（机械工程专业论文）地铁隧道清洁车技术开发与研究.pdf

摘要 摘要 随着中国经济快速发展、城市化进程逐步加快，城市规模不断扩大，城市交 通越来越拥挤。为缓解交通压力，许多城市大力发展地铁。随着地铁里程迅速增 加，地铁隧道内的清洁工作日益繁重。地铁隧道的运营环境不仅影响地铁隧道内 环境美观，还对地铁车辆行车安全构成威胁。因此，保持地铁隧道清洁是保证地 铁安全运营的重要组成部分。传统的人工清洁方法已经不能满足现在地铁发展的 需求，因此需要开发新型设备以满足地铁发展需求。基于此，本文设计并研究了 一种多功能隧道清洁车，该车基于真空技术回收隧道内垃圾，采用高压水冲洗， 毛刷清扫方式进行隧道内清洁作业，本论文对隧道清洁车的关键核心技术进行研 究，确定了隧道清洁车的功能、结构及核心技术：专用平车、真空系统、高压水 系统。本文主要工作总结如下： 1 研究了隧道清洁车的功能和结构。本文针对目前地铁隧道内的卫生状况， 分析了地铁隧道清洁作业要求，确定了隧道清洁车功能模块；根据整车功能确定 了该车由高压水冲洗、毛刷滚刷、真空回收三大主要功能模块组成。 2 根据地铁隧道限界及隧道清洁车各模块重量布置，开展了隧道清洁车轻量 化设计研究。基于有限元分析技术，对隧道清洁车车辆车体结构进行了优化设计 和分析。优化设计的车体重量实现了轻量化，比国内同类车辆减轻1 5 。经过试 验验证，整车设计结构合理紧凑，静强度和动力学性能完全满足实际要求。 3 开展了隧道清洁车真空系统设计研究。确定隧道清洁车真空吸污系统依靠 真空风机运转，产生真空气流，利用毛刷将地面灰尘扫起，将地面尘粒吸入灰箱 的工作方式；基于真空收集技术，对空气和尘粒性质及规律进行研究，确定真空 系统的真空压力、最大风量、吸尘口的结构以及毛刷滚刷速度。 4 开展了高压水冲洗和除垢原理的进一步研究。设计开发了隧道清洁车的高 压水冲洗系统的原理图，基于高压水冲洗除垢原理技术，设计计算了各水路的流 量，设计系统的射流压力、喷嘴直径、喷射位置和角度。 关键词地铁隧道；清洁车辆；有限元分析；真空回收；高压水射流 山东大学硕十学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t w i mt h ed e v e l o p m e n to fc h i n a sr a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，谢廿1s p e e d i n gu p o ft h eu r b a n i z a t i o na n dt h ee x p a n d i n gc i t i e s ，t h et r a f f i cb e c o m e sm o r ec r o w d i n g f o r r e d u c i n gt h et r a f f i cp r e s s u r e ，m o r ec i t i e sp u ta t t e n t i o no nm e t r o w 油t h er a p i di n c r e a s e i ns u b w a ym i l e a g e ，t h ec l e a nw o r k so ns u b w a yw e r eg r e a t l yi n c r e a s e da n dt h ed i f f i c u l t y w a sa l s oi n c r e a s e d m e t r o so p e r a t i o n a le n v i r o n m e n tn o to n l ya f f e c t s t h es u b w a y a e s t h e t i c s ，b u ta l s oa f f e c t st h et r a f f i cs a f e t y t h e r e f o r e ，i ti si m p o r t a n tt ok e e ps u b w a y t u n n e lc l e a nf o rs u b w a yv e h i c l e ss a f eo p e r a t i o n t r a d i t i o n a lm a n u a lc l e a n i n gm e t h o d s c a l ln o tm e e tt h ed e m a n d s ，s ot h en e wc l e a n i n ge q u i p m e n tn e e d st ob ed e v e l o p e dt o m e e tt h ed e m a n d s an e wm u l t it