DWL-48捣固车卫星小车液压系统分析

摘　 要?DWL-48捣固车卫星小车走行采用液压传动，为实现与主车走行速度合理匹配，液压系统采用了较多的液压元件且工况较为复杂，出现故障后诊断需要较强的专业性和系统性。通过对卫星小车液压马达控制回路、加速油缸回路和制动回路在前进、制动、捣固作业、后退四种工况下的工作原理进行分析，同步分析各液压元件在系统中的作用和工况，对卫星小车液压系统原理进行了系统性梳理，有助于卫星小车液压系统故障的诊断排查。

关 键 词?卫星小车；液压系统；工况；分析

1引　　言

DWL-48捣固车是用于铁路有砟线路维护的专用大型机械，通过对线路进行捣固稳定能有效减小线路几何尺寸误差，使线路更接近设计标准，使列车安全快速运行。DWL-48捣固车具有作业精度和作业效率高、综合性能先进的特点，广泛运用于铁路高速有砟线路的维修保养。卫星小车是DWL-48捣固车的起拨道装置、捣固装置、线路检测系统安装和承载主体，走行采用液压传动，作业中随主车步进式走行，由于主车是连续走行，卫星小车在步进式走行时要启动迅速、走行速度平稳可控、制动及时、定位准确。

2卫星小车液压系统概述

卫星小车走行采用液压传动，由液压马达带动轮轴旋转实现小车走行，起步时由加速油缸顶推加速，制动时采用机械制动与液压制动组合的方式，其中机械制动为液压缸带动制动拉杆推动闸瓦夹紧轮对制动，液压制动是在液压马达回路中设置溢流阀，马达进回油路关闭后在马达回油腔形成背压使液压马达制动。

卫星小车液压系统压力油来自整车液压系统的系统ACCUⅠ和系统ACCUⅡ，两系统压力设定为15 MPa。系统主要包括马达控制回路，加速油缸、缓冲油缸控制回路和卫星小车转向架制动回路。液压原理如图1所示。

马达控制回路主要由集成阀块组和液压马达37/1和37/2组成，其中集成阀块主要控制液压马达运行，如图2所示。集成阀块组主要有先导式比例换向阀28，控制马达走行方向和速度；先导式电磁换向阀31，小车向前时得电换向锁定，后退时失电；带旁通泄荷功能的溢流阀34，主要用于系统压力走行进油压力的建立；比例溢流阀29，主要用于马达制动时建立背压；油滤清器38为先导式换向阀28、31过滤先导油。其中A口有压力时小车前进。

加速油缸控制回路主要由三通式比例减压阀17和电磁换向阀23及油缸12组成。三通比例减压阀采用滑阀式结构，具有响应速度快的特点，现场安装及内部结构如图3所示。主要机能为：P口无压力时，P、T、A口油路切断；减压时P口建压，主阀芯4右移，P口与A口连通，当A口压力达到设定值，阀芯左移，阀口减小，A口压力控制在设定值。同时该阀具有压力安全功能：当A口压力大于设定值时，阀芯推到左边，A口与T口连通，将A口压力限制在设定值。

卫星小车转向架制动回路主要由电磁换向阀6/2和单向减压阀21/2和制动缸15/1、15/2组成，压力油来自ACCUⅠ，电磁换向阀6/2得电缓解，失电时压力油进入制动缸无杆腔活塞杆伸出推动闸瓦夹紧轮对制动。

下面通过分析卫星小车前进、制动、捣固、后退四种工况，对系统工作原理进行分析。

3卫星小车液压工况分析

3.1卫星小车前进工况

卫星小车前进时，液压系统工况如图4所示，其中红色为进油，蓝色为回油。

（1）液压马达驱动回路

来自ACCUⅠ和ACCUⅡ的高压油通过单向阀后汇合形成马达驱动动力源，高压油经集成阀块控制后驱动液压马达转动。

马达向前驱动时，比例换向阀28右侧电磁铁1S15B得电换向至右位；溢流阀34旁通电磁铁1s153得电，卸荷回路关闭，溢流阀建压；换向阀31电磁铁1s154得电换左位(向前锁定位）；比例溢流阀29电磁铁1S16失电，溢流阀处于开启状态。压力油经比例换向阀28右位进入马达，马达回油分别经比例换向阀28和换向阀31、比例溢流阀29回油箱。

（2）加速油缸回路

加速油缸压力油来自ACCUⅡ，经先导式三通比例减压阀17、电磁换向阀23后进入加速助推油缸12无杆腔。由于先导式三通建压阀17P口有压力时，主阀芯右移，P口与A口连通，当A口压力达到设定值，阀芯左移，阀口减小，A口压力控制在设定值。

