钢轨铣磨车“作业工况”下脱档操作的典型问题分析及改进

刘源 李笑颜 刘晨光

摘 要：本文主要介绍了某项目配属的钢轨铣磨车在调试过程中发现“作业工况”下操作“被拖拽模式”会导致自行离合器在作业离合器接合时动作以致“卡死”的现象。详细介绍了车辆工况转换的控制原理，并提出了可行的解决方案。

关键词：钢轨铣磨车;作业工况;脱档

中图分类号：U216.65 文献标识码：A

某项目配属的钢轨铣磨车在调试过程中发现“作业工况”下操作“被拖拽模式”会导致自行离合器在作业离合器接合时动作以致“卡死”，此时，只有取消“被拖拽模式”并收车重起才能恢复。在操作人员误操作的情况下，会严重影响施工作业的正常进行，同时，此种现象也间接说明车辆控制程序存在导致离合器“卡死”的可能。

1 车辆介绍

钢轨铣磨车是用于线路钢轨整修而无需拆除钢轨道岔等附属设备的特殊作业车辆，主要用于清除钢轨碾压层、去除轨头踏面病害（微裂纹）、整修钢轨纵向和横向廓形以及轨头预防性维护。车下共有3个二轴转向架，分别为转向架C1、C2、C3，转向架C1、C2为动力转向架，通过轴变速箱以静液压力驱动，转向架C3为非动力转向架。

2 车辆工况转换控制原理

钢轨铣磨车一共有3种工况，即拖拽工况、转场工况、作业工况。拖拽工况是指车辆被无动力拖拽的工况，此时自行离合器和作业离合器均分离;转场工况是指车辆不进行铣磨作业下自行走的工况，此时自行离合器接合;作业工况是指车辆进行铣磨作业的工况，此时自行离合器和作业离合器均接合。车辆工况的转换是通过车辆PLC控制电磁阀，继而控制相应的液压阀门动作来完成的。这里以其中1根动力轴（记为轴1）为例，介绍转场工况与拖拽工况、作业工况相互转换的控制原理。

当轴1由转场工况转换为拖拽工况时，9A4101模块的A10.0点位输出低电平，A10.1点位输出高电平，使得+UG1-9Y4101电磁阀失电、+UG1-9Y4102电磁阀得电（如图1所示），液压阀门阀芯动作使得自行液压油缸伸出，推动自行离合器分离，从而完成由转场工况到拖拽工况的转换。反之同理。

当轴1由转场工况转换为作业工况时，9A4111模块的A11.0点位输出高电平，使得+UG1-9Y4111电磁阀得电（如图2所示），液压阀门阀芯动作使得作业液压油缸收回，推动作业離合器接合，从而完成由转场工况到作业工况的转换。反之则是通过液压阀门阀芯复位弹簧的作用。

3 车辆脱档操作

车辆脱档是指将车辆由作业工况或转场工况转换为拖拽工况，一般用于车辆故障需被牵引车救援的情况。该项目配属的钢轨铣磨车配备了自动脱档功能，由液压油缸、液压阀门、控制程序及数字和类比状态显示组成，相关原理在车辆工况转换控制原理部分已作介绍，操作人员在HMI上选择脱档时，程序控制相应的液压阀门动作，液压油缸将离合器置于正确位置。

当车辆为“转场工况”时，在HMI上点击“被拖拽模式”按钮即可进行自动脱档;当车辆为“作业工况”时，需将工况转换为“转场工况”，再按照“转场工况”下的操作流程进行操作。而当车辆为“作业工况”时，直接在HMI上点击“被拖拽模式”按钮，此时作业离合器未分离，在两个离合器同时接合自锁的状态下，自行离合器动作会导致两个离合器均无法分离，即“卡死”。由于两个液压油缸都处于动作未到位状态，有作用力施加于液压油缸座，无法手动拆除，只能收车重起，而钢轨铣磨车正常收车并重起需要5-10分钟的时间，对于时间较短的天窗施工作业有一定的影响。同时，此种现象的存在也说明车辆控制程序存在导致离合器“卡死”的可能，如果是车辆控制故障直接导致的“卡死”，则可能对故障处理和车辆救援造成较大的影响。

4 解决方案

针对上述现象，避免自行离合器在作业离合器接合时动作是最根本的解决方案，最直接的处理方案是更新车辆控制程序，但是受限于程序的修改需要进行整体的安全性评估。而另一种可行的方案是对外围控制电路进行改进，但是又不能影响车辆控制逻辑。

考虑到A10.0和A10.1点位为程序控制总为相反状态，我们可以做出简化，只考虑A10.1点位的状态，通过梳理车辆工况转换控制原理、离合器“卡死”的原因以及脱档操作的实际情况，我们可以得出（PLC输出点位输出高电平记为+，输出低电平记为-），当A11.0-时，A10.1+/A10.1-均可行;当A11.0+时，A10.1-可行，A10.1+不可行。所以我们可以在A11.0输出控制线路的+UG1-9Y4111电磁阀前设置控制继电器（记为K101），在A10.1输出控制线路的+UG1-9Y4102电磁阀前设置常闭触点。

根据改进后的控制电路，在作业工况下，A11.0点位输出高电平，继电器K101得电，A10.1输出控制线路上的常闭触点断开，即使此时操作“被拖拽模式”，+UG1-9Y4102继电器不能得电，对应的液压阀门阀芯也无法动作，也就避免了离合器“卡死”情况的出现。

5 结语

通过对钢轨铣磨车在脱档操作中发现的问题的深入分析，给出了可行的解决方案，避免了对车辆控制程序的改动，保障了车辆施工作业的安全可靠。总之，保证车辆自动化及安全相关控制回路的完善是不断进步的方向，在实现自动化、智能化的同时，也要充分保证系统的可靠性。

参考文献：

[1]毛文力.钢轨铣磨车性能及应用探讨[J].上海铁道科技，2009，31（03）：20-22+2.

[2]杨永飞.钢轨打磨技术在地铁线路维护工作中的应用[J].技术与市场，2016，23（06）：79-80.