城际动车组压差式撒砂系统设计简介.pdf

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1、设计制造铁道车辆第５５卷第１期２０１７年１月文章编号：１００２－７６０２（２０１７）０１－００１３－０４城际动车组压差式撒砂系统设计简介马永靖，张笑凡，郑魏婧（中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心电气研发部，吉林长春１３００６２）摘要：介绍了城际动车组差压式撒砂系统的结构及工作原理、部件安装设计、撒砂量控制设计、防砂凝结控制设计、砂子选型和试验等内容。关键词：动车组；撒砂系统；设计中图分类号：Ｕ２７０．３７文献标志码：Ｂ向轨道撒砂作为一种改善轮轨黏着状态的有效方［１］式，已被广泛认可并应用于国内外

2、铁道机车及动车［２－４］组。列车在运行过程中，由于雨、雪、霜或其他因素会造成轮轨间黏着系数急剧恶化，使轮轨间实际可利用的黏着系数远小于列车在牵引和制动工况所需的最小黏着系数。如果这种黏着状态不能得到及时改善，列车就会出现空转或滑行现象，严重时会造成车轮擦图１压差式撒砂系统组成及原理示意图伤和制动距离延长的后果。当轮轨间黏着系数急剧恶化时，向轨道撒砂可快速有效地提高列车牵引和制动有砂箱盖和砂位指示器（根据需要）。撒砂装置安装在性能。速度１６０～２５０ｋｍ／ｈ的城际动车组为满足快砂箱底部，通过输入压缩空气将砂箱内的砂

3、子经软管启快停、频繁启停的运营模式要求，制动瞬时减速度和输送至撒砂喷嘴，撒砂喷嘴将砂子按设计的角度及位启动加速度设定值与干线动车组相比较大，所需的轮置准确地喷洒到轨道上。撒砂装置组装结构示意图见轨黏着系数也相应提高，在高速紧急制动工况下所需图２，结构及工作原理示意图见图３。的黏着系数应至少大于０．１。城际动车组线路不同于地铁线路，处于非封闭空间，轮轨黏着系数受天气等因素影响较大，因此城际动车组配置撒砂系统非常必要。本文将以城际动车组撒砂系统为背景，研究压差式撒砂系统，并系统介绍压差式撒砂系统的组成、撒砂装置的结构

4、及工作原理、部件安装设计、撒砂量控制设计、防砂板结控制设计、砂子选型和试验等内容。１系统组成及结构压差式撒砂系统主要由撒砂指令设备、撒砂控制模块、砂箱、撒砂装置和喷砂嘴组成，其组成及原理示意图见图１。撒砂指令设备用于发出撒砂电气指令，手动撒砂时撒砂指令设备为司机台上的撒砂按钮，由司机触发；自动撒砂时，撒砂指令由列车控制系统或制动控制系图２撒砂装置组装结构示意图统发出。撒砂控制模块可将电气指令转换为撒砂所需撒砂装置由壳体Ｋ、撒砂气路接口Ｓ１、撒砂气路的一定压力的压缩空气。砂箱用于装砂子，砂箱上配缩孔Ｓ１Ｃ、干燥气路

5、接口Ｓ２、干燥气路缩孔Ｓ２Ｃ，撒砂出口Ｓ３、砂罩ＳＺ１，砂罩ＳＺ２，砂罩ＳＺ２管路缩孔收稿日期：２０１６－０２－２２；修订日期：２０１６－０９－０３作者简介：马永靖（１９８２－），男，高级工程师。ＳＺ２Ｃ、干燥棒Ｇ和隔砂板Ｄ组成（图３）。撒砂装置安·１３·铁道车辆第５５卷第１期２０１７年１月使砂子松散开来，经砂罩ＳＺ２管路缩孔ＳＺ２Ｃ在缩孔下部形成压差，砂子在压差作用下经砂罩ＳＺ１输送至撒砂出口Ｓ３。在撒砂气路接口Ｓ１流入的压缩空气压力固定的情况下，撒砂量由Ａ和Ｂ这两个气流压缩空气流量的比例关系决定，该比例关系取

6、决于撒砂气路缩孔Ｓ１Ｃ和砂罩ＳＺ２管路缩孔ＳＺ２Ｃ的通径尺寸。３部件安装设计撒砂喷嘴安装在转向架的支座上，安装后撒砂喷嘴与轨道平行（图４）。随着车轮的磨耗，撒砂喷嘴离轨面越来越近，因此撒砂喷嘴在支座垂直方向的安装孔应采用长圆孔，以便于调节撒砂喷嘴垂向安装尺寸。图３撒砂装置结构及工作原理示意图装在砂箱下部后，砂罩ＳＺ１应在最低砂位线Ｌｍｉｎ以下，砂罩ＳＺ２应在最高砂位线Ｌｍａｘ以上。撒砂气路缩孔Ｓ１Ｃ、干燥气路缩孔Ｓ２Ｃ、砂罩ＳＺ２管路ＳＺＧ及缩孔图４撒砂喷嘴安装位置ＳＺ２Ｃ用于调整压缩空气流量。撒砂气路接口Ｓ１和

7、撒砂系统部件安装示意图见图５。砂箱吊装在离干燥气路接口Ｓ２的压缩空气可穿过隔砂板Ｄ进入砂需要撒砂的车轮较近的车体底架上。砂子传输软管安箱，而砂子不会通过隔砂板Ｄ进入撒砂装置壳体Ｋ装路径应保持一定倾斜角度，确保可以排空软管里的内。隔砂板Ｄ内的干燥棒Ｇ用于加热流经隔砂板Ｄ砂子。砂子传输软管长度应留有一定余量，以免在列的压缩空气。车通过曲线时被拉断。２工作原理２．１干燥如图３所示，撒砂装置干燥棒Ｇ接通电源后，将干燥气路接口Ｓ２流入的压缩空气加热，被加热后的压缩空气按气流Ｂ方向经过砂箱里的砂子、砂罩ＳＺ２及其管路流向撒砂

8、出口Ｓ３，疏松砂箱内的砂子，以免砂子结块。干燥气路接口Ｓ２流入的压缩空气由于流量较小，不会输送砂子。２．２撒砂如图３所示，撒砂装置撒砂气路接口Ｓ１流入的压缩空气经撒砂气路缩孔Ｓ１Ｃ调节流量后，穿过隔砂板Ｄ进入砂箱，由于压缩空气从砂箱底部进入，使得砂子变得松散并且具有流动性，有利于砂子输送。进入砂图５撒砂系统部件安装示意图箱后，压缩空气分成气流Ａ和Ｂ，一部分压缩空气按气流Ａ