80km/h 市域铁路接触网作业车设计

辛永生，张建鹏，穆 青

（宝鸡中车时代工程机械有限公司，陕西宝鸡 721003）

0 引言

接触网作业车是维护接触网设备、保障铁路正常运营的必需设备。我国具有创新性、引领性的轨道交通项目——温州市域铁路建设，为市域铁路网今后的全面快速发展奠定了基础。之前国内接触网作业车分国铁型和地铁型两类。市域铁路不同于城际铁路客运专线和城市轨道交通线路，它是介于 2 种轨道交通之间的一种[1]，是基于“轨道交通+新型城镇化”设计理念的轨道交通系统，适用于城市区域内重大经济区之间中长距离的客运交通[2]。温州市域铁路以 CRH 动车组动态包络线为基础，参照地铁限界中设备限界与轨旁设备之间的安全距离并放大 20%、站台建筑限界及管线设备布置原则确定本线车辆限界。线路速度目标值 120～140  km/h，轨道最大超高（全超高）为 150  mm，不同于地铁线路速度目标值不大于 80  km/h，轨道最大超高（全超高）不大于 120  mm 的线路条件。该作业车可适用于城市市域铁路，满足电气化市域铁路接触网安全、高效的施工要求。

1 主要技术特点

80  km/h 市域铁路接触网作业车主要由车体、车架、转向架、动力单元及传动系统、制动系统、电气系统、液压系统、随机吊、升降柱、作业平台调平装置等组成[3]。整车布置示意图见图 1。

图1 整车布置图（单位：mm）

该接触网作业车主要特点如下。

（1）动力系统采用原装进口美国卡特彼勒公司CAT C11 动力单元，可靠性高、油耗低、噪声小且技术先进。

（2）电气控制系统设有发动机控制、走行与制动控制、各工况安全保护控制、辅助控制、参数显示与故障报警和远程监控系统等功能，保障该车运行安全、可靠。

（3）前转向架设有一系锁定装置，避免车辆在调平工况下作业时整车倾覆。

（4）采用独立机器间布置，整车采用了良好的密封措施，隔音、隔热性能好。

（5）升降柱安装有调平装置，可满足外轨超高150  mm 平台作业需求；设有离位提醒与行车互锁功能，避免平台在侵线状态下行车。

微带线之间的耦合特性通常会影响滤波器的通带带宽。因此,可以通过改变微带线之间的间隙的宽度,控制所提出的滤波器的通带带宽。

（6）空气管路采用不锈钢管，并安装连续供风的无热再生集成式双塔风源净化单元，提高了压缩空气质量，减轻了整车重量，同时充分利用车辆底部空间，外观更加美观紧凑。

（7）采用金属柜体和玻璃钢台面的一体化司机台，元器件安装集成化设计，布置更加方便、简洁、美观。

（8）设有空调、嵌入式电风扇、电暖器、乘客座椅等室内设施，提供舒适的作业及生活环境。

2 主要技术性能

（1）适用环境：环境温度 -25～+45 ℃；相对湿度为月平均值不大于 90%，日平均值不大于 95%；最高风速≤15  m/s；海拔高度≤2  000  m。

（2）适用场合：满足温州市域铁路线路作业需求。

（3）主要技术参数见表1。

（4）牵引特性如图 2 所示（粘着系数为 0.165）。

表1 主要技术参数

图2 牵引特性曲线

3 主要系统

3.1 转向架

转向架采用 16  t 轴重工程车通用转向架，支撑车架以上各部分质量，传递制动力和牵引力，保证车辆运行安全、平稳。Ⅰ端转向架为非动力转向架（图 3），主要由“H”形焊接构架、转臂式轴箱、轮对、橡胶弹性旁承、牵引中心销、单元制动器、一系锁定油缸、一系垂向减振器、抗蛇形减振器和干式轮缘润滑器等部件组成；Ⅱ端转向架为动力转向架（图 4），主要由“H”形焊接构架、轮对、转臂式轴箱、单元制动器、橡胶弹性旁承、一系垂向减振器、抗蛇形减振器、牵引中心销、1 级车轴齿轮箱、2 级车轴齿轮箱和干式轮缘润滑器等部件组成[4]。构架经国家铁路产品质量监督检验中心检验，构架静强度和疲劳符合 TB/T2368-2005《动力性转向架构架强度试验方法》和《16  t 轴重工程车通用转向架构架静强度及疲劳试验大纲》的要求。

