撒砂系统

2024-09-24

撒砂系统（共3篇）

撒砂系统篇1

0 引言

撒砂系统设计用于在低粘着情况下增加轮轨间的粘着。通过该系统, 一方面可以缩短制动距离;另一方面可以改进车辆在轨道上的滑动性能, 如在车辆启动时。

1 撒砂系统的组成

该项目为四模块100%低地板, 每辆车包括3个动力转向架和1个非动力转向架。车辆共配置了6套功能相同的紧凑型双向撒砂系统, 每节动车上配置两套, 分别负责对应侧轮对的撒砂。一节动车上的系统设备配置见图1所示。主要包括砂箱、撒砂单元、空压机、电磁阀和气路板、撒砂喷嘴、加砂盖板等部件。

1.1 空压机

空压机用于为撒砂系统提供撒砂所需的压缩空气。其为小排量无油滑片式空压机, 结构示意图见图2。

1.2 撒砂单元

撒砂单元负责撒砂系统工作时向列车前进方向的撒砂通路中注入沙砾, 并控制撒砂量。在每个撒砂单元上连接有1个空气接口和撒砂软管接口。具体结构见图3。

一套撒砂系统中的2个撒砂单元是相互独立的装置, 为紧凑型设计, 安装于砂箱底部, 其上部与砂箱相连。

撒砂系统工作时, 空压机形成的压力空气通过电磁阀根据行驶方向输送至对应撒砂单元的空气接口 (图3序号1) 。压缩空气通过布置在外壳中的空气管道输送至锥形罩 (图3序号3) 的空心室中, 之后进入喷射室。喷射室通过水平安装的进砂槽口和砂箱内部相连, 经由槽口吸入的砂砾通过喷射室和喷嘴进入撒砂软管接头 (图3序号2) 中, 并随压缩空气一起喷洒到轨道上。

1.3 砂箱

本项目采用独立的砂箱安装于客室内, 每套撒砂系统配置2个砂箱。图4为砂箱示意图。单个砂箱有效容积不小于10 L。

1.4 电磁阀和气路板

两位三通电磁阀用于控制空压机压缩空气的流向, 从而达到根据列车行驶方向控制撒砂系统喷洒方向的目的。

如图5所示, 两位三通电磁阀采用板式安装的方式, 安装在气路板上。气路板通过软管分别与撒砂单元和空压机连通。

1.5 撒砂喷嘴

撒砂喷嘴为漏斗状结构, 可以高效地将砂粒喷洒到轨道上。喷嘴的安装位置高于轨道约50 mm。

撒砂喷嘴固定在转向架构架上。其安装座可以上下调节, 从而当车轮磨耗后, 仍可通过调节其安装支架来保证喷嘴与轨面的高度。

1.6 加砂盖板

加砂盖板用于配合加砂枪使用, 实现无尘快速加砂。加砂盖板安装在车体侧墙上, 与砂箱相连。如图6所示, 外部方形盖板与蒙皮平齐, 使用方形锁紧固。外部盖板打开角度为100°, 在加砂过程中, 加砂枪与旋紧盖贴合, 实现密封与防尘, 从而可以实现在加砂过程中, 砂箱加满后自动停止加砂。除了在加砂过程外, 旋紧盖上开有通风孔, 砂箱具有环境压力。

2 撒砂系统工作过程

撒砂系统工作原理图见图7。

车辆控制单元根据撒砂系统激活指令结合当前行驶方向, 控制空压机的启停以及两位三通电磁阀的通断。

在紧急制动、安全制动、滑行/空转保护功能任一激活的情况下, 撒砂系统将自动启动, 直至列车停车。司机也可以根据情况, 通过座椅扶手上“撒砂”按钮启动撒砂系统, 直至按钮复位。

两位三通电磁阀在正向行驶时失电, 逆向行驶时得电, 从而控制从空压机来的压缩空气在正向和逆向行驶时进入不同的撒砂单元内, 以保证沙砾喷洒在转向架位于列车前进方向的第一轴的前方轨面上。

