城軌地鐵車輛輪徑值應(yīng)用情況分析

摘 要：地鐵車輛車輪是車輛的關(guān)鍵部件，輪徑的變化，關(guān)乎著輪軌關(guān)系的匹配，嚴重時會影響到車輛牽引動力性能，同軸輪徑、同車不同的輪徑值出現(xiàn)差異，都有可能影響到車輛的運行安全性，隨著運營線路逐漸增多，制定統(tǒng)一的標準輪徑維護管理要求愈發(fā)顯得重要，本文主要對車輛輪徑的應(yīng)用和日常維護要求進行介紹。

關(guān)鍵詞：城市軌道；地鐵車輛；輪徑

車輛運行時，車輛轉(zhuǎn)向架的前后輪徑必然不會完美相同，地鐵車輛在運行過程中，受不同線路小半徑曲線、岔區(qū)設(shè)置等工況影響會出現(xiàn)車輪輪緣異常磨耗、車輛踏面擦傷剝離等，進而引起車輪直徑的變化，本文通過對車輛輪徑在系統(tǒng)控制中的不同應(yīng)用、車輛輪徑差對列車控制的影響，提出檢修中輪徑管理維護的要求。

1.車輛速度計算

三菱牽引系統(tǒng)TCMS網(wǎng)絡(luò)利用車輛輪徑值和電機轉(zhuǎn)子頻率計算得出每節(jié)車動車的速度，全列共3個動車速度值，車輛輪徑計算列車速度的公式V[km/h]=π*f*d[mm]/傳動比*極對數(shù)）*{3600/（1000*1000）}，網(wǎng)絡(luò)中央單元CCU取中間值作為整車速度；時代牽引系統(tǒng)列車速度信號來源于牽引系統(tǒng)反饋的“電機綜合轉(zhuǎn)速”，（每節(jié)動車1個，全列共3個）和制動系統(tǒng)反饋的“車輛參考速度”（單位：每節(jié)車廂1個，全列共6個），網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對于這9個車廂速度信號，除去最大值和最小值之后，進行取平均值操作，從而得出列車速度信號。網(wǎng)絡(luò)計算出的速度用于各種 TMS 控制和監(jiān)視功能，具體如下：

1）保持制動控制（制動或惰行狀態(tài)下，當列車速小于 5km/h，TMS 向所有 EBCU 發(fā)出保持制動施加指令）

2）故障記錄（當各車的CU 和 LU 檢測到故障，在故障履歷中記錄故障信息時會伴隨記錄對應(yīng)時刻速度信息）

3）運行距離記錄（TMS 根據(jù)速度信息計算累計行使距離，速度超過 5km/h 時開始計算）

4）載客量記錄（TMS檢測站名已經(jīng)更改、車輛速度大于 5km/h，二者同成立 10 秒后 TMS 記錄一次載客量記錄）

2.車載信號系統(tǒng)停車對標情況校準

西門子車載信號系統(tǒng)，鏇修作業(yè)后需要車輛提供輪徑值，選取1公里的平直線路進行對標調(diào)試，OBCU結(jié)合車輛輪徑值來調(diào)整信號多普勒雷達和速度傳感器的對應(yīng)參數(shù)。龐巴迪車載信號系統(tǒng)，不需要車輛單獨提供輪徑值，信號系統(tǒng)在正線使用信標進行自動校準，不需車輛提供。

3.用于車輛走行里程計算

3.1車輛里程

車輛走行里程是由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負責(zé)計算，兩端司機室的網(wǎng)絡(luò)控制單元之間進行實時比較同步。計算時選取列車在很短的時間片內(nèi)（50ms），近似認為處于勻速運動狀態(tài)，因此通過對每一個時間片內(nèi)的列車距離進行單獨計算，然后實時進行積分運算，就可以得出列車總的運行里程。

4.輪徑差異對車輛牽引控制的影響

一般情況下，動車、拖車的輪徑設(shè)置通過TCMS系統(tǒng)HMI顯示器一鍵完成，便于牽引系統(tǒng)對輪徑參數(shù)的統(tǒng)一識別。輪徑輸入或管理出現(xiàn)差異，會導(dǎo)致并聯(lián)運行的牽引電機電流和轉(zhuǎn)矩不平衡，嚴重的會導(dǎo)致瞬時電機顛覆引發(fā)變流器過流保護。另外輪徑差導(dǎo)致電機電流大小的差異也會使電機溫升不一致。

4.1在VVVF逆變器控制系統(tǒng)中，從電機轉(zhuǎn)矩以及粘著利用兩方面考慮了輪徑差異造成的影響并使其減少到最少。

4.2控制系統(tǒng)對輪徑差異的處理措施

列車一定速度下惰行，檢測出各個輪對的輪徑差異，區(qū)分出無須輪徑差異處理和必須進行處理的情況。對于同一個轉(zhuǎn)向架中兩個輪對的嚴重輪徑差，通過DCU內(nèi)部檢測，從牽引/制動包絡(luò)線給定轉(zhuǎn)矩限制和粘著斜率控制方面進行處理。對一個動車不同轉(zhuǎn)向架中兩個輪對的嚴重輪徑差，通過DCU內(nèi)部檢測，確定兩個模塊驅(qū)動的不同電機最大牽引力，粘著利用控制根據(jù)兩架的當前最大可利用粘著系數(shù)來確定瞬時粘著系數(shù)，確保電機不顛覆。對不同動車不同轉(zhuǎn)向架中兩個輪對的嚴重輪徑差，通過CCU對不同動車分配不同牽引力來進行協(xié)調(diào)控制。

4.3 輪徑差異控制標準

牽引系統(tǒng)對輪徑差異控制標準要求如下：

1）同軸輪徑差異，通常在要求控制值在2mm之內(nèi)。

2）同一轉(zhuǎn)向架不同輪對的輪徑差異，根據(jù)經(jīng)驗要求限制在4mm以內(nèi)。

3）同一車輛不同轉(zhuǎn)向架上輪對的輪徑差異，根據(jù)經(jīng)驗，允許差異可以達到8mm。

5.車輛輪徑值輸入管理

目前各線路要求月修B以上修程及車輛鏇修后調(diào)整時均需對車輛輪徑值進行輸入校對，輸入精度控制在1mm以內(nèi)。時代系統(tǒng)所有6節(jié)車輛（動、拖車）均需手動輸入輪徑值，各線輸入界面如下，可分別單節(jié)輸入，也可統(tǒng)一選中一起輸入。

總結(jié)

車輛輪徑的變化，關(guān)乎著輪軌關(guān)系的匹配，嚴重時會影響到車輛牽引動力性能，是車輛日常維護控制的關(guān)鍵項點之一，同軸輪徑、同車不同的輪徑值出現(xiàn)差異，有可能影響到車輛的運行安全性、穩(wěn)定性，因此，嚴格控制輪徑差的大小及其分布形式，做好日常車輛維修輪徑值輸入管理，具有非常重要的意義。

作者簡介：

馬永超（1987-）男，漢族，甘肅武威，大學(xué)本科，天津軌道交通運營集團有限公司，工程師，從事城市軌道交通車輛維修管理工作。