地鐵工程車輛靜態(tài)調(diào)試裝置的研發(fā)與應(yīng)用

李 軍 趙晨亮 李 勛 韓 朝 徐文超 徐敏發(fā)

(青島地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司一中心車輛部 山東 青島 266041)

0 引言

地鐵工程車輛是地鐵運(yùn)營(yíng)保障的重要設(shè)備之一， 每條線路都配屬工程車輛， 承擔(dān)正線救援、 施工及廠內(nèi)調(diào)車作業(yè)， 其工作運(yùn)用情況復(fù)雜， 作業(yè)環(huán)境多變， 經(jīng)常承載各種正線設(shè)備作業(yè)使用。 工程車輛維護(hù)保養(yǎng)及檢修作業(yè)后的靜態(tài)調(diào)試是其至關(guān)重要的一環(huán)， 直接影響到正線施工作業(yè)用車， 尤其是一些無(wú)動(dòng)力工程車輛， 往往需要?jiǎng)恿囕v配合才能完成調(diào)試， 嚴(yán)重影響了檢修效率， 因此需要開(kāi)發(fā)一種運(yùn)行穩(wěn)定、 使用方便、 作業(yè)效率高的地鐵工程車靜態(tài)調(diào)試裝置。

1 現(xiàn)階段存在問(wèn)題

目前大部分地鐵所采購(gòu)的軌道檢測(cè)車、平板車等車輛因使用、設(shè)計(jì)等因素尚無(wú)風(fēng)源和電源，當(dāng)檢查軌道檢測(cè)車制動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)作業(yè)功能、平板車的空氣制動(dòng)性能和平板吊車配備的隨車吊各項(xiàng)作業(yè)功能以及每次計(jì)劃修、故障修后，都需要能夠調(diào)車作業(yè)的動(dòng)力機(jī)車配合才能完成軌道檢測(cè)車、平板車與平板吊車的靜態(tài)調(diào)試，整個(gè)過(guò)程較為繁雜，協(xié)調(diào)部門較多，作業(yè)成本相對(duì)較高，作業(yè)效率較低。

此外，根據(jù)軌道交通行業(yè)工程車運(yùn)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，工程車輛目前正朝著減少動(dòng)力機(jī)車，增加各類功能性車輛的趨勢(shì)發(fā)展。在動(dòng)力機(jī)車優(yōu)先滿足廠段內(nèi)調(diào)車和正線救援使用的前提下，需要另外尋找一套滿足工程車輛靜態(tài)調(diào)試的替代方案，確保綠色環(huán)保，滿足作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)工程車輛靜態(tài)調(diào)試的相關(guān)功能。

2 調(diào)試裝置功能與結(jié)構(gòu)

2.1 調(diào)試裝置功能

該裝置主要針對(duì)無(wú)動(dòng)力工程車輛檢修后調(diào)試使用，通過(guò)向其提供風(fēng)源、電源，以及模擬輸入測(cè)試信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)修程后檢測(cè)及功能調(diào)試，達(dá)到不依賴動(dòng)力工程車輛的目的。裝置采用模塊化設(shè)計(jì)思路，分為風(fēng)源轉(zhuǎn)換、電源轉(zhuǎn)換和信號(hào)接收三個(gè)基礎(chǔ)模塊。

2.2 工程車靜態(tài)調(diào)試裝置內(nèi)部架構(gòu)

該調(diào)試裝置采用模塊化控制理念，分別由裝置總體控制、信號(hào)采集與輸出模塊、制動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)源控制模塊、電源供給模塊組成。其中信號(hào)采集與輸出模塊與裝置總體控制均由裝置內(nèi)部的PLC完成，向軌道檢測(cè)車發(fā)出數(shù)字信號(hào)的同時(shí)接收信號(hào)，測(cè)試軌道檢測(cè)車各項(xiàng)電氣功能；風(fēng)源控制模塊采用PLC控制空氣閥件的方式，向軌道檢測(cè)車、平板車等工程車輸送風(fēng)源與控制用風(fēng)；電源供給模塊將庫(kù)區(qū)380 V電源轉(zhuǎn)換成AC 380 V/DC 24 V等電源，為軌道檢測(cè)車提供DC24 V車載控制電源、為平板車隨車吊提供AC380 V吊車動(dòng)力電源。模塊化的設(shè)計(jì)使該裝置使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，所有模塊均安裝在裝置主體小車上，如圖1所示。

圖1 工程車靜態(tài)調(diào)試裝置內(nèi)部組成架構(gòu)

2.3 工程車靜態(tài)調(diào)試裝置外部接口

該調(diào)試裝置的外部接口由一根380 V航空插頭電源線、供風(fēng)風(fēng)管、軌道檢測(cè)車信號(hào)通信線、平板吊車電源供給線、軌道檢測(cè)車供風(fēng)風(fēng)管、平板車與平板吊車電源供給線組成(見(jiàn)圖2)。

圖2 工程車靜態(tài)調(diào)試裝置外部接口圖

3 工程車靜態(tài)調(diào)試裝置模塊設(shè)計(jì)

