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捣固车_ZF变矩器电气控制原理及故障分析

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捣固车ZF变矩器电气控制原理及故障分析李宝良12011520016019摘要：在阐述捣固车ZF变矩器电气控制系统各组成部分的控制原理的基础上,分析了该系统在实际应用中常见故障产生的原因,并提出了消除故障的措施。

关键词：捣固车;变矩器;电气控制;原理;故障;前言：大型养路机械应用于线路的养护维修,具有安全、高效、优质的施工作业特点,可以极大地提高线路的维修质量,延长线路维修周期,节约维修费用,对于铁路的提速起到了非常重要的作用。

但是,大型养路机械上一些关键的进口部件,如发动机、ZF变矩器等,因操作人员对其原理不了解,造成使用中出现故障无法处理,耽搁了工作,影响了正常施工。

为此结合多年的实践经验,对捣固车变矩器电气工作原理及使用中出现的故障进行分析,以帮助大型养路机械操作人员消除故障及故障隐患,保证大型养路机械的正常工作。

一.捣固车作用于作业的简介捣固车用在铁道线路的新线建设，旧线大修清筛和运营线路维修作业中，对轨道进行拨道，起道抄平，石碴捣固及道床肩部石碴的夯实作业，使轨道方向，左右水平和前后高低均达到线路设计标准或线路维修规则要求，提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，保证列车安全运行。

捣固车可以单独进行起拨道抄平作业或是捣固作业，但是为了提高作业质量，一般情况下都是拨道，起道抄平，捣固作业同时进行，即综合作业。

捣固车必须封闭线路进行作业，捣固车在运行状态下与其他机械连挂进入封闭区间，到达作业地点后，机组解体，捣固车由运行状态转换为作业状态后开始工作，若线路封闭3小时，捣固车可以完成2KM左右的线路维修作业。

二.捣固车走行方式特点简介捣固车的走行采用液力机械传动；工作装置和作业走行机构采用液压传动；检测装置和锁定机构以及高速运行时的制动采用气动。

2.1液压走行与机械传动比较有以下特点：①.能在一定范围内根据行驶阻力的变化，自动进行无级变速，低速时大扭矩，高速时小扭矩，因此，能使发动机经常在选定的工况下工作，防止发动机过载熄火。

这不仅提高了发动机的功率利用率，而且减少了换挡次数。

②.变矩器利用液体作为传递动力的介质，输出轴和输入轴之间没有刚性的机械联系，大大降低了动力传动系统的冲击载荷，提高了机件的使用寿命，根据载重汽车的统计，液力机械传动和机械传动相比，发动机寿命增长了47%，变速箱寿命增长了400%。

③.由于变矩器具有一定的变速能力，故对同样的变速范围，可以减少变速箱的档位数。

④.起步平稳，并可得到任意小的行驶速度，减速迅速，均匀。

⑤.在任何档位都可以进行制动，操纵简单，可以实现远程控制，减轻了司机的疲劳，有利于行车安全。

⑥.和机械传动相比，液力传动的缺点是结构复杂，传动效率低。

2.2液压传动与液力机械传动相比具有以下特点：①.能实现无级变速，转速调节范围大，并能实现微动，而且在相当大的转速范围内保持较高的效率。

②.利用液压传动系统本身可以实现制动。

③.体积小，重量轻，惯性小，动作灵敏，可以高速启动和快速换向。

④.能在低速下稳定运转，能实现过载保护，操作和换向非常方便。

2.3捣固车液压传动与液力传动示意图如下所示：高速运行时，发动机的动力通过液力变矩器（ZF）传入动力换档齿轮箱，经过减速后，通过万向传动轴传至分动箱，再通过两根传动轴将动力分别传至前转向架的两根车轴，驱动捣固车主车Ⅰ轴、Ⅱ轴运行。

