提升列车自动清洗机洗车效果的技术措施

陈洪科

（广州地铁集团有限公司，广州 510000）

0 引言

列车自动清洗机（下文简称洗车机）用于清洗地铁列车外表面的灰尘、油污及其他污渍。通过水、清洗剂及清洗刷的作用自动清洗列车的两侧、端部，包括车门和车窗玻璃[1]。洗车机具有机械洗刷喷淋系统、洗涤剂供给系统、水供给系统、水过滤系统、水循环系统、压缩空气供给系统、控制系统等，能够自动完成列车两侧（含侧顶圆弧部分）的清洗工作，使整个列车清洗过程实现自动化，实现设备无人值班。洗车机能准确辨别列车在设备中的位置，自动开始和结束洗车的程序，并给司机必要的提示信号。洗车机的控制采用自动与手动的操作控制，手动模式下各组清洗刷可以选择正反转，各组喷淋架是否喷水，并能选择是否使用洗涤剂，以及满足其他部件的功能测试[2]。

目前，列车经现有列车清洗机洗车后，因没有快速风干，车上有水迹残留，若马上上线运营，列车上的水遇到灰尘，就会有泪痕，这是困扰已久的洗车效果问题。如果等车上的水迹自然风干再上线运行，则会存在车辆运营能力不足的风险。本文旨在寻找可提升列车自动洗车机洗车效果的技术措施，以解决困扰已久的列车清洗后马上上线运营使列车产生的泪痕问题。从以下5个方面进行试验，有效地解决了问题。

1 增加洗涤剂泡沫清洗工艺

现有列车清洗机的预冷机构安装在车辆进库端的轨道两侧，在车辆进库时对车体进行循环水喷淋。洗涤剂发泡喷淋装置如图1所示。为增加清洗效果，在现有的列车清洗机的基础上增加洗泡沫发生装置，其安装在列车自动清洗机机械间，便于洗涤剂添加及检修，内部采用流量计、比例阀、计量泵结合PLC控制，实现水和洗涤剂的精确浓度比例混合，通过压缩空气调节阀对干湿程度进行调节，自动完成比例添加、液液混合、气液混合形成泡沫[3]。具体构成如下。

图1 洗涤剂发泡喷淋装置

（1）清水箱增加1.5 kW清水供水泵及管路，用于泡沫发生装置清水供给。

（2）机械间内，机械间与清洗区相接地沟左侧设置洗涤剂泡沫发生装置，采用PPR材质管路与供水泵连接；采用尼龙气管与压缩空气管路连接，实现清水、压缩空气供给。

（3）在清洗区酸性洗涤剂预湿工位PR2与预湿涂抹工位BS1间设置洗涤剂泡沫喷淋工位PM1，喷淋管采用不锈钢材质，通过高压软管、PRR管路与机械间内洗涤剂泡沫发生装置连接，实现泡沫喷淋。

（4）铺设水泵、泡沫发生装置控制电缆及接线。

2 采用高发泡刷毛应用于洗涤剂涂抹工位

现有列车清洗机边刷刷毛的主要成分是氧化钛，含量50%左右。由于近年来中国环境污染较严重，工业废气、汽车尾气的排放量较大，而废气中的硫氧化物和氮氧化物都是酸性污染物。这些酸性分子分散在空气中后附着在车体上，因此洗车时附着在车体上的酸性物质会粘在刷子上面，而刷丝前端10～15 cm的部分是接触到车体最多的部分；刷毛在不使用时刷丝垂直向下，水会聚集到刷丝前端部分，长时间的积累导致刷子前端的酸性污染物跟刷丝中的氧化钛物质反应加速刷丝硬化，使刷丝容易断裂，导致洗车效果不佳。

为了进一步提高洗涤剂泡沫与车体的接触效果，结合泡沫清洗工艺，选取专用于列车自动清洗机涂抹工位的新型刷毛，采用日本进口高发泡刷丝[4]。刷丝断面采用3个十字组合形状，相比原刷丝断面直径增大1倍，经测试保水率增加1.3%，头部分叉更细腻，让泡沫与与车体结合更好，刷丝更柔软，提升洗涤剂涂抹效果。