u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e ( t c v ) w a sr e s e a r c h e do ni nt h i s p a p e r , t h ek e yt e c h n o l o g i e so ft h et c v w e r er e s e a r c h e do n , t h em a i n l yf u n c t i o n sa n d s t r u c t u r e sw e r ed e t e r m i n e d t h em a i nt e c h n o l o g i e si n c l u d e ：t h es p e c i a lw a g o n , v a c u u ms y s t e m ，h i g h - p r e s s u r ew a t e rs y s t e m t h em a i nr e s e a r c hw o r k sa sf o l l o w e d ： 1 d e t e r m i n et h ef u n c t i o na n dt h es t r u c t u r eo ft c v a c c o r d i n gt ot h em e t r ot u n n e l c l e a n i n gc o n d i t i o n sa n dd e m a n d s ，t h ef u n c t i o n s w e r ed e t e r m i n e di nt h i s p a p e r a c c o r d i n gt ot h et c vf u n c t i o n s ，t h et h r e em a i nf u n c t i o n si n c l u d e ：h i g h p r e s s u r ew a t e r w a s h i n g ，b r u s hr o l l i n g ，v a c u mr e c y c l i n g 2 a c c o r d i n gt ot h em e t r og a u g ea n dt h ew e i g h to fe a c hm o d u l eo nt h et u n n e l c l e a n i n gv e h i c l e ，c a r r y i n go u tt h el i g h t w e i g h td e s i g no ft h et u n n e l ，b a s e do nf i n i t e e l e m e n ta n a l y s i so ft u n n e lc l e a n i n gv e h i c l eb o d ys t r u c t u r eo p t i m i z e dd e s i g na n d a n a l y s i s o p t i m i z et h ed e s i g no ft h eb o d yw e i g h tt oa c h i e v eal i g h t w e i g h t , l o w e rt h a n t h es a m ev e h i c l et or e d u c eb y15 a f t e re x p e r i m e n t a lv e r i f i c a t i o n ，t h ev e h i c l ed e s i g n , i sr e a s o n a b l es t r u c t u r ec o m p a c t , s t a t i cs t r e n g t ha n dd y n a m i cp e r f o r m a n c ef u l l ym e e tt h e a c t u a lr e q u i r e m e n t s 3 c a r r y i n go u tt h ev a c u u mc l e a n i n gs y s t e md e s i g na n dr e s e a r c ho ft h et u n n e l c l e a n i n gv e h i c l e t h ev a c u u ms y s t e mw a sd e t e r m i n e d ，t h ev a c u u ms y s t e mc r e a t e sa 山东大学硕十学位论文 v a c u u mf l o wb yv a c u u mf a n ，s w e e p st h ed u s tb yb r u s hr o l l i n g ，t r