三.ZF变矩器电气控制系统原理3.1电气控制系统组成ZF变矩器(以下简称ZF)电气控制系统组成如图1所示。

此系统需完成对ZF的换挡控制;实现联锁安全保护控制等,另外在操作运行换挡时,对发动机实现自动降低转速的控制,以起到保护作用。

3. 2各组成部分控制分析3. 2. 1挡位选择器用挡位选择器选择某挡位时,通过控制电路的联锁控制使相应的电磁阀通电,实现相应的换挡操纵。

见图2。

挡位选择器(1U11, A)和(1U11, B)由微动开关S1～S7、齿轮变位机构、操纵手柄及其锁闭电磁阀SM/RS等组成。

当操纵手柄放置在某挡位时,齿轮变位机构将对应的微动开关S1～S7进行相应的组合,并输出相应的电信号。

其中AD1～AD4信号为各挡位控制电磁阀换挡的信号源, AS为空挡联锁信号,仅在空挡时存在。

W为变换挡位操作标志位(变换离合信号),AD8为挡位识别信号。

ED1为操纵手柄锁闭电磁阀控制的信号。

3. 2. 2ZF控制继电器如图2所示。

当ZF钥匙接通时, 5B2或11B2闭合, G2或G9得电,使得28d3或28d4得电动作,其常闭触点断开,切断(1U11, A)或(1U11, B)的控制电源,其中28d3或28d4的作用就是为了避免前、后两个驾驶室同时操作ZF,同时28U2/E、28U2/D、28d1、28d2动作,其常开触点闭合,将挡位选择器内输出的相应的电信号引到M1——M4上,使相应的换挡电磁阀得电动作而实现换挡。

3. 2. 3涡轮转速传感器和E模块涡轮转速传感器是用来测量变扭器涡轮端的转速,根据涡轮转速自动控制锁闭电磁阀(WK)的动作,实现变矩器锁闭离合器的锁闭和分离,并根据涡轮转速自动地控制挡位选择器内换挡手柄的锁闭电磁阀动作,实现降速时解锁而换入低挡位(见图2)。

涡轮转速传感器为磁电感应式传感器,其电动势的变化频率与涡轮端输出齿轮的齿数和转速成正比,该信号由电缆引入E模块的4脚,经E模块的频压转换器电路放大,限幅成为脉冲波形,其频率保持不变。

再经鉴频整流电路转变为与频率成正比的信号电压,经逻辑电路控制E模块的1脚和5脚的输出信号。

其中, 1脚的输出信号控制挡位选择器的ED1(E1)—SM,使操纵手柄的锁闭电磁阀锁闭或解锁,但该信号随挡位选择器处在1、2、3挡而不同。

这是由于在2挡和3挡时有个挡位识别信号AD8—A8(R)从挡位选择器进入E 模块的3脚,参与了其中的逻辑比较。

5脚的输出信号是控制闭锁离合器(WK)的闭锁和解锁。

如图2所示,当挡位选择器的手柄由空挡向1挡换挡过程中, S7不动作, E模块的6脚无信号,经0. 4s延时后, E模块工作。

在1挡时, A8为低电平,车提速走行,当涡轮传感器的输出信号对应的脉冲频率达到120Hz以上时, E模块输出控制信号,经E模块的1脚送回挡位选择器的SM(ED1)端,锁闭电磁阀,使操纵手柄无法换入空挡。

当车速继续提升,涡轮传感器的输出信号对应的频率达到780Hz时(此时车速约18km/h),E模块由5脚输出24V的锁定信号(G39 )到L H,控制锁闭电磁阀动作,使锁闭离合器接合,将涡轮与泵轮机械地连接在一起,变矩器由柔性联接变成刚性联接,大大提高了传动效率。

