《线路方向偏差检测及拨道原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《线路方向偏差检测及拨道原理（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、线路方向偏差检测及拨道原理使轨道在水平面内向左或是向右进行拨动，称为拨道作业，其目的是为了消 除线路方向偏差，使曲线圆顺、直线直。捣固车进行拨道作业时，拨道量的大小 及方向，是由安装在捣固车上的线路方向偏差检测装置测出的，经电液伺服控制 的拨道机构自动地进行拨道作业，在直线和圆曲线地段不需要人工参与。YDZ32 捣固车采用单弦检测装置检测线路方向偏差，它有四点式偏差检测、 三点式偏差检测及激光直线矫直三种偏差自动检测拨道方式。一、线路方向偏差自动检测拨道原理 线路方向偏差检测装置，是根据单弦检测拨道理论设计的，图 5 是线路方向 偏差自动检测拨道系统工作原理示意图。在线路方向偏差检测装置的 A
2、、D 检测小车之间，张紧一根钢丝绳 S 作为检 测基准，拨道作业时由 A 点检测小车上的气缸把钢丝弦线拉紧，弦线 A 端和 D 端固定不能左右移动，在B、C检测小车上各装有一个矢距传感器pot,弦线穿 过矢距传感器上的拨叉，当线路方向有偏差时，弦线带动拨叉使电位计转动，输 出一个模拟矢距值的电压信号片、匕。经运算放大电路输出一个比较偏差信号 Diffl，由跟踪机构的电位计Dig或是CCS系统来的拨道量修正信号V与偏差信 号Diffl进行比较，输出拨道信号Diff2给电液伺服阀Hy,电液伺服阀将电信 号转换为液压信号，液压油进入拨道油缸，拨道油缸推拉拨道轮R。使轨道左右 移动，消除线路方向偏差。
3、图 5 线路方向偏差自动检测拨道原理1.前转向架I轴2.后转向架IV轴A-后检测小车B-B点检测小车C-C点检测小车D-D点检测小车Pot-矢距传感器G-弦线固定器S-弦线R-拨道轮Dig-跟踪机构的电位计3Pt-三点式检测开关Hy-伺服阀GVA-计算机ind-拨道表。线路方向偏差检测及拨道过程是自动进行的，只有在线型变更点处及缓和曲 线地段拨道时，对所测矢距值要进行修正，修正值的计算由CCS系统完成，或者 司机查修正值表，用数字电位计输入。线路方向检测拨道系统是典型的电液位置 伺服控制系统，图 6 是该系统的自动控制原理框图。图 6 自动检测拨道系统的控制原理图YDZ32捣固车的方向偏差测量
4、弦长为21.71m，各测点的距离为AC=10.65m、AB=5.315m、CD=11.06m、BC=5.335m、BD=16.395m。为了叙述方便用 l 表示 AB 长、l表示BC长、l表示CD长、l表示测量弦线全长。23曲线检查标准和正矢计算:1曲线检查标准：缓和曲线正矢不得超过2mm、圆曲线正矢不得超过4mm、 最大最小正矢差不得超过6mm、用20m弦在钢轨踏面下16mm处测量正矢。圆曲线正矢计算：1圆曲线计划正矢(Fc)=50000/R (mm)2. 如果不知道半径可根据现场实际量出来的正矢合计进行计算，即：圆曲线 计划正矢(Fc)二现场实量正矢合计/圆曲线的分阶数。缓和曲线正矢计算：
5、1.缓和曲线正矢递增率(Fn) =园曲线计划正矢(Fc)/ 端缓和曲线分段数 (n)二、四点式检测原理 线路方向偏差检测方式有四点式、三点式和激光矫直三种。这三种线路方向 偏差检测方式的偏差检测原理不同，故偏差检测及拨道精度也不同。但其拨道原 理是一样的。图 7 四点式偏差检测原理 四点式检测原理是以检测圆曲线的方法为基础，有四个检测点，故称为四点 式检测，如图7所示，当A、B、C、D各点均在正确的圆曲线上时，B、C两点的 矢距值可以由( 2)式得出。H 空CD = 1(12)(3)i2 R2 R(4)” AB x BD 1 - (1 +1 )H Q= -42322 R2 R线路方向偏差检测装
6、置必须能在直线和不同线型的曲线上工作。因此，线路方向偏差的检测必须与曲线半径无关，才能在各种线型上进行方向偏差检测工作，为此式（3）或式（4）相除，就可以消除半径RH ACxCD1 H AB x BD2(5)I - (l +1 )3丄2II - (l +1)123对某一台捣固车而言，各检测点之间的距离是一定的，所以上式是常数，并用Kb表示，称为B点的比例常数，又称为B点偏离对C点的影响系数，它与矢距 H 和 H 有以下关系，12(6)=HK12 BYDZ32 捣固车检测装置的 B 点的比例常数为l (l +1 )11.06(5.315 + 5.335)t_12 1.3517B l (l +1
7、)5.315(5.335 +11.06)123当捣固车处在正确的圆曲线上时式（ 6）成立，线路方向偏差信号为零，说 明线路方向良好。当线路方向存在偏差时式（ 6）不成立，则有线路方向偏差信号，电液伺服 阀有液压信号输出，拨道油缸动作，使轨道移动，直到式（ 6）成立，拨道信号 为零时，拨道动作停止。四点式检测拨道系统是一个按已整正过的圆曲线的 B 点矢矩为设定信号， C 点矢距为反馈信号组成的电液位置伺服控制系统，实质上是一个做圆的装置。直线被认为是半径无穷大的圆曲线，所以在直线上检测拨道时同圆曲线一样 对待。三、三点式检测原理三点式检测是通过装在 B 点小车上的弦线固定器使弦线在 B 点固定，
