎn)生的撥道誤差信號進行修正。

10U5撥道參數(shù)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(diào)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(diào)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(yè);②進行手動撥道作業(yè);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(yè)

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(yè)

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(tǒng)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(tǒng)液壓原理

撥道液壓回路按功能分動力部分、控制部分及執(zhí)行部分三部分。

動力部分由裝在泵驅(qū)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(wěn)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(tǒng)最高壓力而起到保護系統(tǒng)的作用，31#蓄能器是為了使整個系統(tǒng)的壓力恒定，減少系統(tǒng)壓力的沖擊，并為執(zhí)行元件提供動作的輔助壓力流量源，提高系統(tǒng)響應速度（參考中國鐵路總公司《DWL-48k連續(xù)式三枕搗固穩(wěn)定車檢修規(guī)則》）[1]。

控制部分和執(zhí)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(jīng)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(nèi)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(tǒng)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(nèi)通路全部切斷，高壓油不能進入撥道油缸;程控系統(tǒng)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(tài)，對軌道不產(chǎn)生作用力。

3 撥道系統(tǒng)故障的典型案例分析

案例一：撥道系統(tǒng)持續(xù)朝右向撥道

故障現(xiàn)象：2019年7月23日，12803#搗固穩(wěn)定車在京廣鐵路線施工作業(yè)中，當踩下?lián)v固踏板時，撥道系統(tǒng)持續(xù)將軌道向右側(cè)撥道，將線路方向撥壞。

處理過程：分別對撥道系統(tǒng)電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進行排查，排查步驟如下：

第一步：將撥道指示表9g1的指針調(diào)至紅區(qū)中央，此時理論上撥道總信號應為零，但踩下?lián)v固踏板時，撥道油缸仍持續(xù)朝右側(cè)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(fā)生較大的零漂，也有可能產(chǎn)生朝一個方向持續(xù)撥道的故障現(xiàn)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?lián)v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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)破損接地的現(xiàn)象，將電纜線至伺服閥上的插頭擰下，分解插頭發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)生，并最終控制撥道系統(tǒng)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(yè)時，故障現(xiàn)象就消失了。

案例二：撥道系統(tǒng)撥道無力

故障現(xiàn)象：2020年8月15日，12809#搗固穩(wěn)定車在懷邵衡高鐵線路施工作業(yè)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(zhuǎn)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)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?lián)艿罒o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(yè)時發(fā)現(xiàn)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(yè)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?lián)艿姥b置動作無力。

通過上述故障分析，撥道系統(tǒng)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?！鷵艿佬盘朡115、QL268是否正?！鷵艿纻鞲衅魇欠裾！鷵艿绤?shù)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?！鷵艿琅酝ㄩy1S177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(tǒng)故障對施工的影響降至最低。

4 結束語

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

參考文獻：

[1]中國鐵路總公司《DWL-48k連續(xù)式三枕搗固穩(wěn)定車檢修規(guī)則》鐵總運[2013]172號.