a n s l a t et h ew a s t et o s p e c i a lb o x t h ea i ra n dd u s tp r o p e r t i e sa n dr u l e sw e r er e s e a r c h e di nt h i sp a p e r b a s e d o nv a c u u mc o l l e c t i o nt e c h n i q u e s ，a i ra n dd u s tp a r t i c l e st o s t u d yt h ef e a t u r ea n dt h e r e g u l a rp a t t e r n ，t od e t e r m i n et h ev a c u u mp r e s s u r ev a c u u ms y s t e m ，t h em a x i m u ma i rf l o w , v a c u u mb r u s hr o l l e rm o u t hs t r u c n l r ea n db r u s hr o l l e rs p e e d 4 c a r r y i n go u tf u r t h e rs t u d ya b o u th i g h - p r e s s u r ew a t e rw a s h i n ga n dc l e a n i n gt h e p r i n c i p l e d e s i g na n dd e v e l o p m e n to fh i g h - p r e s s u r ew a t e rt u n n e lc a rw a s hc l e a n i n g s y s t e ms c h e m a t i cd i a g r a m ，b a s e do nt h ep r i n c i p l eo fh i g hp r e s s u r ew a t e rr i n s ec l e a n i n g t e c h n o l o g y , d e s i g na n dc a l c u l a t i o no ft h ew a t e rf l o w , t h ed e s i g ns y s t e mp r e s s u r ej e t n o z z l ed i a m e t e r , j e tp o s i t i o na n da n g l e k e yw o r d ss u b w a yt u n n e l ：t u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e ；f i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s ； v a c u u mr e c o v e r y ；h i g h - p r e s s u r ew a t e r j e t i v c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a c t i a b s t r a c t i i i c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f t h es u b j e c t 1 1 1 1t h es t a t u so f as u b w a yt u n n e le n v i r o n m e n t 1 1 1 2a n a l y s i so fd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ld e v e l o p m e n to fs u b w a y o p e r a t i o n 3 1 2s u b w a yt h a n e lc l e a nv e h i c l et e c h n o l o g yr e s e a r c h 4 1 2 1d e v e l o p m e n to f f o r e i g nc l e a nv e h i c l et e c h n o l o g i e s 4 1 2 2d e v e l o p m e n to fd o m e s t i cc l e a nv e h i c l et e c h n o l o g i e s 7 1 3t h ec o n t e n ta n dm e t h o d so f r e s e a r c h 9 1 4s t r u c t u r eo ft