專利名稱：一種混合動力鋼軌打磨車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用于鐵路工程領域的養(yǎng)路車輛，尤其是一種應用于大型軌道工程領域具有混合動力的鋼軌打磨列車。
背景技術：
現(xiàn)今在國內外的鋼軌打磨車上都采用的是由內燃機-發(fā)電機組為整車提供動力來源，以內燃機作為動力源的車輛在作業(yè)過程中特別是在隧道作業(yè)過程中，大量的有毒氣體和粉塵對作業(yè)人員的身體健康帶來很大的傷害，所排的廢氣和打磨粉塵也很難排出隧道，嚴重時會使發(fā)動機停機，降低作業(yè)效率；另外石油資源日益短缺且價格逐年攀升，使使用成本大幅增加。現(xiàn)有鋼軌打磨車的內燃機采用柴油機作為動力源，主要存在以下方面的技術問·題I、柴油機所排廢氣會造成發(fā)動機過熱，嚴重時造成發(fā)動機停機，降低了作業(yè)效率。2、柴油機廢氣的排放對空氣造成污染，特別是在隧道等封閉環(huán)境作業(yè)時嚴重危害作業(yè)人員的生命健康安全。3、另外柴油機在工作過程中柴油燃燒效率低，燃燒率只有40%左右，且石油是不可再生資源，現(xiàn)在變得日益稀缺，價格逐年大幅攀升，導致打磨車使用成本不斷增加。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種混合動力鋼軌打磨車裝置，該裝置解決了現(xiàn)有鋼軌打磨車作業(yè)效率低、排放污染嚴重、燃燒效率低，以及使用和維護成本高的技術問題。為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型具體提供了一種混合動力鋼軌打磨車的技術實現(xiàn)方案，一種混合動力鋼軌打磨車，包括內燃機驅動動力車、電力驅動動力車和一節(jié)以上的拖車，拖車上安裝有打磨裝置，混合動力鋼軌打磨車在有電區(qū)或隧道區(qū)間工作時，通過電力驅動動力車的受電弓從接觸網(wǎng)取電，經(jīng)過變壓器降壓，并經(jīng)過變流器整流、逆變成三相變頻變壓的交流電，為牽引電機和打磨裝置提供所需的動力；混合動力鋼軌打磨車在無電區(qū)工作時，切換到內燃機發(fā)電機組合模式，為混合動力鋼軌打磨車的走行和打磨裝置提供所需的動力。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車上設置有打磨裝置，打磨裝置設置在內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車車體的底部。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，內燃機驅動動力車包括第一內燃機驅動動力車和第二內燃機驅動動力車，第一內燃機驅動動力車、拖車、電力驅動動力車和第二內燃機驅動動力車依次連接。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，電力驅動動力車上的變壓器包括輔助隔離變壓器、主隔離變壓器和主變壓器，電力驅動動力車上的變流器包括主變流器和輔助變流器，電力驅動動力車還包括轉向架、車體組成、消防水系統(tǒng)、打磨液壓系統(tǒng)、牽引電機通風機、開關柜、集塵器、空壓機組裝區(qū)、車體通風系統(tǒng)、衛(wèi)生間和制動機組裝區(qū)，轉向架和消防水系統(tǒng)設置在車體組成的底部，打磨液壓系統(tǒng)、牽引電機通風機、開關柜、集塵器、空壓機組裝區(qū)、車體通風系統(tǒng)、衛(wèi)生間和制動機組裝區(qū)設置在車體組成的內部。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，在電力驅動動力車的車體組成的相對前部和后部均設置有牽引電機通風機，兩套車體通風系統(tǒng)相對地設置在車體組成相對前部的兩側壁。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，在車體組成的相對前部和后部的牽引電機通風機之間依次設置有車體通風系統(tǒng)、空壓機組裝區(qū)、集塵器、 主變壓器、主變流器、輔助隔離變壓器、開關柜、輔助變流器和主隔離變壓器。