此时涡轮与泵轮的传动比接近80%,车在刚性联接的状况下提速至20km/h后,便可以换入2挡。

在换入2挡的瞬间, S3动作, AD7—G37或G38瞬时(0. 4s)失电。

由于R1C1充放电回路的作用使得换入2挡后S3复位,此时K1还不能马上复位而要延时0. 4s之后才复位,故在这0. 4s 期间,AD7—G37或G38一直失电。

E模块的6脚无电压输入, E模块停止工作。

这样E 模块的5脚输出的G39信号便自动失电,闭锁离合器即分离。

在0. 4s以后, AD7—G37或G38又得电, E模块进入工作状态。

在2挡位时, AD8有信号输出, E模块确认,并在2挡的传动比下继续提速。

当涡轮传感器输出信号所对应的频率达到625Hz时, E模块的1脚又输出24V电压,使挡位选择器的SM端得电,内部的操纵手柄锁闭电磁阀动作,无法换到1挡。

当车速继续加快,涡轮传感器对应的780Hz信号输出, E模块放大输出G39信号,使锁闭阀动作,锁闭离合器接合。

此时对应的车速为36km/h左右。

车在刚性联接状态下继续提速到40km/h后便可换入3挡。

在换3挡的瞬间, G37或G38瞬时(0. 4s)失电,此时E模块不工作, G39失电,锁闭离合器自动分离。

在换入3挡位后, AD8也有信号输出到E模块。

车继续提速,对应的涡轮转速传感器输出信号达到625Hz时, SM端得电使换挡器锁闭电磁阀动作锁住操纵手柄,从而不能降到2挡。

提速升至70km/h以上时,涡轮传感器对应的信号达到780Hz以上,G39又得电动作,锁闭离合器WK又使泵轮和涡轮成刚性联接。

降速过程与升速的基本相同,但WK的分离频率变成了600Hz。

WK分离时的车速, 3挡为62km/h, 2挡为32km/h, 1挡为16km/h,挡位选择器锁闭电磁阀解锁频率分别为3挡570Hz, 2挡570Hz, 1挡100Hz。

现对操作手柄锁闭电磁阀的动作原理再作进一步分析。

换挡时不能连续操作手柄,要停留0. 4s。

换挡瞬间S3动作, K1动作,其常开触点闭合,使操作手柄锁闭电磁阀得电,锁住手柄。

当换挡后, S3复位, R1C1放电使K1延时0. 4s。

在0. 4s之后,操作手柄的锁闭电磁阀失电,操作手柄才能继续移动。

由此可知,升挡时换入一个挡位后要经过0. 4s才能换入上一挡,这样可避免因操作失误产生的跳挡现象。

降挡时,换入下一挡后操纵手柄的锁闭电磁阀也要锁闭0. 4s。

0. 4s之后由于涡轮转速对应的频率还在操纵手柄锁闭电磁阀解锁频率之上,故手柄又被锁闭而不能连续再往下换,避免了跳挡。

实际上也是对变挡器的换挡箱起到了保护作用。

3. 2. 4制动压力开关的作用捣固车利用制动压力开关1b133的动作来实现对ZF的联锁控制。

在运行中制动时,当制动压力达到0. 28MPa时, 1b133闭合接地,使断电器28U2/A动作,切断28d1或28d2的电源,使其复位,从而换挡电磁阀(M1～M4)均不动作,实现了制动时ZF无动力输出。

这样就使得变速箱在任何时候任意挡位工作时都无需退回空挡,就能进行制动,而不会损伤变速箱,简化了操作过程。

3. 2. 5ZF联锁安全保护控制分析参照图2及5s/0. 9 s延时控制电路(图略)可知,对ZF联锁安全保护控制的信号有以下两个:第一个是液压走行监视信号G4,第二个是安全装置监视信号G47。

这两个监视信号出现报警时,均使28U2/C的6脚接地,经28U2/C的常闭触头送至降功板的Y11输入端,此信号经5s延时集成块延时后,送出接地信号,使RE1继电器动作。

并使28U2/A常闭触头断开, ZF的所有控制失效,各电磁阀也均无输出电位。

这里增加的5s延时控制电路,是为了防止机车在运行中出现误动作而产生监视信号时,不是马上切断ZF控制,以区别真假报警信号。

如果是真的报警信号,则有5s持续的接地电信号产生,并切断ZF控制。

一旦G4、G47无接地信号, 5s延时电路将立即恢复, Y1无输出, ZF控制马上恢复正常。

按下旁通开关5b2或11b2使G46接地,松开后此信号消失,这样可以实现ZF点动。

实际作业中用此方法可以点动液压驱动马达。

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大型养路机械传动系统故障

大型养路机械传动系统故障

动系统故障1、ZF故障捣固车传动系统重要组成部件动力机械变速箱——ZF, 其结构复杂、控制技术含量高，其他组成部件为机械件，故障判断较为直观。

ZF故障现象：(1)、捣固车挂档两方向都不能走行。

(2)、捣固车运行中只能单方向走行或出现时走时停现象图SC6-1 B1b133开关图SC6-2 压力开关及ZF动力换挡阀组诊断分析：图SC6-3 高速无走行故障分析流程图应急故障处理步骤：①检查末级离合器应挂上。