8、取消检 测点A,弦线长缩短了 AB段，变为15.785m，并接通三点式检测电气开关，切 断 B 点矢距传感器的电信号，这时仅有 C 点矢距传感器工作。这种检测方法有三 个检测点，称为三点式检测，如图 8 所示。1直到 H 等于1(7)三点式检测是以检测直线为基础的，在直线上进行向方偏检测时，矢距传感 器测出的矢距信号 H 就是 C 点的矢距。如果这时不对拨道信号进行修正，则 H 11 就作为偏差信号进行拨道，那么就会把圆曲线拨成直线，曲线的整正也就无法进 行了。因此，三点式检测拨时，需要用手动或者是CCS系统输入相应圆曲线在C 点的理论矢距值V，用圆曲线在C点的理论矢距值V与实测矢距值H进行比
9、较 cc 得出该点线路方向的实际偏差信号，来控制拨道装置使轨道移动V 时，拨道停止。理论矢距就是计算矢距值，由下式求出：c“BC x CD l lV =3C2 R2 RYDZ32捣固车的I =5.335m，I =11.06m，则上式可以改写成23(8)“ l -15.335 x 11.0629.5V = _3 = c 2 R2 RR三点式检测拨道与四点式检测拨道的不同之处是输入电液位置伺服控制系 统的设定信号：四点式是H，三点式是V由司机或是CCS系统输入。2C四、线路直线段的激光矫直原理 在长大直线上进行拨道作业时，由于检测弦线长度有限，所以整正后的直线 方向不理想，仍有大慢弯存在。为了提高
10、直线的矫直精度，只能加长检测弦线长 度，才能达到。激光矫直就是利用激光束的直射特性，通过D点小车上的跟踪机构，使弦线 的D端始终与激光束保持在一条直线上，如图9所示。好似把检测D点向前延长 到P点，弦线延长了 300600m，大大地延长了弦张长度，提高了直线段的方向 偏差检测精度，改善了拨道质量。图 9 激光校直原理1.伺服电机2. 激光接收器3.伺服电机控制器 4.激光发射器调整手轮5.激光发射器 6.激光束使用激光矫直拨道作业时，把弦线B点固定，采用三点式检测。YDZ32捣固车把弦线D点改为固定，激光接收器相对D点移动的距离由安装 在跟踪机构上的位移传感器测出，按下列比例关系计算出移动距离
11、 E 对 C 点矢D距的影响值H，如图10所示，H与实测H叠加，即为拨道量，H的正负由激光DD2D接收器移动方向确定。H =丄-E( 9)D l +1 D23l 5.335为了简化，令2 = 0.3254 = KD为D点的偏离对C点矢距的影响l +116.395D23系数，则式(9)可写成H = K - E(10)D D D 上述运算过程是由拨道控制系统的运算电路完成，不需要操纵者干预。图 10 比例关系示意图五、线路方向整正后的残留偏差分析单弦检测线路方向的基本原理是建立在A、B、D三个检测点都处在同一半径的圆曲线上时，C点的线路方向偏差会完全被检测出来。但是在实际拨道作业中，A、B 检测点
12、处在已整正后的圆曲线上，而 D 点检测小车是在未整正的曲线上。 因此，C点检测出的方向偏差就不是C点线路实际存在的方向偏差，还包含着D 点偏差的影响。所以整正后的线路方向仍有一定的方向偏差残留，简称为残留偏 差。1、四点式检测残留偏差分析四点式检测拨道作业时，A、B点检测小车行走在已整正的线路上，D点检测小车行走在未整正的线路上。如图 11 所示，图中点划线表示正确的轨道位置， 实线为拨道前的轨道位置。当D点处线路有方向偏差Ed时，拨道作业只能把轨 道移到虚线位置，仍残留方向偏差Fr不能消除。残留偏差量Fr的大小，根据式（6）求出，F + (H K e ) = (H e ) KR2 B122B
13、(11)F = (H e ) K H K + e = e e KR22B2 B112B(12)式中1+1口e = -4、- E1 1 D(13)1厂 e = -1 E(14)2 l D代入式(12)得l +1ll (l +1 )F 二-42 - E -1 - E X 3 12-R l D l D l (l + l ) 1 231 (l + l )2 12l (l +1)231 (l +1 )5.335(5.315 + 5.335)C 1c 2 12l(l +1 )21.71(5.335 +11.06)23为 D 点偏离对 C 点矢距的影响系数，则式（12）可以简写为，或者1E二一D-K FDR
14、1 l (l +1)n 二 二 23K 1 (1 +1 )D 2 1 2为四点式检测拨道的线路方向偏差残留系数。图 11 四点式检测的残留偏差根据式（17）就可以求出 YDZ32 捣固车用四点式检测拨道时的线路方向偏差残留系数为：1 (1 +1 )21.71 x 16.395n =23= 6.2645 沁 6.31 (1 +1 )5.335 x 10.652 1 2这就是说：采用四点式检测拨道后线路方向偏差仍有 1/6.3 的残留下来不能消除。2、三点式检测残留偏差分析采用三点式检测拨道时,当D点有方向偏差Ed时，点拨道后有残留偏差FR如图12所示。亓1弃F二 e二 2ER 11 + 1 D式中为三点式检测D点偏离对C点矢距的影响系数，与（9）、（10）式同理:1E=DKFDR1 1 +1n二二-23K1D2(10)(18)为三点式检测拨道时的线路方向偏差残留系数。YDZ32捣固车用三点式检测拨道时的偏差残留系数为5.335 +11.065.335二 3.073 沁 3.1可见三点式检测拨道时的线路方向