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，在有電或隧道區(qū)間電力驅動動力車通過受電弓從25KV接觸網(wǎng)受電，經(jīng)過降壓、整流和逆變后，再經(jīng)電力驅動動力車上的開關柜分成三路供電線路，一路用于走行系統(tǒng)，另一路用于打磨作業(yè)系統(tǒng)，再一路用于輔助供電系統(tǒng)；混合動力鋼軌打磨車的供電系統(tǒng)通過兩根聯(lián)絡線分別連接到內燃機驅動動力車和電力驅動動力車的聯(lián)絡開關，供電系統(tǒng)通過聯(lián)絡開關進行切換，在接觸網(wǎng)有電時切換到電力驅動動力車的變流器端，在接觸網(wǎng)無電時切換到內燃機驅動動力車的內燃發(fā)電機組端，啟動內燃發(fā)電機組供電。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，電力驅動動力車上的主變流器包括牽引變流器和打磨變流器，牽引變流器控制四臺牽引電機，牽引變流器向牽引電機輸出變頻變壓的交流電，輸出交流電的電壓等級為1400V，頻率在0—200HZ之間可調；牽引電機工作在PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調制)波形供電模式。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，打磨變流器分別控制兩臺以上的打磨電動機和一臺以上的液壓泵電動機，打磨電動機分別以380V電壓和60Hz頻率依次啟動，全部啟動完成后再過渡到600V電壓和120Hz頻率的長期工作模式；打磨電動機工作在PWM波形供電模式。作為本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車技術方案的進一步改進，輔助變流器為混合動力鋼軌打磨車上包括的空壓機、干燥器、空調器、電暖器、冷卻風機、除塵風機和排風機在內的輔助設備供電。通過實施上述本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車的技術方案，具有以下技術效果I、本實用新型具有混合動力源，既可以通過自身的內燃機取電，也可以從接觸網(wǎng)直接取電；2、本實用新型采用交流電機調速+減速齒輪箱的動力驅動模式，又可以工作于通過內燃機為動力源的液壓驅動模式，使打磨車在有電區(qū)、無電區(qū)、隧道區(qū)實現(xiàn)全路段的無縫作業(yè)；3、本實用新型既滿足環(huán)保要求又提高了鋼軌打磨車的工作效率。

[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
的結構組成示意圖；圖2是本實用新型混合動力鋼 軌打磨車一種具體實施方式
第一內燃機驅動動力車的結構示意圖；圖3是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
拖車的結構示意圖；圖4是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
電力驅動動力車的結構示意圖；圖5是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
第二內燃機驅動動力車的結構示意圖；圖6是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
的電氣連接結構示意圖；圖7是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
電力驅動動力車的結構不意王視圖；圖8是本實用新型混合動力鋼軌打磨車一種具體實施方式
電力驅動動力車的結構不意俯視圖；圖中1-電力驅動動力車，2-第一內燃機驅動動力車，3-第二內燃機驅動動力車，4-拖車，101-轉向架，102-車體組成，103-消防水系統(tǒng)，104-打磨裝置，105-打磨液壓系統(tǒng)，106-牽引電機通風機，107-開關柜，108-輔助隔離變壓器，109-主隔離變壓器，110-主變壓器，111-集塵器，112-空壓機組裝區(qū)，113-車體通風系統(tǒng)，114-衛(wèi)生間，115-制動機組裝區(qū)，116-主變流器，117-輔助變流器，118-受電弓，119-牽引電機，120-側壁。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如附圖I至附圖8中所示，給出了本實用新型一種混合動力鋼軌打磨車的具體實施例，