h i sa r t i c l e 10 c h a p t e r2s u b w a yt u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e so v e r a l l d e s i g no ft h ef u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s 1 3 2 1s t a t u so f m e t r ot h a n e lc l e a n i n go p e r a t i o n s 1 3 2 2t h eg e n e r a lr e q u i r e m e n t so ft u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e s 13 2 2 1s u b w a yt u n n e lc l e a n i n go p e r a t i o n sr e q u i r e m e n t s 13 2 2 2s u b w a yt u n n e ll i m i t sr e q u i r e d 1 4 2 2 3s u b w a yt u n n e ln o i s er e q u i r e m e n t s 1 4 2 2 4m e t r ov e h i c l eo p e r a t i n gt i m er e q u i r e m e n t s 1 4 2 3s u b w a yt u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e sm a i nm o d u l e s 15 2 3 1t h em a i nf u n c t i o no f t h et u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e s 1 5 2 3 2s a t i s f yt h es u b w a yt u n n e l l i m i t s 。l5 2 3 3n o i s ee m i s s i o nd e s i g n 1 5 2 3 4d e s i g nt om e e tc u s t o m e rs p e c i f i cr e q u i r e m e n t s 15 2 ：；5a c c e s s i b i l i t yd e s i g n 16 2 3 6p o w e rs y s t e md e s i g n 17 2 4o v e r a l ld e s i g n 17 2 5s u m m a r y 18 c h a p t e r3l i g h t w e i g h td e s i g no ft h et u n n e lc l e a n i n g v e h i c l e s ”。1 9 3 1t h es t u d yo f t u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e so f n oib o d ys t r u c t u r e 1 9 3 1 1t h es t u d yo f c a rt u n n e ln o 1l i g h t w e i g h td e s i g no f t h et c v 2 0 3 1 2n o 1t u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e sb r a k i n gd e s i g n 2 1 3 1 3n o 1c l e a nc a rb o g i ed e s i g no ft h et c v 2 2 山东大学硕士学位论文 i i 3 2t h es t u d yo f t u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e so f n o2b o d ys t r u c t t t r 2 2 3 2 1n o 2c a rc h a s s i sd e s i g no f t h et c v 2 3 3 2 2n o 2t u n n e lc l e a n i n gv e h i c l e sb r a k i n gd e s i g n 2 3 3 2 3n o 2c l e a nc a rb o g i ed e s i g no f t h et c v 2 3 3 3l a y o u to f v e h i c l es y s t e m ss