当工况满足加速油缸助推时，换向阀23的电磁铁1s229得电,电磁阀换到左位，减压阀A口与加速油缸无杆腔连通，A口压力下降，P口压力大于A口，减压阀阀芯被推到左位，P、A口导通。压力油进入加速油缸无杆腔，活塞杆伸出推动卫星小车向前。同时制动回路缓解：换向阀电磁铁6/2、电磁铁1s155得电，换向阀换右位，高压油被换向阀截止，制动缸无杆腔内压力油经减压阀的单向阀和换向阀后回油箱卸压。

3.2卫星小车制动工况

卫星小车制动时，液压系统工况如图5所示，其中红色为进油，蓝色为回油，紫色为马达补油。

马达控制回路：液压马达制动时，比例换向阀28比例电流减小至关闭，换向阀31和溢流阀34保持前行状态不变，比例溢流阀29得电建立溢流压力，在马达回油侧形成背压使马达制动，制动压力可通过调整比例溢流阀29的电流进行调整。制动时，由于惯性的作用，小车可能继续向前行走，此时马达回油经过比例溢流阀29被截止，回油被挤压，因此在马达回油口形成背压使马达制动，当压力升高至溢流阀29的调定压力时溢流，而进油口则形成一定真空度，当两侧压力差超过安全阀34的调定压力时，高压侧压力油冲开溢流阀34经单向阀32/1和32/4对低压侧补油。

加速油缸回路：加速油缸12活塞杆已在末端，换向阀22失电，换向阀回左位。此时，缓冲油缸10在前方顶住卫星小车，提供前进阻力，协助小车制动。缓冲油缸10无杆腔回油经单向阀13以500 kPa背压进入油箱。

转向架制动回路：换向阀6/2失电，自ACCUⅠ的压力油经换向阀6/2，减压阀21/2减压后进入制动杆无杆腔，制动杆活塞杆推出，推动闸瓦夹紧轮对。闸瓦对轮对的夹持力由减压阀21/2调定。

卫星小车在闸瓦对转向架轮对的夹持力、液压马达的阻力和缓冲油缸推力的共同作用下制动。

3.3捣固作业工况

捣固作业时，需根据线路道砟松软情况、捣固装置下插位置相对轨枕位置情况，在夹持时需保持一定自由度，捣固装置可前后自由移动，尽量减少“方枕”，同时达到最好的捣固效果，因此卫星小车在捣固时处于缓解状态。液压系统工况如图6所示，其中红色为进油，蓝色为回油，紫色为马达补油回路。

马达控制回路：捣固装置下插到中位开始夹持时:比例阀28处于中位关闭状态，换向阀31保持前行锁定状态不变，溢流阀34的旁通阀失电泄压。液压马达进油和回油腔通过集成阀块中的单向阀32串通补油（高压回路向低压回路补油）。

转向架制动回路：换向阀6/2得电，卫星小车转向架制动缓解（闸瓦松开），卫星小车轮对及马达对处于自由状态。

图6所示为小车被后退时的油路情况，马达右腔被挤压形成高压，左腔产生一定真空度，高压腔压力油通过单向阀向低压腔补油，保护马达不被损坏。

3.4卫星小车后退工况

小车后退时，加速油缸不动作；液压马达回路处于后退控制状态；转向架制动缓解，液压系统工况如图7所示。

马达控制回路：卫星小车后退时，换向阀28左侧电磁铁1s15A得电换左位，换向阀31电磁铁1s154失电，比例溢流阀34旁通电磁铁1s153得电换向建压，比例溢流阀29失电卸压，压力油经比例换向阀28左腔进入马达，马达回油分别经比例换向阀28和换向阀31、比例溢流阀29回油箱。

当卫星小车后退至压缩加速油缸12和缓冲油缸11时，因换向阀23失电处于左位，加速油缸12和缓冲油缸11无杆腔内的液压油通过换向阀23、单向阀13以500 kPa的背压回油箱。当油缸不被小车顶推压缩时，500 kPa背压让活塞杆处于伸出状态。

4结　　论

卫星小车作为DWL-48捣固车的主要工作装置，使用频率高，工况较为恶劣，液压系统发生故障不可避免。例如，我段DWL-48捣固车的卫星小车液压系统曾发生过马达进油油路中的单向阀38/1、38/2中的一个卡阻后进油量减少，致使卫星小车前后走行均缓慢；卫星小车转向架轮轴驱动马达卡滞，致使小车不走行等故障。通过对卫星小车液压系统工况的分析和对各液压元件在不同工况下的状态及主要功能进行说明，将有助于卫星小车液压系统故障诊断和排查处置。

(成都工务大型养路机械运用检修段 晁建桃)