城市軌道交通齒輪箱液壓系統(tǒng)主要基于液壓傳動原理,通過液壓泵將機械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能,利用壓力油的流動來實現(xiàn)齒輪箱的潤滑、冷卻、控制等功能。具體工作原理如下:
動力產(chǎn)生與傳輸:液壓泵是系統(tǒng)的動力源,通常由電機驅(qū)動。以齒輪泵為例,當齒輪旋轉(zhuǎn)時,齒輪外表面和泵體內(nèi)表面組成密閉空間。齒輪分離處,空間變大,產(chǎn)生真空度,將油箱中的液壓油吸入;齒輪嚙合時,容積減小,油液受擠壓被壓出,從而將機械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能,為系統(tǒng)提供動力,加壓后的液壓油通過管路被輸送到齒輪箱的各個部位。
強制潤滑原理:齒輪箱內(nèi)的齒輪嚙合和軸承轉(zhuǎn)動等部位需要良好的潤滑以減少摩擦磨損。壓力油通過管路被輸送到齒輪嚙合點、軸承等關(guān)鍵部位,利用油液的流動性,通過噴油嘴或油道直接將油液噴射到潤滑點,在摩擦表面形成油膜,隔離金屬表面,降低摩擦系數(shù),起到潤滑作用。
冷卻散熱原理:齒輪箱在運行過程中會因摩擦產(chǎn)生大量熱量,液壓油在循環(huán)過程中會吸收這些熱量。當油溫升高后,熱油流回油箱,會經(jīng)過冷卻器。冷卻器通常采用板式換熱器,通過與列車冷卻水源或空氣進行熱交換,將液壓油中的熱量帶走,使油溫降低。冷卻后的液壓油再重新進入循環(huán),從而維持齒輪箱工作溫度在合理范圍。
壓力與流量控制原理:系統(tǒng)中的壓力控制閥(如安全閥)用于控制液壓系統(tǒng)的壓力。當系統(tǒng)壓力超過設定值時,安全閥開啟,將多余的油液排回油箱,以防止系統(tǒng)壓力過高,保護系統(tǒng)部件。流量控制閥則可根據(jù)需要調(diào)節(jié)油液的流量,確保各潤滑點有合適的油量供應。此外,通過調(diào)速控制閥等元件,還可以根據(jù)齒輪箱的負載情況,自動調(diào)節(jié)供油流量,例如在列車加速、爬坡等負載增大的工況下,提供更多的油液。
方向控制原理:液壓系統(tǒng)中通常會設置方向控制閥,如換向閥。通過換向閥可以改變液壓油的流動方向,從而實現(xiàn)一些特定的功能。例如,在某些軌道交通車輛的低恒速走行系統(tǒng)中,兩位六通電磁換向閥可對液壓馬達的油路進行切換,實現(xiàn)低速、極低速兩擋速度選擇,滿足車輛不同作業(yè)走行要求。
故障監(jiān)測與保護原理:系統(tǒng)中的各種傳感器(如壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器等)實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行參數(shù)。當監(jiān)測到壓力過低、流量異?;蛴蜏剡^高等情況時,傳感器會將信號反饋給電子控制單元(ECU)。ECU 根據(jù)預設的閾值進行判斷,若出現(xiàn)異常,會觸發(fā)相應的保護機制,如發(fā)出報警信號,提醒工作人員進行檢查,或者在故障嚴重時,自動切斷動力或限制車速,以避免齒輪箱因潤滑不良、過熱等原因造成損壞。