t u 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t e rj e tc l e a n i n gt e c h n o l o g yp r i n c i p l e sa n dc h a r a c t e r i s t i c s 6 2 c o n t e n t s 5 3t u n n e lh i g h p r e s s u r ew a t e rc l e a n i n gs y s t e md e s i g nf o rt c v 6 3 5 4d e t e r m i n a t i o no fs y s t e mp a r a m e t e r s 6 6 5 4 1t h ep r i n c i p l eo f h i g hp r e s s u r ew a t e rc l e a n i n g 6 6 5 4 2s y s t e mp a r a m e t e r s 6 9 5 4 3t h er e s u l t s 7 1 5 5s u m m a r y 7 2 c h a p t e r6s u m m a r ya n do u t l o o k 7 3 6 1t o p i cs u m m a r y 7 3 6 2t o p i cp r o s p e c t s 7 4 r e f e r e n c e s 7 5 p a p e r sp u b l i s h e dd u r i n gt h em a s t e r sd e g r e e 7 9 a c k n o w l e d g e m e n t s 一8 1 第1 章绪论 1 1 课题的提出背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 地铁隧道内环境现状 地铁的运营环境不仅影响地铁内环境美观，还对行车安全构成威胁。因此， 保持地铁隧道清洁是保证地铁安全运营的重要组成部分。但随着地铁运营时间的 增长，隧道内残留垃圾、粉尘达到一定等级会引起地铁环境安全报警，甚至会威 胁到了地铁运营行车安全。 根据我们对国内地铁实际运营线路的实地勘察，地铁隧道内固体废物和灰尘 堆积的现象较为普遍，而且运营时间越长，垃圾堆积现象越严重，轨道两侧沟槽 内的淤泥经过长时间的堆积和风干形成了泥土块，如图1 1 和1 2 所示。行驶中的 车辆会带起风干的泥土，形成隧道内的“尘害”；另外隧道内还有许多固体废弃物， 如各种塑料瓶、塑料袋、报纸、松脱的紧固件等，如图1 3 、1 4 所示。这些尘土 和废弃物不仅污染地铁环境，而且影响了隧道内电子监控和安全设备的正常使用， 大大降低了这些设备的灵敏度，加大了地铁运营的故障率，增加维修设备成本， 并且随着垃圾的增多，将会影响到行车安全。因此，安全高效的清洁工作是保证 地铁行车安全、降低运营故障率、减少维修故障成本的重要环节。 寨然 图卜1 沟内淤泥图卜2隧道壁污物 山东大学硕士学位论文 图1 - 3 塑料瓶图卜4废弃的塑料管 一般情况下，通过以下方式对轨道和隧道进行清洗： 利用轨道清洗列车进行清洗，清洗列车其实是配备了相应清洗装置的运输 车； 由清洗人员人工清洗。 轨道清洗列车主要是用来跟踪由于铁轨研磨产生的残留金属细屑，而清洗工 人则主要是对铁轨、隧道和交叉区域进行一般的清洗。 然而，上述清洗方法存在以下不足之处： 只有为数不多的车站配备了隧道清洗管线。在未获得允许的情况下，不能 使用灭火水管进行轨道的清洗； 由于环境保护部门提出了严格的排放要求，在高架铁路区域无法进行轨道 的清洗操作； 金属细屑很难完全地“捡起”，因此，残余的铁屑将被冲入隧道集水坑，经常 导致污水排水指标超限。为了保持轨道与隧道的清洁，需要对轨道进行定期的清 洗，因此轨道与地面之间需要进行隔离以提供安全高效的列车服务。车站和列车 的日常的运行过程中会产生大量的废物与垃圾，如： 垃圾和油污，可导致火灾危险； 由于轨道研磨而产生的残余金属屑，堆积在铁轨接头处的轨底，可引起短 路； 在柱基维修之后残留在隧道内部的微小尘粒可对铁路职工的身体健康造成 危害。 2 第1 章绪论 1 1 2 国内外地铁运营发展分析 随着我国经济快速发展，城市化进程逐步加快，城市规模不断扩大，大量流 动人口涌进城市，同时机动车量迅猛增加，交通需求急剧增长，造成城市道路拥 挤、车辆堵塞、交通秩序混乱等现象，这不但影响人们的出行，而且也成为阻碍 城市发展的“瓶颈”【1 】。城市交通拥堵从二十世纪末已经在北京、上海等大城市出现， 那时的治理办法就是修建公路，但在当前城市化的发展速度下，光靠修建公路无 法解决交通拥堵问题。大力发展城市轨道交通是解决城市交通问题的惟一途径， 这已是全世界的共识【2 1 。 