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接触网综合作业车用途和关键技术
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两组抬线臂
定位导轮
车顶配置的2000M接触网线
连接线路
固定网线工作状态
作业装置和安全控制技术
作业工况以10km/h以下速度运行,伸缩臂外伸时,车体两系弹性悬挂系统被液 压锁定装置刚性联接,能够平衡伸缩臂外伸的整个系统重心的变化,并适应车辆运 行和制动加速度。 在14.9 m/s最大风速下,安全系统能够防止大风力造成的过度扭转,确保工作台 在外伸极限位置时平稳、安全、可靠地进行高空检修接触网作业。 检测车辆轮对与轨面的接触状态,一旦有微小的分离、空转,立即控制工作台 回缩,防止车体倾覆。 德国GBM公司的安全控制技术与奥地利帕尔芬格公司的作业装置系统集成。
聚光灯、彩色视频摄取图像
车辆在高速160km/h运行,都能清晰地测量数据,计算机显示和软件分析,操作方便,作业效 率高,使用安全,适应高速铁路接触网检测维护。
六、技术引进的必要性
1.国内高速电气化铁路缺少快速多功能综合作业车,进行接触网检修、抢修、救援 和应对冰冻等自然灾害。
2.在核心技术方面缺少成熟的产品、技术和制造经验。
三、欧洲铁路应用
德国联邦铁路(DB铁路)约有8000余公里。为保证高速铁路和电气 化铁路接触网的正常运行,从2002年起,DB铁路拟定技术条件,向 德国葛莱斯堡机械公司(GBM公司)订购了BR711型快速多功能综 合作业车(简称BR711,DB铁路型号)。该产品通过了DB铁路认证 后,在全国迅速配备了44台,在保障线路畅通中发挥了重要作用。 奥地利PLASSER公司下属的ROBEL公司正在研制,拟供应奥地利铁 路。
± 360°球面旋转和向上+18 m、向下-14 m 伸缩的工作台,载重量280kg。
± 90°旋转,最大上升高度相对车顶平面6m,载重量 400kg。2个工作台可实现对接。
伸缩旋转臂式工作台可以进行各种作业。
维修铁路接触网
检查更换故障信号灯
清理限界内影响安全行车的树枝
快速地将物料补给到车辆内
车顶有两组接触网悬线和吊绳定位器,可一次更换2000 m以内的故障接触网线。
2.综合作业控制技术
抬线臂遥控装置
旋转升降台遥控装置
在伸缩臂平台上的作业人员采用遥控装置控制工作台的旋转、升降、定位,同时移动 车辆的位置,满足作业需要。与车辆自行和牵引、作业低速走行和点动移车两种基本运行 模式及五种运行制动装置综合控制相结合;在作业臂外伸时要防止过大的加速度冲击;特 别是在下坡时制动与牵引转换迅速,使作业平台平稳。 目前,国内在铁道车辆上没有相近似的产品和技术。
七、项目实施进程
GBM公司提出的快速多功能综合作业车生产周期建议: 1)技术准备阶段——“技术合作协议”生效后6个月内完成 GBM和铁道部等最终用户、二七公司一起,以BR711为基型,进行国产化快速多 功能综合作业车的联合设计。同时,在德国对有关人员进行培训。 2)采购订货——技术合作协议签订后3个月内开始 GBM、二七公司和主要供应商洽谈,达成主要部件订货合同。 3)生产第1台样车——技术合作协议生效后第18个月完成 从第6个月开始进行生产技术准备,GBM为二七公司提供为期12个月的生产现场 技术服务。协助二七公司完成样车的各种型式试验。 4)批量生产阶段 第2列车在样机完成后2个月后交付;再隔1个月,交付第3列车。 从第4列车开始形成每月交付2台车的生产能力。 合同生效后: 第2年(24个月):完成8台车制造 第3年(36个月):完成24台(按一条生产线配置计算,可以根据订单需要增 加。)
