提升列車自動(dòng)清洗機(jī)洗車效果的技術(shù)措施

陳洪科

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣州 510000）

0 引言

列車自動(dòng)清洗機(jī)（下文簡(jiǎn)稱洗車機(jī)）用于清洗地鐵列車外表面的灰塵、油污及其他污漬。通過(guò)水、清洗劑及清洗刷的作用自動(dòng)清洗列車的兩側(cè)、端部，包括車門和車窗玻璃[1]。洗車機(jī)具有機(jī)械洗刷噴淋系統(tǒng)、洗滌劑供給系統(tǒng)、水供給系統(tǒng)、水過(guò)濾系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、壓縮空氣供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，能夠自動(dòng)完成列車兩側(cè)（含側(cè)頂圓弧部分）的清洗工作，使整個(gè)列車清洗過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無(wú)人值班。洗車機(jī)能準(zhǔn)確辨別列車在設(shè)備中的位置，自動(dòng)開(kāi)始和結(jié)束洗車的程序，并給司機(jī)必要的提示信號(hào)。洗車機(jī)的控制采用自動(dòng)與手動(dòng)的操作控制，手動(dòng)模式下各組清洗刷可以選擇正反轉(zhuǎn)，各組噴淋架是否噴水，并能選擇是否使用洗滌劑，以及滿足其他部件的功能測(cè)試[2]。

目前，列車經(jīng)現(xiàn)有列車清洗機(jī)洗車后，因沒(méi)有快速風(fēng)干，車上有水跡殘留，若馬上上線運(yùn)營(yíng)，列車上的水遇到灰塵，就會(huì)有淚痕，這是困擾已久的洗車效果問(wèn)題。如果等車上的水跡自然風(fēng)干再上線運(yùn)行，則會(huì)存在車輛運(yùn)營(yíng)能力不足的風(fēng)險(xiǎn)。本文旨在尋找可提升列車自動(dòng)洗車機(jī)洗車效果的技術(shù)措施，以解決困擾已久的列車清洗后馬上上線運(yùn)營(yíng)使列車產(chǎn)生的淚痕問(wèn)題。從以下5個(gè)方面進(jìn)行試驗(yàn)，有效地解決了問(wèn)題。

1 增加洗滌劑泡沫清洗工藝

現(xiàn)有列車清洗機(jī)的預(yù)冷機(jī)構(gòu)安裝在車輛進(jìn)庫(kù)端的軌道兩側(cè)，在車輛進(jìn)庫(kù)時(shí)對(duì)車體進(jìn)行循環(huán)水噴淋。洗滌劑發(fā)泡噴淋裝置如圖1所示。為增加清洗效果，在現(xiàn)有的列車清洗機(jī)的基礎(chǔ)上增加洗泡沫發(fā)生裝置，其安裝在列車自動(dòng)清洗機(jī)機(jī)械間，便于洗滌劑添加及檢修，內(nèi)部采用流量計(jì)、比例閥、計(jì)量泵結(jié)合PLC控制，實(shí)現(xiàn)水和洗滌劑的精確濃度比例混合，通過(guò)壓縮空氣調(diào)節(jié)閥對(duì)干濕程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，自動(dòng)完成比例添加、液液混合、氣液混合形成泡沫[3]。具體構(gòu)成如下。

圖1 洗滌劑發(fā)泡噴淋裝置

（1）清水箱增加1.5 kW清水供水泵及管路，用于泡沫發(fā)生裝置清水供給。

（2）機(jī)械間內(nèi)，機(jī)械間與清洗區(qū)相接地溝左側(cè)設(shè)置洗滌劑泡沫發(fā)生裝置，采用PPR材質(zhì)管路與供水泵連接；采用尼龍氣管與壓縮空氣管路連接，實(shí)現(xiàn)清水、壓縮空氣供給。

（3）在清洗區(qū)酸性洗滌劑預(yù)濕工位PR2與預(yù)濕涂抹工位BS1間設(shè)置洗滌劑泡沫噴淋工位PM1，噴淋管采用不銹鋼材質(zhì)，通過(guò)高壓軟管、PRR管路與機(jī)械間內(nèi)洗滌劑泡沫發(fā)生裝置連接，實(shí)現(xiàn)泡沫噴淋。

（4）鋪設(shè)水泵、泡沫發(fā)生裝置控制電纜及接線。

2 采用高發(fā)泡刷毛應(yīng)用于洗滌劑涂抹工位

現(xiàn)有列車清洗機(jī)邊刷刷毛的主要成分是氧化鈦，含量50%左右。由于近年來(lái)中國(guó)環(huán)境污染較嚴(yán)重，工業(yè)廢氣、汽車尾氣的排放量較大，而廢氣中的硫氧化物和氮氧化物都是酸性污染物。這些酸性分子分散在空氣中后附著在車體上，因此洗車時(shí)附著在車體上的酸性物質(zhì)會(huì)粘在刷子上面，而刷絲前端10～15 cm的部分是接觸到車體最多的部分；刷毛在不使用時(shí)刷絲垂直向下，水會(huì)聚集到刷絲前端部分，長(zhǎng)時(shí)間的積累導(dǎo)致刷子前端的酸性污染物跟刷絲中的氧化鈦物質(zhì)反應(yīng)加速刷絲硬化，使刷絲容易斷裂，導(dǎo)致洗車效果不佳。

為了進(jìn)一步提高洗滌劑泡沫與車體的接觸效果，結(jié)合泡沫清洗工藝，選取專用于列車自動(dòng)清洗機(jī)涂抹工位的新型刷毛，采用日本進(jìn)口高發(fā)泡刷絲[4]。刷絲斷面采用3個(gè)十字組合形狀，相比原刷絲斷面直徑增大1倍，經(jīng)測(cè)試保水率增加1.3%，頭部分叉更細(xì)膩，讓泡沫與與車體結(jié)合更好，刷絲更柔軟，提升洗滌劑涂抹效果。