地铁、轻轨与传统公交汽车相比较，优势明显：l 、用地省，运能大。1 条复 线轨道交通线路与一条1 6 车道的公路具有大体相同的运输能力。2 、运行时间稳 定，容易吸引人乘，坐安全事故极为罕见。3 、安全环保，以电为动力能耗是公共汽 车的五分之三，节约能源，减少大气污染。每一单位运输量能源消费量，轨道交 通系统仅为公共汽车的五分之三，私人用车的六分之一。地铁轻轨列车使用的电 能是一种清洁的能源，不像燃气机车那样有废油废渣产生。4 、乘客的运载能力超 过普通公交车，一般是2 0 0 左右一个车。5 、噪音低于大卡车一噪音较低。城市轨 道交通是绿色工程，而且符合中国可持续发展的战吲3 1 。 隧道及地下工程专家、中国工程院院士王梦恕说：“中国确实需要开发以轨道 交通( 地铁和轻轨) 为特色的交通资源，轨道交通将不单是城市发展的需要，也 是未来地下资源开发的必然，更是经济发展的综合体现，因此，国家提出要大力 发展公共交通，尤其是发展城市轨道交通来解决城市拥堵问题【4 】。地铁不仅是一座 城市是否融入国际化大都市现代化交通的显著标志，也是一个国家的综合国力和 科技水平的展现，更是解决大都市交通紧张状况最理想的交通方式。 目前，我国的地铁和轨道交通方兴未艾，蓬勃发展，城市轨道交通建设快速 增长。北京、上海、广州等大城市都制定了规模宏大的轨道交通建设计划，国内 其他城市也纷纷进入了轨道发展的高峰期【5 】。截至目前，全国已有3 1 个城市轨道 交通规划通过审批，“十二五 城市轨道交通投资会超过1 万亿元。不难发现， 中国的轨道交通建设正在进入高速发展期。广州也计划2 0 2 0 年通车里程要达5 0 0 公里；到2 0 1 0 年，上海市计划到2 0 1 2 年轨道交通总里程将超过5 0 0 公里，建设 总投资逾1 5 0 0 亿元；北京市轨道交通营运总里程将达到3 0 0 公里，2 0 1 2 年达到 3 山东大学硕十学位论文 |i ii i 4 2 0 公里，2 0 1 5 年达到5 6 1 公里：深圳地铁线路通车里程将由现在的不足3 0 公里 扩展到1 5 5 公里；湖北省武汉市将斥资3 0 0 0 亿元修建5 3 0 公里的轨道交通网络； 重庆则宣布斥资4 5 5 亿元兴建轨道交通，力争到2 0 1 2 年通车里程达到1 1 6 公里。 随着各大城市轨道交通项目的建设，中国已经成为世界上最大的城市轨道交通建 设市场【6 1 。 中国地铁轨道交通建设不断推进，带来了经济社会和人们的生活发生重要改 变，人们对交通安全的要求与舒适度日益提高。然而随着地铁历程的迅猛增加， 地铁车辆运行环境地铁隧道的清洁度日显重要。地铁隧道内的环境不仅影响 舒适度，而且影响地铁的行车安全，目前国内清洁隧道的工作有两种工作形式： 一种是人工清扫，这种清洁方式虽然可以清理部分固体垃圾，但是该方式工作效 率低、劳动强度大，无法清扫尘状垃圾( 如铁屑) ，清洁效果差；另一种是采用喷 水清洁车清洁方式，该车作业范围主要是隧道墙壁( 附属设备安装高度以下) ，轨 道，轨底，轨道扣件，工人可持喷洒清洁隧道角落。该种清扫设备只能清洗隧道 内的灰尘，清洗后的污水经隧道排水沟排入污水池，如排水不畅，灰尘会在排水 沟内形成淤泥，对于清扫固体废弃物，更是无能为力，因此不能达到较好的清洗 效果。因此，需要开发新型设备以满足发展需求，这为真空室隧道清洁车技术发 展提供了巨大商机。 1 2 地铁隧道清洁车技术研究现状 目前隧道清洁车技术在国外发展较早，性能比较完善，主要采用高压水射流 技术和真空技术。国内在地铁隧道清洁领域起步较晚，目前所用的设备主要采用 。高压水射流技术，采用真空回收地铁隧道污物的技术尚处于空白。 1 2 1 国外清洁车技术发展现状 在世界地铁中，世界最早开始建设地铁的城市英国伦敦在8 0 年代成功地研制 出一列隧道清扫列车。该列车能够清扫在地铁隧道内道床、墙壁、电缆和信号装 置上附着的污浊，以及轨道基柱附近轮轨摩擦产生的金属粉末。这种清扫列车， 号称万能清洗车，如图1 5 所示，由2 辆电动车、2 辆滤清车、1 辆吸收车共5 辆 组成的固定编组列车，从车辆基地到清扫现场，该列车和普通车辆具有相同的速 度运行，但在进行清扫作业时，需要超低速，所以具有能用液压传动方式变速的 4 第1 章绪论 特殊性能7 1 。伦敦地铁使用的地铁清洁车设备，由多节车辆连挂而成，功能特别的 复杂，造价也很高，一端配备专用的液压动力的作业机车，可以实现较慢速度的 清洁作业。 图卜5 伦敦地铁的清洁车 该车已经配备了真空系统，但是由于设计制造的时间较早，已经不能满足现 在伦敦地铁的使用需求了，伦敦地铁正在征求新的隧道清洗车的设计方案。 俄罗斯的地铁清扫车辆，该车较复杂的，这与该国的地铁系统的复杂程度有 很大的关系，清扫车辆的造价也比较高。图1 - 6 是俄国地铁在用清扫车辆的展示图， 主要采用真空技术与高压水喷洒冲洗技术。