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。如附圖I所示的一種混合動力鋼軌打磨車的具體實施方式
,包括內燃機驅動動力車、電力驅動動力車I和一節(jié)以上的一系列拖車4的編組。在內燃機驅動動力車上安裝有內燃發(fā)電機組，在無電區(qū)間通過液壓泵驅動馬達(液壓泵電動機)，提供走行動力，同時內燃發(fā)電機組也為打磨電動機提供動力。拖車4上安裝有打磨裝置104,混合動力鋼軌打磨車在有電區(qū)或隧道區(qū)間工作時，通過安裝在電力驅動動力車I頂部的受電弓118從接觸網(wǎng)取電，經(jīng)過變壓器降壓，并經(jīng)過變流器整流、逆變成三相變頻變壓的交流電，為牽引電機119和打磨裝置104提供所需的動力；混合動力鋼軌打磨車在通過無電區(qū)時，切換到內燃機發(fā)電機組合模式，為混合動力鋼軌打磨車的走行和打磨裝置104提供所需的動力。在內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車I上也可以進一步設置有打磨裝置104，打磨裝置104設置在內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車I車體的底部。作為一種典型的實施方式，附圖I中所示的混合動力鋼軌打磨車的內燃機驅動動力車包括第一內燃機驅動動力車2和第二內燃機驅動動力車3兩節(jié)車廂，分別位于混合動力鋼軌打磨車的頭部和尾部。第一內燃機驅動動力車2、拖車4、電力驅動動力車I和第二內燃機驅動動力車3依次連接。拖車4上除了設置有打磨裝置104外，還起到了連接第一內燃機驅動動力車2和電力驅動動力車1，以及擴展工作和生活設施的作用。其中，第一內燃機驅動動力車2、拖車4、電力驅動動力車I和第二內燃機驅動動力車3的結構組成如附圖2至附圖5所示?；旌蟿恿︿撥壌蚰ボ嚲哂卸鄤恿υ?，即電力驅動模式和內燃發(fā)電機組的液壓驅動模式，兩動力之間可以進行交互使用。混合動力鋼軌打磨車在有電區(qū)或隧道區(qū)間工作時，通過受電弓118從25KV接觸網(wǎng)取電，經(jīng)過變壓器降壓，變流器整流、逆變成三相變頻變壓的交流電，為牽引電機119和打磨裝置104提供所需動力；混合動力鋼軌打磨車在通過無電區(qū)時，切換到內燃機發(fā)電機組合模式，為打磨車提供走行和打磨所需的動力?！と绺綀D7和8所示，電力驅動動力車I上的變壓器進一步包括輔助隔離變壓器108、主隔離變壓器109和主變壓器110，電力驅動動力車I上的變流器包括主變流器116和輔助變流器117，電力驅動動力車I還包括轉向架101、車體組成102、消防水系統(tǒng)103、打磨液壓系統(tǒng)105、牽引電機通風機106、開關柜107、集塵器111、空壓機組裝區(qū)112、車體通風系統(tǒng)113、衛(wèi)生間114和制動機組裝區(qū)115，轉向架101和消防水系統(tǒng)103設置在車體組成102的底部，打磨液壓系統(tǒng)105、牽引電機通風機106、開關柜107、集塵器111、空壓機組裝區(qū)112、車體通風系統(tǒng)113、衛(wèi)生間114和制動機組裝區(qū)115設置在車體組成102的內部。兩臺牽引電機通風機106進一步設置在電力驅動動力車I的車體組成102的相對前部和后部，兩套車體通風系統(tǒng)113相對地設置在車體組成102相對前部的兩側壁120。在車體組成102的相對前部和后部的牽引電機通風機106之間依次設置有車體通風系統(tǒng)113、空壓機組裝區(qū)112、集塵器111、主變壓器110、主變流器116、輔助隔離變壓器108、開關柜107、輔助變流器117和主隔離變壓器109。如附圖6所示，高壓系統(tǒng)(包括受電弓118和斷路器等)、主變壓器110、主變流器116、輔助變流器117、主隔離變壓器109、輔助隔離變壓器108、濾波電抗器和牽引電機119及其它相關設備組成了混合動力鋼軌打磨車的電力驅動動力系統(tǒng)。在有電或隧道區(qū)間電力驅動動力車通過受電弓118從25KV接觸網(wǎng)受電，經(jīng)過降壓、整流和逆變后，再經(jīng)電力驅動動力車I上的開關柜107分成三路供電線路，一路用于走行系統(tǒng)，另一路用于打磨作業(yè)系統(tǒng)，再一路用于輔助供電系統(tǒng)?；旌蟿恿︿撥壌蚰ボ嚨墓╇娤到y(tǒng)通過兩根聯(lián)絡線分別連接到內燃機驅動動力車和電力驅動動力車I的聯(lián)絡開關。