3 提高清洗刷轉(zhuǎn)速并增加變頻調(diào)速功能

現(xiàn)有列車清洗機(jī)的側(cè)面刷洗機(jī)構(gòu)由以下3大機(jī)構(gòu)組成：側(cè)面初刷洗機(jī)構(gòu)（設(shè)置1對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）；側(cè)面次刷洗工位（設(shè)置2對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）；側(cè)面精刷洗工位（設(shè)置1對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）。由于側(cè)面邊刷的電機(jī)都是安裝在立柱頂部，頂部電機(jī)裝有減速機(jī)，并通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)邊刷轉(zhuǎn)動(dòng)，由于電機(jī)是固定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速131 r/min，無(wú)法實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

為了達(dá)到提升清洗效果的同時(shí)又保護(hù)好電客車表漆的目標(biāo)，采取更換列車清洗機(jī)側(cè)面初刷洗工位、側(cè)面次刷洗工位、側(cè)面終刷洗工位減速機(jī)[5]，將目前3道清洗刷轉(zhuǎn)速由131 r/min提升至最高310 r/min。按照更換的電機(jī)功率增加相應(yīng)的SIEMENS G120系列變頻器對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過(guò)SIEMENS WinCC人機(jī)界面系統(tǒng)可對(duì)相應(yīng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)置，從而找到更優(yōu)化的轉(zhuǎn)速，既可以保證刷洗效果，又可以防止車頂污水流下造成的二次污染和車漆保護(hù)的矛盾。具體措施如下：

（1）控制室增加2 000 mm×600 mm×600 mm（長(zhǎng)×寬×高）控制柜，內(nèi)部設(shè)有變頻器、斷路器，其功能為側(cè)刷變頻控制、水泵啟停控制、強(qiáng)力風(fēng)幕控制、泡沫發(fā)生控制等[6]；

（2）更換側(cè)面初刷洗工位M6、側(cè)面次刷洗工位M8、側(cè)面終刷洗工位減速機(jī)M10電機(jī)及減速機(jī)；

（3）控制柜及側(cè)刷電機(jī)接線。

4 增加列車自動(dòng)清洗機(jī)軟化水裝置使用工藝

目前列車清洗機(jī)洗車工序由以下裝置構(gòu)成：機(jī)械洗刷噴淋預(yù)濕/預(yù)冷噴淋裝置、列車側(cè)面初刷洗裝置（設(shè)置1對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）、車頭端刷高壓沖洗裝置、側(cè)面次（除垢）刷洗工位（設(shè)置2對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）、循環(huán)水水初沖噴淋裝置、側(cè)面精刷洗工位（設(shè)置1對(duì)側(cè)刷組、1對(duì)側(cè)頂弧刷組）、清水終沖噴淋裝置。如果終端只有清水噴淋系統(tǒng)，無(wú)法消除車輛清洗后水痕。

現(xiàn)針對(duì)車輛清洗后水痕較明顯的車輛段，建議在清水終沖洗增加軟化水終沖洗工位，同時(shí)在使用軟水器的同時(shí)[7]，在終沖洗工位清水中加入“水痕跡消除劑”。該試劑由高分子聚合物、緩沖劑、除垢助劑等復(fù)配而成。通過(guò)溶解水垢中的陽(yáng)離子而避免產(chǎn)生水痕[8]。整個(gè)清洗過(guò)程安全平和，無(wú)腐蝕。用于列車外表清洗的漂洗工序，軟化水質(zhì)，分散水中無(wú)機(jī)粒子，水洗后不留水痕，保持玻璃、列車外表光潔透亮。

5 增加車窗吹干裝置

在洗車庫(kù)出庫(kù)端4 m處增設(shè)2臺(tái)高速風(fēng)機(jī)，覆蓋車輛上半部及車窗位置，出口風(fēng)速21 m/s,風(fēng)量13 000 m3/h。在洗車后將車窗表面大部分殘余水滴吹脫，加速水滴滑落[9]，進(jìn)一步解決車窗水漬殘留的問(wèn)題。如圖2所示，具體措施如下：

圖2 強(qiáng)力吹干風(fēng)幕

（1）在列車清洗方向出庫(kù)端距離外墻4 m處挖掘風(fēng)幕基礎(chǔ)坑800 mm×800 mm×800 mm（長(zhǎng)×寬×深），并進(jìn)行預(yù)埋件焊接，然后進(jìn)行混凝土二次澆筑；

（2）待混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，進(jìn)行風(fēng)機(jī)立柱安裝，立柱安裝后進(jìn)行風(fēng)機(jī)安裝；

（3）鋪設(shè)風(fēng)機(jī)控制電纜，并進(jìn)行接線。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)增加洗滌劑泡沫清洗工藝、采用高發(fā)泡刷毛應(yīng)用于洗滌劑涂抹工位、提高清洗刷轉(zhuǎn)速并增加變頻調(diào)速功能、增加列車自動(dòng)清洗機(jī)軟化水裝置使用工藝、增加車窗吹干裝置這5大改進(jìn)措施，既提升了列車清洗機(jī)洗滌劑乳化效果，減少洗滌劑反應(yīng)時(shí)間，又節(jié)約了洗滌劑。改進(jìn)前后洗車效果對(duì)比如圖3所示，既提升了地鐵列車表面污漬的清洗效果，同時(shí)又保護(hù)了列車表面涂層，更重要的是較好地解決列車洗車后馬上上線運(yùn)營(yíng)存在的淚痕問(wèn)題，提升了清洗效果和運(yùn)營(yíng)效率。

圖3 改進(jìn)前后洗車效果對(duì)比