3 结语

自主化撒砂系统所需空气压力低, 不需配备压缩空气干燥系统, 在低压情况下能可靠撒砂。具有系统成本低, 结构简单、控制方便等特点, 可根据车辆行驶方向自动切换撒砂方向。在低地板有轨电车有着广泛的应用前景。

摘要：简要说明了自主化低地板撒砂系统的组成, 介绍了撒砂系统主要部件的结构和工作原理以及系统的主要特点。

关键词：低地板,撒砂系统,双向撒砂

参考文献

[1]张昱, 刘钊.列车制动力分配决策及其在不完整信息条件下的协调[J].城市轨道交通研究, 2007, 10 (11) :19-22.

[2]殳企平.城市轨道交通车辆制动技术[M].北京:知识产权出版社, 2011.

轻轨客车撒砂装置改造篇2

1 存在的问题

经与用户沟通, 反馈撒砂装置存在的主要问题为:撒砂器落砂管经常堵塞, 不能适时撒砂, 或撒砂速度过快, 砂粒直接落到轨道下面, 导致轻轨客车在启动、爬坡、牵引运行和制动时, 车轮经常发生空转、滑行等现象, 多次造成车轮踏面擦伤和轮箍迟缓事故;同时该型客车撒砂系统故障率极高, 导致客车检修库停时间长, 检修成本高, 乘务人员和检修工劳动强度大, 客车完好率、开动率低。

2 故障原因分析

2.1 原撒砂装置结构及作用原理

撒砂装置由撒砂器、砂管、砂箱和砂子等组成, 其作用是将客车砂箱的砂子适时地撒到钢轨上, 改善轮轨接触面的状态, 提高粘着系数, 防止车轮空转和在紧急制动时车轮滑行。因此, 撒砂器作用的好坏, 直接影响客车牵引力和制动力作用的正常发挥, 影响客车的安全运行。

原撒砂装置由4套砂箱、撒砂器及砂管组成, 结构如图1所示, 安装在转向架四角, 由客车的低压风系统控制。当客车启动、爬坡、牵引运行需要增加轮轨间的粘着力时, 由司机操纵撒砂开关进行撒砂。

2.2 故障原因分析

由该撒砂器组成及作用原理分析可知, 造成该撒砂器落砂管堵塞的原因主要是冬季砂箱潮湿, 外温较低, 导致砂粒结块封堵;造成落砂速度过快的原因主要是撒砂管弯曲度不够, 砂粒与撒砂管摩擦力不足, 导致砂粒在风压作用下快速落砂。

3 改进方案

3.1 改进措施

经过分析, 确定如下改进措施: (1) 重新设计砂箱, 加大原砂箱漏斗形锥度; (2) 重新设计撒砂管, 增加撒砂管弯曲度, 取消橡胶落砂管, 严格控制落砂管与轨面距离; (3) 增加砂箱伴热功能, 彻底杜绝砂粒结块现象。

3.2 结构及操作

新设计的撒砂装置包括砂箱、进砂口、落砂管、伴热装置、接线盒、安装座等 (见图2) 。安装后落砂管下端距轨面40 mm间隙。当需撒砂时, 司机打开驾驶室撒砂开关, 砂粒靠风压作用流入砂管, 进而完成撒砂。

3.3 撒砂装置的安装

撒砂控制装置及砂箱伴热装置开关安装在驾驶室内, 砂箱挂在动力转向架构架上, 全车设4个撒砂装置, 满足车辆不同方向的运行需要。整个装置采用卡板及螺栓结构固定, 便于拆卸。

4 结束语

根据用户要求, 对长春Q6W-1型轻轨客车进行了上述方案的试验改造, 经过实际运行, 情况良好。改造后基本解决了撒砂器喷嘴堵塞、砂粒结块等问题, 保证了客车牵引性能的正常发挥和安全经济运行, 提高了客车的作业效率;降低了客车车轮踏面擦伤事故的发生, 也大大降低了检修成本。