3 提高清洗刷转速并增加变频调速功能

现有列车清洗机的侧面刷洗机构由以下3大机构组成：侧面初刷洗机构（设置1对侧刷组、1对侧顶弧刷组）；侧面次刷洗工位（设置2对侧刷组、1对侧顶弧刷组）；侧面精刷洗工位（设置1对侧刷组、1对侧顶弧刷组）。由于侧面边刷的电机都是安装在立柱顶部，顶部电机装有减速机，并通过减速机带动边刷转动，由于电机是固定转速，转速131 r/min，无法实现变频调速。

为了达到提升清洗效果的同时又保护好电客车表漆的目标，采取更换列车清洗机侧面初刷洗工位、侧面次刷洗工位、侧面终刷洗工位减速机[5]，将目前3道清洗刷转速由131 r/min提升至最高310 r/min。按照更换的电机功率增加相应的SIEMENS G120系列变频器对转速进行控制，通过SIEMENS WinCC人机界面系统可对相应转速进行设置，从而找到更优化的转速，既可以保证刷洗效果，又可以防止车顶污水流下造成的二次污染和车漆保护的矛盾。具体措施如下：

（1）控制室增加2 000 mm×600 mm×600 mm（长×宽×高）控制柜，内部设有变频器、断路器，其功能为侧刷变频控制、水泵启停控制、强力风幕控制、泡沫发生控制等[6]；

（2）更换侧面初刷洗工位M6、侧面次刷洗工位M8、侧面终刷洗工位减速机M10电机及减速机；

（3）控制柜及侧刷电机接线。

4 增加列车自动清洗机软化水装置使用工艺

目前列车清洗机洗车工序由以下装置构成：机械洗刷喷淋预湿/预冷喷淋装置、列车侧面初刷洗装置（设置1对侧刷组、1对侧顶弧刷组）、车头端刷高压冲洗装置、侧面次（除垢）刷洗工位（设置2对侧刷组、1对侧顶弧刷组）、循环水水初冲喷淋装置、侧面精刷洗工位（设置1对侧刷组、1对侧顶弧刷组）、清水终冲喷淋装置。如果终端只有清水喷淋系统，无法消除车辆清洗后水痕。

现针对车辆清洗后水痕较明显的车辆段，建议在清水终冲洗增加软化水终冲洗工位，同时在使用软水器的同时[7]，在终冲洗工位清水中加入“水痕迹消除剂”。该试剂由高分子聚合物、缓冲剂、除垢助剂等复配而成。通过溶解水垢中的阳离子而避免产生水痕[8]。整个清洗过程安全平和，无腐蚀。用于列车外表清洗的漂洗工序，软化水质，分散水中无机粒子，水洗后不留水痕，保持玻璃、列车外表光洁透亮。

5 增加车窗吹干装置

在洗车库出库端4 m处增设2台高速风机，覆盖车辆上半部及车窗位置，出口风速21 m/s,风量13 000 m3/h。在洗车后将车窗表面大部分残余水滴吹脱，加速水滴滑落[9]，进一步解决车窗水渍残留的问题。如图2所示，具体措施如下：

图2 强力吹干风幕

（1）在列车清洗方向出库端距离外墙4 m处挖掘风幕基础坑800 mm×800 mm×800 mm（长×宽×深），并进行预埋件焊接，然后进行混凝土二次浇筑；

（2）待混凝土达到预定强度后，进行风机立柱安装，立柱安装后进行风机安装；

（3）铺设风机控制电缆，并进行接线。

6 结束语

本文通过增加洗涤剂泡沫清洗工艺、采用高发泡刷毛应用于洗涤剂涂抹工位、提高清洗刷转速并增加变频调速功能、增加列车自动清洗机软化水装置使用工艺、增加车窗吹干装置这5大改进措施，既提升了列车清洗机洗涤剂乳化效果，减少洗涤剂反应时间，又节约了洗涤剂。改进前后洗车效果对比如图3所示，既提升了地铁列车表面污渍的清洗效果，同时又保护了列车表面涂层，更重要的是较好地解决列车洗车后马上上线运营存在的泪痕问题，提升了清洗效果和运营效率。

图3 改进前后洗车效果对比