城市軌道交通齒輪箱液壓系統主要基于液壓傳動原理,通過液壓泵將機械能轉化為液壓油的壓力能,利用壓力油的流動來實現齒輪箱的潤滑、冷卻、控制等功能。具體工作原理如下:
動力產生與傳輸:液壓泵是系統的動力源,通常由電機驅動。以齒輪泵為例,當齒輪旋轉時,齒輪外表面和泵體內表面組成密閉空間。齒輪分離處,空間變大,產生真空度,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,從而將機械能轉換為液壓油的壓力能,為系統提供動力,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:齒輪箱內的齒輪嚙合和軸承轉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,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生大量熱量,液壓油在循環過程中會吸收這些熱量。當油溫升高后,熱油流回油箱,會經過冷卻器。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,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:系統中的壓力控制閥(如安全閥)用于控制液壓系統的壓力。當系統壓力超過設定值時,安全閥開啟,將多余的油液排回油箱,以防止系統壓力過高,保護系統部件。流量控制閥則可根據需要調節油液的流量,確保各潤滑點有合適的油量供應。此外,通過調速控制閥等元件,還可以根據齒輪箱的負載情況,自動調節供油流量,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,實現低速、極低速兩擋速度選擇,滿足車輛不同作業走行要求。
故障監測與保護原理:系統中的各種傳感器(如壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器等)實時監測系統的運行參數。當監測到壓力過低、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 根據預設的閾值進行判斷,若出現異常,會觸發相應的保護機制,如發出報警信號,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。