图3 非动力转向架

图4 动力转向架

3.2 动力单元及传动系统

动力及传动系统主要由动力单元、动力单元辅助系统、万向传动轴、车轴齿轮箱等部件组成（图 5）。

动力系统传递路线如下：

3.3 制动系统

制动系统包括基础制动和空气制动系统两部分。

基础制动采用 TMZ 型单元制动器，具有闸瓦间隙自动调节功能，满足制动、缓解和停放制动的要求。

空气制动系统由 JZ-7G 型制动机、V-1.05/8 型活塞空压机、风源净化单元等组成。风源净化单元主要包括 JZS-200A 型冷却器、JZG-S300A 型油水分离器、YKG-(1)2G 型空气干燥器 3 部分，可满足轨道车制动系统对洁净压缩空气的质量要求且运行稳定。

3.4 电气系统

电气系统主要包括DC24V 直流电气系统和AC380V/AC220V 交流电气系统。

图5 动力及传动系统

3.4.1 直流电气系统

直流电气系统主要由电源、控制系统、照明系统等组成。控制系统包含显示模块、多路 CAN 总线模块、输入输出模块（数字量输入 DI、数字量输出 DO、模拟量输入AI）。信号处理后由司机台上液晶显示器集中显示车辆各种运行状态及参数。其供电模式主要分以下 2 种。

（1）发动机未启动时，车载蓄电池向整车直流电气系统及发动机启动电动机供电。若出现车载蓄电池电量不足时，可通过车辆两侧外接插座从外引入 DC24V 电源给车载蓄电池充电；也可通过车辆两侧外接插座从外引入 AC380V 电源或交流发电机组经智能充电机给车载蓄电池充电。

（2）发动机启动时，发动机自带 DC24V 发电机给整车直流电气系统供电，并为车载蓄电池充电。

3.4.2 交流电气系统

交流电气系统主要由 8  kW 柴油发电机组、交流用电器等组成。其供电模式主要分以下 2 种。

（1）柴油发电机组启动时，8  kW 柴油发电机组直接给车上交流电器供电。

（2）柴油发电机组未启动时，AC380V 外接电源接入车体两端外接插座给车上交流电器供电。

3.5 液压升降回转作业平台

液压升降回转作业平台由调平装置、回转支承、回转机构、制动器、升降柱、升降梯、作业平台等组成（图 6）。为了适应市域铁路外轨超高（全超高）150  mm 的线路条件，80  km/h 接触网作业车升降回转作业平台设计了调平装置，以提高检修作业的安全性。调平装置安装于立柱下部，根据外轨超高情况调整立柱，使作业平台水平[5]。

调平装置分为手动调平和自动调平 2 种控制方式，2 种控制方式互锁，具有液压和机械双重锁定功能，同时具有手控解锁、自动调平、自动复位、手控锁定等功能。

图6 液压升降回转作业平台

4 结语

80  km/h 市域铁路接触网作业车为提高使用可靠性和安全性进行了创新设计，如前转向架设有一系锁定装置，避免车辆在调平工况下作业时整车倾覆；回转升降平台带有调平装置，可满足外轨超高 150  mm 条件下的作业；设有平台离位提醒及与行车互锁功能，避免平台侵线行车。同时，该车即将服务于全国示范市域铁路工程——温州市域铁路，满足了温州市域铁路线路接触网维护作业需求，取得了国内市域铁路工程机械领域的重要突破。

[1]张志勤.市域铁路规划设计总体思路[J].高速铁路技术，2011，2（3）：9-12.

[2]沈海剑.市域铁路车站设计研究[J].铁道标准设计，2012（4）：21-25.

[3]张彩霞，惠莉花.120km/h 高速铁路接触网作业车设计[J].机车电传动，2014（4）：83-85，88.

[4]孙竹生.内燃机车总体及机车走行部[M].北京：中国铁道出版社，1984.

[5]张成贵，蒋世明.内燃机车总体[M].北京：中国铁道出版社，1982.