GMC-96x钢轨打磨车动力车动力系统浅析

蔡山虎

摘 要：随着全球运输业的快速发展，我国的铁道发展日新月异，在此情况下，对铁轨的保护和日常维修成为了重要的命题，钢轨打磨技术就是其中基本且常用的手段。GMC-96x钢轨打磨车作为国内知名的打磨设备，具备良好的打磨性能，其采用的两台3508B型柴油发动机为整台设备提供了充足的动力能源，是保证机器有效运行的关键。本文分析来了GMC-96x钢轨打磨车动力车动力系统的电气装置原理，及该系统的常见故障和应对措施。

关键词：GMC-96x钢轨打磨车;动力系统;故障分析

GMC-96x钢轨打磨车，由金鹰重型工程机械有限公司引进生产，该车的原技术方为美国哈斯科铁路公司（Harsco）。其工作原理是由列车上方的打磨电机带动磨头砂轮，用以削磨钢轨来使轨面平滑。本文试探究GMC-96x钢轨打磨车动力车动力系统的相关问题，对GMC-96x钢轨打磨车的升级优化提供参考，具体如下。

1 MC-96x钢轨打磨车概述

GMC-96x型打磨车，整车重量约500t，由5节车组成，中间车为动力车，1、5节为打磨控制车，2、4节为打磨作业车。作业最小曲线半径180m，通过最小曲线半径150m。中间的动力车上安装有2台美国卡特彼勒公司的3508B型柴油发动机，额定功率970kW。柴油机进气采用两级过滤，柴油机的排气消音器安装于车体顶部。

车组配有96个呈纵向排列的打磨头，平均在每股钢轨上装有48个打磨电机，均可实现角度的自由调控。砂轮角度为内侧70度至外侧20度，调整精度为0.5度。打磨速度3-24km/h，能实现双向运行及双向打磨作业。

2 GMC-96x钢轨打磨车动力系统分析

GMC-96x钢轨打磨车具备完整的动力设备和驱动系统，全车的5节车中，3号车为动力车，提供全车运行所需要的动能。总共有两台动力传送设备，两台设备可合作完成驱动，也可独自完成工作。分别有两种动力提供方式：高速运行模式和低速作业模式，高速运行模式的时速可达到每小时100千米，且动力传送的方式为“液力传动”;低速作业模式的时速在每小时3～24千米的范围内，动力传送的方式为“液压传动”。

2.1发动机电气控制系统

GMC-96x钢轨打磨车由两台3508B卡特彼勒发动机提供主动力，每台发动机的额定功率为970kW。发动机的电气系统由以下四部分组成：电源系统、电气起动系统、传感及显示系统、报警系统。控制过程如下图。

2.1.1电源系统

该系统包括两个部件：电瓶及充电机。可根据实际情况配电瓶，例如通过串联的连接方式安装规格为195AH、12V的电瓶。而充电机有规定的规格，应达到60A的统一要求。一般而言，充电机由生产厂家卡特彼勒公司提供，在出厂时就会配备，如需更换就要注意其配置要求。这一部分具体的工作原理如图。

2.1.2起动系统

发动机电气起动系统含三个部分：分别是开关、马达和继电器。而测转速齿轮、传感器、调速板和执行器组成发动机的转速控制系统，其中最关键的部分是“调速板”。

电磁传感器位于发动机飞轮壳上，线圈电阻约为300ΩM，发动机转速信号将通过传感器感应传给调速板。接下来，调速板将接受到的信号对比参考信号，若有不同，调速板会调整电流大小。最后，执行器装在PT燃油泵的 EFC空腔中，用于控制进入喷嘴的燃油量并控制系统整体的工作效率。该控制过程如下图。

2.1.3传感及显示系统

该系统包含转速表、电压表、油压表、油温表、水温表、计时表等。主要作用是监控发动机工作情况，并在发动机出现故障时提供第一手数据资源。该系统的工作过程如下图所示。

2.1.4报警系统

GMC-96x钢轨打磨车发动机的报警保护系统有三重，俗称“三保护”。第一重保护是高水温报警开关，第二重为低油压报警开关;最后一重为超速开关。三者组成了整个报警系统，能够在发动机故障时及时报警。

2.2发动机电气和机械故障分析

2.2.1起动系统故障

一般有两种情况，一种情况下关掉起动开关，起动线圈不会动，证明根本未通电;另一种是关闭起动开关，起动线圈有动作，但电动机起动能力或力度不够。这两种情况可对照下图流程进行查修：

如果故障是启动跳闸，处理方法如下：首先，观察电机轴承的转动状态。如果没有异常，进一步测量电机接线端之间的电阻大小（正常值在0.5-0.7Ω之间），再检测电机接线盒的电阻大小（正常值在0.3-0.4Ω之间），最后检测三项之中的任意一项与地面连接时的阻值，若显示为无穷大，便无异常。此时，有必要检查控制电路中的电机。

2.2.2发动机运转故障

首先，若发动机运转一段时间后停止，请检查连接线是否短路或断路，若发动机在运转期间突然停止运转，则分两种情况：一种是在电磁阀线圈通电时，一种是电磁阀不通电时。前者会引发机械故障，后者会引发控制电路故障;再者，如果发现液压油位低，显示低油位警报，则应关注油压传感器的温度情况，可能是整个传感器出现故障导致的;最后，如遇到紧急停车开关有示警反应，则应查看该开关的连接部位是否有问题。

2.2.3发电机不停机故障

如停机开关失灵，需检查或更换停机开关;如接线或继电器有故障，需检查相关连接或继电器;如果停机电磁阀失灵无法复位，需检查接线或更换电磁阀。

2.3发动机检修保养建议

定期對起动马达的工作状态进行检查。定期拆卸起动马达，检查清理起动小齿轮防护罩与拨叉、马达轴处的铁粉;瞬间点动起动开关（不起动发动机，避免起动马达过载），观察发动机输出轴是否转动一定角度，简单判断通电状态下起动马达是否正常。一旦发现发动机输出轴出现不转动的情况，应及时进行排查;非紧急情况下应避免使用单个马达起动发动机;起动马达相关电器元件接线必须正确无误接触良好，绝对不允许有虚接、短路等现象。

每次起动发动机的时间不得超过10s。若起动不成功，则需间隔至少2分钟后才允许下一次起动，如果第3次还不能使发动机正常起动，则应上报并进行故障排查。发动机一旦独立运转，严禁误操作起动开关再次起动发动机，避免损坏起动马达小齿轮和发动机飞轮齿圈。

应定期检查蓄电池接线情况，保证蓄电池工作性能良好。定期检查发动机外部车体起动控制系统元器件状态，如起动继电器、断路器、钥匙开关等。

3 结论

上文对GMC-96x打磨车的基本情况及动力系统做了简要探讨，在分析动力系统的电气组成情况基础上，进一步探究了发动机常见的电气和机械故障，分析了故障原因并提出了检查及处理措施。结论显示，发动机电气系统出现故障的主要原因可分为起动故障和运转故障两方面。针对不同的故障情况，应该采取不同的处理措施。本文进一步针对起动马达和蓄电池，提出了日常保养的部分建议，使其从多个方面来延长钢轨打磨车的使用寿命，并保证其在工作中的安全、高效和稳定。

参考文献：

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