5.系统的车体钢结构技术
车顶布置作业器具多,载荷与受力复杂,车体钢结构要承受牵引 力,还要承受作业平台的支承力,在22吨轴重下,需要车架、车体要有 较高的强度和刚度。 各种牵引设备(两种牵引系统)如同客运内燃动车组,都布置在车 架下部。车体内部用于安装两种升降装置,检修作业设备和工作间、生 活空间。 车架和车体的各部分空间都被利用起来,存放管材、线材,增强作 业能力。 车体流线设计和车顶作业设备的安装,都能满足高速运行的需要。 国内具备相关的产品、技术和制造经验。
可以双机组或单机组运行,确保高速通过能力和运行的可靠性。 可以单机或双机重联牵引列车,快速地抢修和疏通线路。适应环境温度范围广,能 在恶劣的气候条件下工作。
•主要由在车架下部安装的柴油机-液力传动箱(含 高速客运内燃动车组 液力制动器)-万向轴-车轴齿轮箱的牵引系统和冷 技术平台 却装置、制动系统(多种制动方式)、辅助动力系 统组成。 •利用流体动力传动原理的液力传动箱内泵轮和涡 轮、导轮自动进行速度-扭矩变换,实现双曲线自 动适应的牵引特性;替代了电传动系统中主发电机、 牵引电动机、恒功率控制、交流变频调速装置、电 动机通风机。机械装置与电器装置相比简单、可靠、 经久耐用、运用和检修成本低。 •液力传动装置重量轻,无需轮对空心轴驱动装置 就可以实现较轻的簧下重量。 •轮对成组驱动,粘着性好。 •液力制动无磨损。
国内没有成熟、可靠、工业化批量生产的技术。
4.制动控制技术
为满足高速运行和低速作业运行、点动移车等要求,该车配置自动、KE型多缓解空 气盘式制动器;②一套直接空气制动作为补充;③一套直接电空制动器 ;④一套电磁轨道制动器;⑤一套弹簧制动器用于停车制动;⑥也可以 加装两套液力制动器(减速器),实现无磨损制动。 还有防滑和防空转保护装置与牵引、制动相结合。 国内引进的高速电力动车组有相关技术和消化吸收能力,但没有与 液力制动器集成的成熟技术和产品。
快速多功能综合作业车用途和关键技术
中国北车股份北京二七轨道交通装备有限责任公司
一、概述
快速多功能综合作业车(简称综合作业车)是电气化铁路、高速客运专线接触 网检修、维护、抢修的专业设备,也可以用于线路、桥梁等设施的检查和维护。 车辆的作业设备有检修电气化线路高空装置的全方位伸缩-旋转式工作台、升 降工作台和网线定位器、接触网自动检测系统;有各种现场检修设备并带有检修配 件和材料;车上设有工作室、生活间、司机室;车体的整体钢结构,可以支撑和平 衡各种升降工作台伸缩旋转作业;以160~200km/h高速客运内燃动车为基础,走行 部既可以满足高速运行的需要,也可以使车体与走行部之间转换成刚性系统,满足 低速作业运行的需要,牵引运行系统的各种机组全部安装在车架下部。
没有成熟产品,有相类似的高速电力 动车组的技术和制造经验。
没有成熟产品,有机车车辆车体钢结 构技术和制造经验。 有成熟产品和技术。
可行。 除个别制动元器件外。
可行。
3.基本具备消化吸收、制造、试验验证体系,通过引进技术、联合设计,可以制造出 满足中国高速电气化铁路技术条件的产品;通过初期合作生产和国产化进程,可以 达到国产化80%的目标。因此,有必要进行技术引进,联合设计,国产化生产。
八、经济性
• 与GBM公司合作,进行BR711快速多功能综合作业车技术引进。获得 对BR711的技术许可,作为基型产品,与GBM达成技术转让(包括技 术许可、联合设计、技术资料、培训、服务、验收)协议。 • GBM公司2006年销售给DB铁路的5台BR711出厂单价为340万欧元(不 含税)。该产品全部都是欧洲制造机组和部件、组装和调试等,如 果在中国进行国产化生产,价格必将大大低于整机进口。 • 通过国内市场调研,国内制造基础完全可以达到国产化80%的目标, 从而实现价格为国际市场原产地价格的70%的经济目标;同时,还 大大节省进口税费。 • 项目具有较好的经济性。