②检查总锁定信号灯应熄灭，如未熄灭，检查锁定装置。

③作业走行挂档，对应光二极管点亮，检查并恢复液压走行脱开。

④1b133开关触点如果因某种原因(比如进水)出现接触不良,则可能导致28U2的误动作,而使ZF的控制电源消失,造成不能走行；更换开关或线接触良好⑤继电器28d1或28d2的动作直接控制换挡电磁阀的动作。

如果28d1或28d2的继电器触点1～3或6～7失效,则M1或M4就不会有输出。

这样就会造成捣固车在某个方向不会走行或出现时走时停现象，更换继电器。

2、液压走行无前行动作故障应急处理办法故障现象：正确操作液压走行，但机器不能前行。

诊断分析：前行电磁阀的控制信号QL30=08∧34。

其中X08是前行子程序信号，如果功率继电器板到电磁阀的连线正确，只要满足下列任何一组逻辑关系，车就可前行。

22∧11∧0E∧34 (1)QL30=08∧34= 27∧80’ ∧22∧10∧19∧0E∧34 (2)28∧00∧80’ ∧22∧10∧19∧0E∧34 (3)其中：1组是手动控制液压走行前行；2组是捣固装置在一次自动捣固循环式作业中自动液压走行前行；3组是捣固装置在二次自动捣固循环式作业中自动液压走行前行。

对此故障分析时，先要判断是属于三组中的哪一种情况。

下面是第1组情况故障诊断举例：图SC6-4 液压不能走行故障分析流程图应急故障处理步骤：①缓解空气制动；。

捣固车电气液压故障

捣固车电气液压故障

（一）D08-32捣固车故障处理案例1、故障概况：D08-32捣固车作业时没有辅助驱动。

处理过程：第一步：打开辅助驱动接通开关，检查辅助驱动接通输入信号2X1F黄灯发现亮起，说明开关信号正常。

第二步：检查辅助驱动挂档感应开关信号1X3F，发现对应的黄灯亮，表明辅助驱动马达已挂上档，实际查看马达挂档状态发现正常。

第三步：捣固车前行、后退时分别检查辅助驱动功率输出信号QL36（前行）、QL37（后退）发现黄灯均不亮，同时发现对应的Q36、Q37信号红灯亮起，怀疑可能是功率板上相应的继电器损坏导致。

第四步：将功率板上的继电器RE6、RE7分别更换后再试车，发现信号及车辆动作均恢复正常。

小结与提示：由功率板故障导致的相关动作不正常是一个比较常见的故障，在平时进行细致检查保养的同时，最好能准备一些备用的电路板和继电器以备不时之需。

2、故障概况：D08-32捣固车末级离合脱、挂指示灯均暗亮。

处理过程：第一步：首先判断是否为传感器故障，启动发动机，打开ZF末级离合传感器接线盒（B28c），测试A26端子和接地端子，发现均正常。

卸下G85端子测试G85端子是否接地，发现不接地，通过这一步可以判断末级离合器脱档传感器损坏，因其无反馈信号。

第二步：将G84端子接地（直接给挂档感应信号），把ZF末级离合挂上，发现末级离合挂档指示灯显示正常，机械试车有动力，可以判断末级离合挂档传感器损坏。

第三步：更换末级离合脱挂传感器后，发现一切正常。

第四步：由于末级离合脱挂传感器同时自然损坏的概率很小，有可能出现线头松动，同时烧坏的现象，在检查B11箱G84和G85线头时，发现B11箱中G85接线头已松动，最后将其紧固后故障彻底修复。

小结与提示：我们在处理机械车故障时，对某些特定现象，尤其是像上述传感器同时损坏的小概率事件应该多加以分析，以便彻底排除问题。

（此车型为后改电控脱挂末级离合的机械车）3、故障概况：D08-32捣固车主驱脱、挂指示灯均暗亮，机械车无驱动。

DWL—48连续走行捣固稳定车的故障分析和处理

DWL—48连续走行捣固稳定车的故障分析和处理

DWL—48连续走行捣固稳定车的故障分析和处理作者：张建平来源：《科技创新与应用》2014年第14期摘要：文章主要针对DWL-48连续捣固稳定车几个典型的故障类型进行分析，查找问题以此对设备的使用保养提供帮助，同时能确保施工的质量和安全正点。

