DWL-48捣固稳定车拨道原理及典型案例分析

周意

摘 要：DWL-48捣固稳定车是奥地利PLASSER公司本世纪初的产品，它是基于09-32捣固车的基础上改进的，增加了一套捣固装置及稳定装置，其起道精度及拨道精度相比09-32捣固车更高，作业效率也更高一些，故本文详细讲述DWL-48捣固稳定车拨道系统基本控制原理及液压原理。

关键词：捣固稳定车;拨道;原理;案例;分析

中图分类号：U418.3 文献标识码：A

0 前言

DWL-48捣固稳定车与09-32捣固车相比较，更加具有科学性和先进性，由只能捣固作业改进为既能捣固作业也能稳定作业。DWL-48捣固稳定车比09-32捣固车每小时快30%以上，大大的提高了作业效率，在作业环境上，与09-32捣固车相比较作业更加平稳，作业精度更高，性能更稳定。

DWL-48捣固稳定车集机械、电气、液压、气动为一体，采用了电液伺服阀、自动检测等先进技术，同时进行起拨道、捣固、稳定作业，各种动作需协调工作。作业时，拨道装置动作频繁，作业时间短，拨道阻力大，必须在短时间内将轨道准确横移至正确的位置，从而消除线路方向误差。因此，拨道系统依旧采用了闭环控制，整个控制环节由给定信号、信号反馈、控制单元和执行单元所组成。

1 拨道系统电气控制原理

首先对拨道电气系统的组成进行分析，拨道电气系统共由三块电路板组成：10U4起拨道补偿微控制板（EK-537MC）、10U5拨道参数计算控制板（EK-2350LV）、10U6拨道模拟控制板（EK-2140LV）。下面，分别对这三块电路板进行分析。

10U4起拨道补偿微控制板主要作用是采集理论正矢信号F04、前端偏移信号F05，根据卫星小车相对零点的位置不同，计算出正矢修正信号及前端偏移修正信号，两者叠加后形成拨道补偿信号F24，从而对拨道作业过程中，由于卫星小车位置相对零点不断变化而产生的拨道误差信号进行修正。

10U5拨道参数计算控制板主要作用是采集拨道正矢传感器信号F00、拨道调零信号F03、拨道补偿信号F24、曲线修正信号F1C、理论正矢信号F04、前端偏移信号F05，以及左（右）加载P19（P20）调零信号，将这七路信号汇总形成拨道总信号，由8Z端子输出进入10U6拨道模拟控制板。

10U6拨道模拟控制板的主要作用有三个：①进行自动拨道作业;②进行手动拨道作业;③将拨道总信号由24Z端子输出至拨道表9g1、4g9，用于指示线路方向偏差。下面，重点对自动拨道和手动拨道进行分析。

1.1 自动拨道作业

拨道总信号由20d端子输入分成两路，一路输入运放OP2A，另一路输入至电容K12进行储存，当超压拨道信号Q114=107*018*[Q0BC]**中的各输入信号有效时，Q114输出低电平，继电器Re1动作，储存于K12的信号通过OP1B输出与原拨道总信号在OP2A叠加，形成过拨道总信号。当自动拨道信号Q115=（02F*039*016*）+（021*

039*）中的各输入信号有效时，Q115输出低电平，继电器Re2动作，总拨道信号通过运放OP2B输入至OP4，并输出电流至电液伺服阀1S15，电流回路为8d→1S15→10Z，并通过拨道油缸控制轨道横移;当拨道量<1 mm时，过拨道信号X107消失，则Q114无输出，继电器Re1失电，K12的信号被切除，则拨道装置再将轨道朝相反的方向拨动，从而可消除钢轨塑性变形。

1.2 手动拨道作业

当手动左（右）拨道信号Q116（Q117）=04E*1B2（04E*1B3）中的各输入信号有效时，Q116（Q117）输出低电平，继电器Re4（Re3）动作，继电器7脚与12脚闭合，+15 V（-15 V）输出至运放OP2B并最终控制电液伺服阀1S15，电流回路为8d→1S165→10Z，并最终通过拨道油缸控制轨道横移。

无论是自动拨道或手动拨道，都需满足旁通阀关闭的条件。程控系统输出QL268=[Q0BC]+[Q0BD]+[Q0BE]*218，当各输入信号有效时，QL268输出24V至旁通阀1S177，旁通阀关闭，为拨道液压回路建压作准备。

2 拨道系统液压原理

拨道液压回路按功能分动力部分、控制部分及执行部分三部分。

动力部分由装在泵驱动齿轮箱上的5#液压泵、11#卸荷溢流阀、10#安全阀和31#蓄能器組成，主要作用是为回路提供稳定的液压源。5#油泵为整个回路提供液压动力源，11#卸荷溢流阀可进行远程控制，10#安全阀可限制系统最高压力而起到保护系统的作用，31#蓄能器是为了使整个系统的压力恒定，减少系统压力的冲击，并为执行元件提供动作的辅助压力流量源，提高系统响应速度（参考中国铁路总公司《DWL-48k连续式三枕捣固稳定车检修规则》）[1]。