由于俄国地铁技术的不断发展，目前 这个车辆已经不能满足其作业要求，俄国地铁正在征求新的隧道清洗车的方案【8 】。 图卜6 俄罗斯研制的地铁隧道清洁车 5 山东大学硕士学位论文 德国隧道清洁车技术。该技术由德国斯沃林公铁两用设备公司 ( s c h o e r l i n g b r o c kz w e i w e g e t e c h n i kg r n b h ) 开发使用，该隧道清洁车采用公路铁路 两用形式，清洁系统有压缩空气和高压水清洁系统两种配备方式。 德国斯沃林公铁两用车( 如图1 - 7 所示) 的优点：灵活的在公路和铁路上使用， 无需准备时间，可以不间断作业，简单人性化的操作界面，高质量以及强大的适 用功能，极大的提高工作效率。造价低于传统机车，使用正常的加油站，大大降 低维护费用。自各动力，可不受路网限制的独立运行。 图卜7 德国研制的地铁隧道清洁车 纽约地铁使用的隧道清洁车如图卜8 所示，该车被称作v a k t r a c k 的真空吸尘 列车，用于清除地铁隧道中累计的尘土和垃圾，是两家法国公司制造，共5 节长 的吸尘列车，每年可清除8 0 吨垃圾，列车运行速度可达4 0 英里小时，能够吸除 轨道两侧4 0 英尺以内的范围的垃圾引。 星 第1 章绪论 图1 8 纽约地铁用吸尘列车 1 2 2 国内清洁车技术发展现状 随着我国地铁规模的不断扩大和地铁里程的不断增多，随着人们环保意识的 增加，人们对环境要求的越来越高。传统的人工清洁方式又不能满足地铁快速发 展的要求，又因为国外地铁清洁车辆的价格昂贵，国内部分厂家开始研发地铁清 洁车。 目前国内主要有两家公司拥有隧道清洁车技术，如图1 9 和图1 1 0 所示，主 要有湖北襄阳金鹰及江苏紫光公司。主要清扫地铁隧道墙壁，轨道和相关附件。 该隧道清洁车配备水箱、喷洒枪、喷嘴。清洁车作业范围主要是隧道墙壁( 附属 设备安装高度以下) ，轨道，轨底，轨道扣件；另配喷洒枪可以由工人手持清洁隧 道角落。该种清扫设备只能够清洗隧道内的灰尘，清洗后的污水经隧道排水沟排 入污水池，如果排水不畅，灰尘会形成淤泥留在排水沟内；对于清扫固体废弃物， 就无从谈起了，因此始终不能达到较好的清洗效果。 7 山东大学硕士学位论文 ，崩朔r 帮j 嘞眇7 嗍7 ，自l i j i 争， 一 。 图卜9 江苏厂家研制的隧道清洁车 图卜1 0 湖北襄阳金鹰研制的的清洁车 湖北襄阳金鹰隧道清洗车s q x - 1 金鹰轨道隧道清洗车，该清洗车主要有柴油 发电机组、车体、水罐、高压水泵单元、轨道清洗装置，隧道清洗装置和水管路 组成。 在香港地铁应用的是澳大利亚t t g 铁路技术公司设计的产品t c v l 6 0 。香港 地铁所使用的隧道清洗车，型号为t c v l 6 0 。具备高压喷水系统和真空系统，其中 高压喷水系统的作业内容与上海地铁作业内容相似，真空系统的作业内容主要是 吸取道砟，兼做吸取隧道内轨道附近的固体杂物的任务，如图1 1 1 一图1 1 3 所示。 国 第l 章绪论 图1 - 11 香港地铁用t t g 公司研制的t c v l 6 0 隧道清洁车 图1 - 1 2t c v 1 6 0 高压水冲洗管路图1 - 1 3t c v l 6 0 真空吸取垃圾管路 自2 0 0 0 年以来，香港地铁一直在使用这种设备，t c v l 6 0 隧道清洁车优点是故 障少，操作维护简单，设备性价比高。 1 3 本课题研究的内容及方法 本课题研究的内容是地铁隧道真空式清洁车系统，通过大量调研国内现有的 隧道清洗车，实地走访国内多家地铁运营公司主要技术负责人，结合国内地铁运 营的实际需要，优化选择国内地铁隧道清洁车系统的功能，基于真空收集技术， 确定高压水系统冲洗、滚刷清扫和真空收集系统，本文主要研究的内容有： 1 、本文针对目前国内地铁运营实际环境，根据地铁运营所需，确定隧道清洁 车系统整体功能及结构，并与国外先进的技术公司合作开发一款适合中国地铁隧 道清洁车，该车相对国外隧道清洁车，功能配置科学，技术先进、可靠，是一款 国 山东大学硕十学位论文 适合国内地铁实际需要的新型机电液一体化的多功能更产品，成本大大低于相对 国外同类型产品。 2 、根据地铁隧道限界及隧道清洁车各模块重量布置，开展了隧道清洁车轻量 化设计研究。基于有限元分析技术，对隧道清洁车车辆车体结构进行了优化设计 和分析。优化设计的车体重量实现了轻量化，比国内同类车辆减轻2 0 。按照铁 路车辆设计规范，对车上水箱、发电机组、高压水泵单元、真空风机、污物箱进 行了布置，经过试验验证，整车设计结构合理紧凑，静强度和动力学性能完全满 足实际要求。 3 、基于地铁隧道垃圾附着物的实际情况，研究了高压水冲洗系统，确定了 1 5 0 b a r 、8 0 b a r 、2 0 b a r 冲洗的三个等级压力，设计了确定高压水系统。 4 、引进消化