关键词：DWL-48捣固车；液压系统；电气系统；故障处理DWL-48连续捣固稳定车集电气、液压、机械、风路、计算机程序控制于一身。

其主要作用是对线路进行机械化维修作业，能同时对线路进行起道拨道捣固稳定作业。

该车可以分为6大系统：发动机系统、电气系统、高速走行系统、工作装置系统、风路系统、液压系统。

整车配置四台发动机，两台道依茨水冷发动机BFM81015和BF M61013，一台6.8kw应急发动机、一台生活发动机。

1015发动机提供整车的动力包括液压系统、风路系统、电气系统和高速走行系统动力，1013发动机提供稳定作业的动力和高速走行时的辅助动力。

应急发动机负责在主发动机故障时进行应急起复作业。

生活发动机提供空调和生活用电。

电气系统分为程序控制系统、作业控制系统、辅助控制系统。

工作装置系统分为起道系统、拨道系统、捣固系统、稳定系统。

风路系统分为作业风路、制动风路。

液压系统分为主液压系统、卫星小车液压系统、捣固液压系统、起拨道液压系统、稳定液压系统、静液压走行系统。

高速走行系统由ZF变速箱和分动箱、车轴齿轮箱构成。

1 液压系统故障故障现象：主发动机突然停机且无法起机，启动主发动机故障应急预案，启动应急发电机进行应急起复收车。

但是启动应急发动机后观察主系统压力只有10bar，无法进行正常的收车作业。

故障分析：捣稳车设计和生产有着较高的安全系数，其充分考虑到了当主发动机故障情况下的收车需要。

正常情况下主系统压力由1015发动机通过泵齿轮箱带动两个三联泵产生150bar的压力，当发动机故障后通过应急发电机带动的应急液压油泵向主系统出供油提供动力源。

同时对电气系统的故障也做了安全预防措施，当整车失电情况下也可以人工按压液压阀进行收车，对起拨道装置的起道油缸由于结构的特殊采用人工控制三通阀当需要的时候转换阀的开口使压力油送至起道油缸的小腔控制起拨道装置提升。

D09—32捣固车变矩器故障处理

D09—32捣固车变矩器故障处理

D09—32捣固车变矩器故障处理大型养路机械是近年来我国引进国外铁路大型装备服务于轨道养护作业极其关键核心的智能化大型器械，本文简要介绍D09-32捣固车的结构组成，分析了关键部件变矩器在实际应用中常见故障产生的原因，并提出了消除故障的措施。

标签：D09-32；结构组成；变矩器；故障处理1 前言捣固车主要服务在轨道的新线铺设、老线路的大型修理和道砟清理，以及道岔维护作业，通过对铁路线路起拨道作业、捣固稳定作业以及捣固头的激振压实作业，使得铁路的不平顺达到铁路相关设计标准的范围内，通过压实道砟的厚实密集程度，提高车辆在铁路运行的平稳性，从而确保铁路运输安全可靠。

2 D09-32的简介09-32型连续式捣固车是在成功引进08-32型捣固车的制造技术的基础上，技术创新和技术引进相结合的科技成果，其关键部分是利用母车和工作小车两个独立的子系统，工作小车位于主车体下，工作小车安装有起拨道机构、捣固机构与压实机构等核心部件，通过主车的动力持续传输，使捣固车低速平稳的沿轨道行驶，位于主车下面的工作小车进行随动作业，即以轨枕数量为计量，通过传感器实时传输给车辆总控中，完成一根轨枕停止，捣固机构作业，然后捣固机构收起，小车低速运行到下一个轨枕，整个过程主车不参与行进，只是局部范围内车辆行进，此做法使捣固效率极高。

其捣固机构是捣固车的核心功能部件。

不仅能够完成下插和激振压实作业，而且具有垂直和横向自由度，更好地适应现场恶劣环境。

3 关键部件-变矩器轨道大型养护装备的核心关键零部件，如变矩器、控制器、动力单元、液压单元等，需要极高的专业性才能掌握这些零部件日常的维修保养工作，正是由于铁路职工能力素质参差不齐，在操作过程中发生误操作、或者设备故障导致整车或功能机构不能作业，对施工造成了延误。

本文通过作者多年来的现场作业，以关键部件-变矩器为分析对象，从其工作原理下手，对日常运行中出现的故障问题进行相关总结，为轨道大型养护机械的从业人员提供解决问题的，为快速发展的铁路运输行业提供安全可靠的强大后盾。