控制部分和执行部分由电液伺服阀1S15、旁通阀1S177、2个拨道油缸66组成。拨道液压回路分为拨道、非拨道两种情况。

拨道过程：动力部分提供的150 bar高压油经过高压滤芯67过滤后，到了电液伺服阀接口，当拨道模拟控制板输出正（负）电流至电液伺服阀1S15时，伺服阀阀芯内通路打开与电流相应比例的开口，高压油流入相应比例的液压油至拨道油缸，此时，程控系统输出信号QL268至旁通阀1S177，旁通阀关闭，拨道回路建压，拨道油缸将轨道进行相应电流大小的横移;当拨道电流逐渐减小直至为零时，拨道油缸的动作也相应减小直至不动，则拨道动作完成。

非拨道过程：当拨道模拟控制板无电流输出至电流伺服阀1S15，伺服阀阀芯回至中位，阀内通路全部切断，高压油不能进入拨道油缸;程控系统无输出信号至旁通阀1S177，旁通阀阀芯在通位，两个拨道油缸的大小腔通过旁通阀通向液压油箱，拨道油缸处于浮游状态，对轨道不产生作用力。

3 拨道系统故障的典型案例分析

案例一：拨道系统持续朝右向拨道

故障现象：2019年7月23日，12803#捣固稳定车在京广铁路线施工作业中，当踩下捣固踏板时，拨道系统持续将轨道向右侧拨道，将线路方向拨坏。

处理过程：分别对拨道系统电气系统和液压系统进行排查，排查步骤如下：

第一步：将拨道指示表9g1的指针调至红区中央，此时理论上拨道总信号应为零，但踩下捣固踏板时，拨道油缸仍持续朝右侧拨道，初步分析可能是拨道模拟板EK-2140LV板故障，用万用表测量拨道板的供电端子2d为+15 V，端子2z为-15 V，说明电压正常，于是更换一块新的拨道板装车试拨道，故障依旧，排除了拨道板故障的可能。

第二步：拨道板输出的电流会直接控制拨道伺服阀1S10，假设伺服阀发生较大的零漂，也有可能产生朝一个方向持续拨道的故障现象，因此对伺服阀故障的可能性进行排查。将伺服阀的电源插头拆下，让其不受拨道板控制;当踩下捣固踏板时，程控信号QL268输出24 V至旁通阀，拨道回路建压，此时观察拨道油缸动作情况，发现油缸并无明显的动作，也就是说，电液伺服阀并无较大的零漂液压油输出，因此，可排除电液伺服阀故障的可能。

第三步：由于拨道模拟板与电流伺服阀故障的可能性已排除，那么这个错误的拨道信号可能来至于拨道板至伺服阀之间的电缆线，于是对电缆线进行检查。拨道模拟板到电液伺服阀的电流回路为8d→1S10→10Z，检查电缆线并未发现破损接地的现象，将电缆线至伺服阀上的插头拧下，分解插头发现，原本应焊在插头上的AC线脱焊，与BD线碰到了一起，从而导致短路电流的产生，并最终控制拨道系统错误拨道。将AC线重新牢固的焊在插头上，拧上插头后，再次试拨道作业时，故障现象就消失了。

案例二：拨道系统拨道无力

故障现象：2020年8月15日，12809#捣固稳定车在怀邵衡高铁线路施工作业时，无论自动拨道或手动拨道时，拨道装置有轻微动作但显得无力，不能将轨道方向偏差消除。

处理过程如下：

第一步：用万用表测量拨道板的供电端子2d为+15 V，端子2z为-15 V，说明电压正常。手动左（右）拨道，通过拨道伺服电流表可观察到电流表指针左（右）偏转正常，程控信号QL268输出也正常，因此，可初步排除拨道板及程控信号QL268异常的可能。

第二步：检查电液伺服阀的电缆线插头，发现连接牢固;当QL268有输出时，测量旁通阀的电源插头，量得电压为24 V，可知电流已正常送到液压阀上。

第三步：接下来对液压系统进行排查，由于电流伺服阀阀芯不动作或旁通阀阀芯不动作都有可能导致拨道无力，因此，可逐一更换配件进行排查。首先更换一个新的电液伺服阀，建压试作业时发现仍然拨道无力;于是更换一个新的旁通阀，在进行手动拨道试作业时，拨道装置明显的能将轨道左右横移。因此，最终可知，故障原因为旁通阀阀芯不动作，不能关闭拨道回路至油箱的通路，从而导致拨道装置动作无力。

通過上述故障分析，拨道系统故障排查可采取先查电气控制再查液压回路的方法，具体排查流程可按以下流程进行：程控电源板供电端R50（+15 V）、R51（-15 V）是否正常→拨道信号Q115、QL268是否正常→拨道传感器是否正常→拨道参数计算板EK-2350LV、拨道模拟板EK-2140LV是否正常→拨道伺服阀1S10是否正常→拨道旁通阀1S177是否正常。通常按上述排查流程进行故障排查，可以提高故障排查效率，从而将拨道系统故障对施工的影响降至最低。

4 结束语

DWL-48型捣固稳定车是我国引进的比较先进的大型养路机械，通过对拨道系统电气原理及液压原理的分析，可大大提高拨道系统故障的排查效率，对保证设备的正常运转有着深远意义。

参考文献：

[1]中国铁路总公司《DWL-48k连续式三枕捣固稳定车检修规则》铁总运[2013]172号.