四、主要结构
司机室 测量弓 网线定位器 升降式工作台 旋转伸缩臂式工作台 维修用线
车钩缓冲器 转向架 柴油机-液力传动装置 冷却装置 辅助装置 空气制动系统 设备安装 工作间 生活间和会议室
五、关键技术
1.多功能作业装置和安全控制技术
两个工作台相结合,可以提供全方位作业位置,维修接触网、检查更换线路两侧 设施和清理限界内影响安全行车的障碍等。
车体和转向架两系弹性悬挂的液压锁定装置
测定风速,控制外伸工作台稳定
国内现状
徐工集团随车起重机公司制造XZJ5140GD15桥梁检测车,有类似旋转伸缩 工作臂,承重200kg,最大作业高度15m,最低6m;汽车起重机中有类似的升降 式工作台。汽车起重机械和相关的控制技术,可以借鉴。 目前,国内没有成熟的作业装置和铁路车辆用安全控制技术系统集成产品。 徐工集团设计制造企业和中心试验研究院、中国起重机产品质量监督检验中 心可以形成国产化消化吸收体系,进行各种作业机械引进后的国产化,或在 BR711整机引进后进行作业装置的国产化替代开发。 由GBM公司全面转让安全控制技术,包括产品图纸和控制软件。
二、主要用途
• 快速到达工作现场:160km/h以上的速度(隧道内速度)快速到达作业现场。 • 多功能综合作业:车辆具有伸缩旋转臂式工作台、升降式工作台、网线定位器、 接触网检测系统可以对线路上高压接触网及线路设施进行综合检测、检修和维 护。在工作台上,远距离遥控车辆平稳、安全、可靠地运行到预定位置,满足 作业需要。也可以用于电气化铁路的高压接触网的高空设施、通信设施、桥梁 及隧道等的综合检修及维护。 • 现场检修:车内带有多种检修机械、配件和管线等材料,可在作业现场进行配 件检修和更换。 • 应急抢险救援:应对自然灾害和突发事件,进行抢险救援。可以在冰雪灾害发 生时快速到达现场,清除冰冻,恢复线路。 • 牵引列车:采用内燃动力传动装置,具有高机动性,可以单机或双机、多机重 联在内、电区段牵引列车,将故障线路区段中的列车牵出,疏通线路,恢复运 营。
车辆运行主要技术指标
项 目 指 标 最大自走行速度(双向): 连挂最大速度: 通过最小曲线半径: 最大海拔高度: 环境温度范围: 160 km/h(隧道内) 120km/h 150m 2000m -25℃ ~ +40℃
相对湿度:
限界:
60%
GB146.1-1A/B
作业条件:
能在雨天、夜间、风沙、灰尘严重的条件下工作
九、结论
1.为了保证高速客运专线和电气化铁路的安全畅通,满足接触网检修的需要和应 对突发事件及自然灾害,应尽快启动制造160km/h以上具有高机动性的快速多功 能综合作业车项目。 2.吸收国际上先进、成熟的技术,以BR711为基型,联合设计、国产化制造,形 成自主品牌的快速多功能综合作业车,技术可靠、用时短、投入少。这是制造高 速铁路线路维护装备较稳妥的途径。 3.二七公司在北车股份的领导下,依托北车股份和国内各企业的制造基础,完全 能够达到国产化率80%、实现国产化产品为国际市场原产地产品价格70%的目标, 并大大节省进口税费。 4.通过该项目的实施,可以建立线路维护用高速作业装备制造平台,掌握和吸收 多功能综合作业装置和安全控制技术、综合作业控制技术、高速运行和低速作业 双模式牵引系统、制动技术、系统的车体钢结构技术;通过自主创新,可以为高 速铁路维护提供适用的其它有关装备。