其中一根聯(lián)絡線同時連接到第一內燃機驅動動力車2和第二內燃機驅動動力車3的聯(lián)絡開關，另一根聯(lián)絡線連接到電力驅動動力車I的聯(lián)絡開關。供電系統(tǒng)通過聯(lián)絡開關進行切換，在接觸網(wǎng)有電時切換到電力驅動動力車I的變流器端，在接觸網(wǎng)無電時切換到內燃機驅動動力車的內燃發(fā)電機端，啟動內燃發(fā)電機組供電。其中，內燃發(fā)電機組采用柴油發(fā)電機組。受電弓、避雷器、斷路器和變壓器組成網(wǎng)側高壓系統(tǒng)，均采用電力機車的成熟部件，高壓變壓器的繞組個數(shù)和電壓等級、電流范圍滿足變流系統(tǒng)的需求；牽引變流器、打磨變流器、輔助變流器組成變流系統(tǒng)；牽引電機119、打磨電動機和液壓泵電動機組成電機系統(tǒng)。電力驅動動 力車I上的主變流器116進一步包括牽引變流器和打磨變流器，牽引變流器控制4臺牽引電機119，牽引變流器向牽引電機119輸出變頻變壓的交流電，輸出交流電的電壓等級為1400V，頻率在0—200HZ之間可調；牽引電機119可在PWM波形供電電源模式下正常工作。牽引電機119能夠滿足高速牽引時的功率和打磨工作狀態(tài)時低恒速的力矩要求，其結構尺寸與齒輪箱和轉向架相匹配。打磨變流器分別控制48臺的打磨電動機和3臺以上的液壓泵電動機，打磨電動機采用22KW電動機，液壓泵電動機采用37KW電動機，電壓輸出等級交流600V頻率60—120HZ可調；打磨電動機分別以380V電壓和60Hz頻率依次啟動，全部啟動完成后再過渡到600V電壓和120Hz頻率的長期工作模式；打磨電動機可在PWM波形供電電源模式下正常工作。打磨電動機的選取需要滿足在打磨砂輪要求的轉速下長期工作，在電動機選型時考慮不僅承受徑向力，同時還承受軸向力這一因素。輔助變流器117為混合動力鋼軌打磨車上包括的空壓機、干燥器、空調器、電暖器、冷卻風機、除塵風機和排風機在內的輔助設備供電。輔助設備的供電要求是輸出交流正弦50Hz，三相380V/220V電壓，輸出容量按200KVA考慮。整車的照明和控制電源采用直流24V供電。本實用新型具體實施方式
所描述的混合動力鋼軌打磨車在電氣化鐵道上從25KV的接觸網(wǎng)取電為打磨車作業(yè)和走行提供動力；通過轉換開關切換到車輛上的內燃發(fā)電機組模式，為打磨車作業(yè)和走行提供動力；采用電力驅動和內燃發(fā)電機組驅動兩種方式自由切換的控制方法；打磨電動機采用在電力驅動下的低恒速打磨和變頻器驅動技術。因此，混合動力鋼軌打磨車具有混合動力源，既可以從接觸網(wǎng)直接取電，從而采用交流電機調速+減速齒輪箱的動力驅動模式，又可以采用內燃機為動力源的液壓驅動模式，使鋼軌打磨車在有電區(qū)、無電區(qū)、隧道區(qū)的全路段實現(xiàn)無縫作業(yè)，既滿足環(huán)保要求又提高了打磨效率。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍內。
權利要求1.一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于，包括內燃機驅動動力車、電力驅動動力車(I)和一節(jié)以上的拖車(4)，所述的拖車(4)上安裝有打磨裝置(104)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于所述的內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車(I)上設置有打磨裝置(104)，所述的打磨裝置(104)設置在內燃機驅動動力車和/或電力驅動動力車(I)車體的底部。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于所述的內燃機驅動動力車包括第一內燃機驅動動力車(2)和第二內燃機驅動動力車(3)，所述的第一內燃機驅動動力車(2)、拖車(4)、電力驅動動力車(I)和第二內燃機驅動動力車(3)依次連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于電力驅動動力車(I)上的變壓器包括輔助隔離變壓器(108)、主隔離變壓器(109)和主變壓器(110)，電力驅動動力車(I)上的變流器包括主變流器(116)和輔助變流器(117)，所述的電力驅動動力車(I)還包括轉向架(101)、車體組成(102)、消防