3.1 信號(hào)采集與輸出

信號(hào)采集與輸出為該裝置的核心，信號(hào)輸出采用PLC控制數(shù)字信號(hào)的方式(見(jiàn)圖3)，模擬重型軌道車接收軌道檢測(cè)車信號(hào)與向軌道檢測(cè)車發(fā)送信號(hào)，通過(guò)分析軌道檢測(cè)車與重型軌道車之間通訊的48針連接器，對(duì)每個(gè)針腳分析后重新定義，轉(zhuǎn)換成該裝置PLC輸出的模擬信號(hào)，發(fā)送到軌道檢測(cè)車顯示屏與各個(gè)顯示位置，判斷軌道檢測(cè)車接收功能良好。該裝置采用單獨(dú)的電路設(shè)計(jì)，防止外部干擾進(jìn)入信號(hào)采集器。同時(shí)該裝置在運(yùn)行過(guò)程中接收軌道檢測(cè)車對(duì)于重型軌道車的發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)，經(jīng)PLC等信號(hào)處理模塊對(duì)軌檢車信號(hào)進(jìn)行采集處理，處理結(jié)果顯示到調(diào)試裝置顯示屏上。

圖3 信號(hào)輸出與總體控制PLC接線圖

3.2 制動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)源控制設(shè)計(jì)

該模塊由風(fēng)源凈化模塊、風(fēng)路控制模塊組成，風(fēng)源凈化裝置由濾塵過(guò)濾器、濾水過(guò)濾器和濾油過(guò)濾器串聯(lián)組成，風(fēng)源輸入、輸出兩端分別設(shè)有快速接頭。風(fēng)源通過(guò)空氣管路由庫(kù)區(qū)引入該設(shè)備，經(jīng)過(guò)供風(fēng)電磁閥YV2、YV3，平板車電動(dòng)放風(fēng)閥YV4，平板車緊急排風(fēng)電磁閥YV5，總風(fēng)排風(fēng)電磁閥YV6，進(jìn)行邏輯控制(見(jiàn)圖4)，電子制動(dòng)器模擬平板車制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)需求的試驗(yàn)數(shù)值，設(shè)置充風(fēng)位、保壓位、最小減壓量、最大減壓量、緊急位。其中制動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)源控制反饋由軌檢車壓力傳感器PR1、平板車壓力傳感器PR2進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋到裝置觸摸屏上，另外設(shè)有電氣比例閥DBL進(jìn)行制動(dòng)控制的微調(diào)。

圖4 制動(dòng)風(fēng)源控制模塊

3.3 電源供給模塊設(shè)計(jì)

電源電路的穩(wěn)定性直接決定著工程車靜態(tài)調(diào)試裝置的穩(wěn)定性，因此該裝置首先考慮了平板車AC380 V吊機(jī)的功率，并采用與庫(kù)區(qū)工業(yè)電源、車輛電源插座相匹配的接線方式。確保該裝置滿足吊機(jī)的額定功率，保證設(shè)備的使用安全。且裝置前端設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向開(kāi)關(guān)，以保持吊機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的正確。軌道檢測(cè)車電路采用的是DC24 V控制，通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果得出軌道檢測(cè)車在正常狀態(tài)下的額定功率為350 W，所以該裝置放置一個(gè)500 W的24 V電源模塊，如圖5所示。

圖5 電源供給模塊電路圖

4 運(yùn)用效果

與以往的動(dòng)力機(jī)車配合調(diào)試方法相比，工程車靜態(tài)調(diào)試裝置提高了工程車輛檢修的作業(yè)效率和廠內(nèi)檢修資源利用率，確保了調(diào)試精度，提升了工程車輛靜態(tài)調(diào)試的便利性、直觀性、安全性，滿足了綠色環(huán)保的需求。

根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)工程車靜態(tài)調(diào)試裝置的檢修現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，解決了工程車輛靜態(tài)調(diào)試完全依賴內(nèi)燃動(dòng)力機(jī)車配合作業(yè)的問(wèn)題，按照青島地鐵3號(hào)線1臺(tái)軌道檢測(cè)車、4臺(tái)平板車在年度周期內(nèi)需要開(kāi)展1次年檢、2次半年檢、12次月檢、30余次專項(xiàng)檢查計(jì)算，單次縮減作業(yè)時(shí)間3 h，縮短年度作業(yè)時(shí)間為465 h，大大滿足了日益苛刻的生產(chǎn)實(shí)際需求，工程車的運(yùn)用得到了保障。

目前青島地鐵2號(hào)線、11號(hào)線、13號(hào)線可以運(yùn)用此裝置的分別為7臺(tái)、11臺(tái)、12臺(tái)，還有即將投入運(yùn)營(yíng)的1號(hào)線、8號(hào)線工程車車輛，若線網(wǎng)繼續(xù)推廣普及，將有力降低車輛的調(diào)車作業(yè)次數(shù)、燃料消耗、車輛損耗、人工成本等。

5 結(jié)束語(yǔ)

青島地鐵工程車靜態(tài)調(diào)試裝置已研制完成， 經(jīng)過(guò)初步功能試驗(yàn)， 證明該裝置能夠達(dá)到預(yù)期效果， 滿足工程車靜態(tài)調(diào)試的需求， 信號(hào)采集與輸出工作穩(wěn)定， 制動(dòng)風(fēng)源控制精確， 電源供給模塊運(yùn)行正常， 該裝置提高了檢修作業(yè)的效率， 提升了工程車調(diào)試的精度， 對(duì)工程車檢修質(zhì)量和效率提升有了相應(yīng)保障， 且具有環(huán)保節(jié)能等功能， 具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值?！?/p>