摘要：通过对轻轨客车撒砂装置的改造设计, 改进了撒砂结构, 实现了伴热撒砂装置在轻轨客车上的应用。

撒砂系统篇3

关键词：机车,撒砂阀,砂子倒吸,原因分析,改进措施

0 引言

撒砂系统作为机车的重要组成部件之一, 对机车的牵引和制动有着重要意义。首先, 机车撒砂用于防止机车空转, 保证机车重载牵引时, 牵引动力能够充分利用;其次, 机车撒砂用于防止机车滑行, 保证机车紧急制动时, 制动力能够有效发挥。

1 机车撒砂阀砂子倒吸造成的影响

当机车撒砂阀出现砂子倒吸现象时, 会导致撒砂阀进风管堵塞, 甚至倒吸至机车机械间, 严重影响机车管路清洁和机车撒砂功能的正常发挥。

2 撒砂作用过程分析

如图1所示, 图a表示撒砂控制模块, 图b表示TSSF型撒砂阀。

机车撒砂作用过程如下:当机车发出撒砂指令时, 撒砂电空阀240 YV, 250 YV同时得电。此时, 撒砂电空阀的进风口与出风口沟通, 总风经塞门132、撒砂电空阀进入撒砂风管, 撒砂风管连接到撒砂阀进风盖。进入撒砂阀的风源分为两路, 由搅砂风咀G1和吹砂风咀G2进入撒砂体。吹砂风咀G2把搅砂风咀G1所搅拌悬浮起来的砂子吹向下砂口, 砂子伴随着压力空气的流动和重力的作用流入到钢轨轨面, 完成机车撒砂动作。如图1中空心箭头所指方向所示。

3 砂子倒吸堵塞风管原因分析

3.1 定性分析

机车撒砂指令消除时, 撒砂电空阀240 YV和250 YV同时失电。撒砂电空阀与总风相连的进风口切断, 出风口与排风口沟通。一旦出现撒砂阀下砂口堵塞情况, 则撒砂阀腔体内的压力空气将越积越高。在撒砂电空阀失电的瞬间, 撒砂阀进风管与大气相通。撒砂阀腔体内积蓄的压力空气将携带着撒砂阀腔体内的砂子逆流, 进入撒砂阀进风管, 甚至随风管倒吸进入机械间。如图1中实心箭头标识所示。

3.2 定量分析

从流体动力学的角度来分析机车撒砂时, 压力空气的流动与变换过程, 以便更加直观地解释砂子倒吸的确切原因。

如图2所示的是流束伯努利方程推导简图。图2中示出了一段流束, 两端的流通截面各为A1、A2。在这段流束中取出一微流束, 两端的流通截面各为d A1和d A2, 其相应的压力、流速和高度分别为P1、u1、z1和P2、u2、z2。这段流束的伯努利方程为:

h'w表示流体从截面1流到截面2时, 因黏性而损耗的能量;此处, z1和z2代表流体重力势能。

在分析机车撒砂过程时, 忽略压力空气的重力势能和能量损耗。伯努利方程简化为:

为了简化分析, 将压力空气视为理想气体。根据流体质量守恒定律连续方程为:A1u1=A2u2 (3)

撒砂阀进风管尺寸是10×1无缝钢管。设其压力空气横截面积为A1, 压力空气的平均流速为u1, 压力为P1。则:

撒砂阀吹砂风咀缩孔的直径大小为2 mm。设吹砂风咀小孔内的压力空气横截面积为A2, 压力空气的平均流速为u2, 压力为P2。则:

把 (4) 式和 (5) 式代入 (3) 式得:

把 (6) 式代入 (2) 式得:

由 (7) 式可知:P2<P1即:当机车撒砂正常时, 在整个撒砂系统内, 撒砂阀进风管内部的压力空气压力值P1, 始终大于撒砂阀风咀内的压力值P2。

当撒砂阀下砂口堵塞时, 撒砂阀腔体内压力空气将越积越高, 最终达到压力平衡。即:P2=P1