水系統(tǒng)(103)、打磨液壓系統(tǒng)(105)、牽引電機通風機(106)、開關柜(107)、集塵器(111)、空壓機組裝區(qū)(112)、車體通風系統(tǒng)(113)、衛(wèi)生間(114)和制動機組裝區(qū)(115)，所述的轉向架(101)和消防水系統(tǒng)(103)設置在車體組成(102)的底部，所述的打磨液壓系統(tǒng)(105)、牽引電機通風機(106)、開關柜(107)、集塵器(111)、空壓機組裝區(qū)(112)、車體通風系統(tǒng)(113)、衛(wèi)生間(114)和制動機組裝區(qū)(115)設置在車體組成(102)的內部。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于在所述電力驅動動力車(I)的車體組成(102)的相對前部和后部均設置有牽弓I電機通風機(106)，兩套車體通風系統(tǒng)(113)相對地設置在車體組成(102)相對前部的兩側壁(120)。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于在所述車體組成(102)的相對前部和后部的牽引電機通風機(106)之間依次設置有車體通風系統(tǒng)(113)、空壓機組裝區(qū)(112)、集塵器(111)、主變壓器(110)、主變流器(116)、輔助隔離變壓器(108)、開關柜(107)、輔助變流器(117)和主隔離變壓器(109)。
7.根據(jù)權利要求1、2、4、5、6中任一權利要求所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于在有電或隧道區(qū)間電力驅動動力車通過受電弓(118)從25KV接觸網(wǎng)受電，經(jīng)過降壓、整流和逆變后，再經(jīng)電力驅動動力車(I)上的開關柜(107)分成三路供電線路，一路用于走行系統(tǒng)，另一路用于打磨作業(yè)系統(tǒng)，再一路用于輔助供電系統(tǒng)；混合動力鋼軌打磨車的供電系統(tǒng)通過兩根聯(lián)絡線分別連接到內燃機驅動動力車和電力驅動動力車(I)的聯(lián)絡開關。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于電力驅動動力車(I)上的主變流器(116)包括牽引變流器和打磨變流器，所述的牽引變流器控制四臺牽引電機(119)，牽引變流器向牽引電機(119)輸出變頻變壓的交流電，輸出交流電的電壓等級為1400V，頻率在0—200HZ之間可調；所述的牽引電機(119)工作在脈寬調制PWM波形供電模式。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于所述的打磨變流器分別控制兩臺以上的打磨電動機和一臺以上的液壓泵電動機。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的一種混合動力鋼軌打磨車，其特征在于所述輔助變流器(117)為混合動力鋼軌打磨車上包括的空壓機、干燥器、空調器、電暖器、冷卻風機、除塵風機和排風機在內的輔助設備供電 。
專利摘要本實用新型公開了一種混合動力鋼軌打磨車，應用于大型軌道工程領域具有混合動力的鋼軌打磨列車作業(yè)，打磨車包括內燃機驅動動力車、電力驅動動力車和一節(jié)以上的拖車，拖車上安裝有打磨裝置，混合動力鋼軌打磨車在有電區(qū)或隧道區(qū)間工作時通過電力驅動動力車的受電弓從接觸網(wǎng)取電，經(jīng)過變壓器降壓，并經(jīng)過變流器整流、逆變成三相變頻變壓的交流電，為牽引電機和打磨裝置提供所需的動力；混合動力鋼軌打磨車在無電區(qū)切換到內燃機發(fā)電機組合模式，為打磨車的走行和打磨裝置提供所需的動力。本實用新型解決了現(xiàn)有打磨車作業(yè)和燃燒效率低、排放污染嚴重，以及使用和維護成本高的技術問題，使打磨車在有、無電區(qū)和隧道區(qū)實現(xiàn)全路段無縫作業(yè)。
文檔編號E01B31/17GK202688807SQ20122004559
公開日2013年1月23日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權日2012年2月13日
發(fā)明者馬世宏, 楊峰, 楊建昌, 賀旭 申請人:株洲時代電子技術有限公司, 株洲南車時代電氣股份有限公司