臺灣博碩士論文加值系統

鐵道車輛車輪輪緣潤滑係用以潤滑電聯車每一車輪組之車輪凸緣，減少車輪輪緣磨損及降低摩擦噪音，因目前台北捷運公司所屬之電聯車輪緣潤滑系統以計時方式作動，採持續潤滑車輪輪緣的模式，不僅浪費輪緣潤滑油，且煞車時因車輪附著過量的潤滑油，將造成列車無法在車站停定位的情形，另因車輪空轉與打滑的現象，更容易發生電聯車煞車功能失效。
由於電聯車在軌道彎曲路段時，車輪磨耗情況最為嚴重，因此計劃電聯車行駛於彎道上，始以輪緣潤滑器作動,避免輪緣潤滑器持續作動所造成之過度潤滑及污染軌道情形發生，並配合於轉向架與車體間安裝角度控制器組與修改原廠設計之控制電路。以安全和效率為基本目標，針對車輪輪緣潤滑系統進行變更設計，經分析台北捷運公司營運路線之路徑特性，依照實際線形特性進行測試觀察，利用控制軌道曲率半徑調整輪緣潤滑比例，以達到最佳化之潤滑需求，增加列車行駛平順度，使車輪與軌道之磨耗降至最低。
本研究之主要目的為在彎道處提供車輪輪緣之潤滑，避免造成輪緣角度及鋼軌外緣角之過度磨耗，降低電聯車轉彎時的摩擦噪音，以減少車輪車削頻繁與降低軌道的研磨次數，並提高行車安全及節省潤滑油使用量。歷經1年3個月之實際載客運轉並無發生故障與誤動作之情形，且能於適當曲率之彎道提供良好之輪緣潤滑效果，證明符合台北大眾捷運系統使用，並得到台北大眾捷運公司肯定改善成效，確實有提升保障系統之安全性與潤滑品質及功能特性。

Flange lubricator is used for the lubrication of wheel flanges of railway vehicle, in a bid to mitigate the flange wearing and noise. The flange lubricators used in Taipe Metro Electrical Multiple Units is timer-controlled, which means continuous application of lubricant on the flange, and lubricant wasting as well as wheel slide in braking because of the over-lubrication on the wheel is projected. Train stoppage accuracy in station can not be assured, and very often the braking efficiency is impacted due to the wheel spin and slide problem.
Train negotiating a curve will worsen the wheel wearing problem, which can be improved if the lubricator is actuated on in curve and wheel over-lubrication and trackway contamination can be avoided. Lubricator control is via an angle controller and modification of the control circuit of the original supplier. While keeping safety and efficiency in mind, alignment characteristics of Taipei Metro is analyzed, and on-site inspection and testing is conducted, resulting in an optimal lubrication effect where the train runs more smoothly and wearing between wheel and track is minimized.
This study is attempted to provide sufficient lubrication for the wheels in curve, and in the mean time over-wearing of flange angle and rail outboard rim angle can be avoided, train noise in curve can be reduced, interval of wheel truing and rail grinding can be extended, and train operation safety and lubricant dosing quantity can be enhanced as well. After one year and three months of real revenue service, no fault or incorrect operation had occurred, validating the suitability of this lubricator for Taipei Metro which gives high praise, and effectively maintaining the system safety and lubrication quality.

目 錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 V


第一章 緒論 1
1.1 鐵道運輸系統的簡介 1
1.2 研究背景 2
1.3 文獻回顧 4
1.4 研究動機 6
1.5 論文大綱 10


第二章台北大眾捷運公司電聯車輪緣潤滑系統的簡介 12
2.1 電聯車簡介 12
2.2 車輛輪緣潤滑系統的簡介 17
2.3 捷運系統營運環境與車輪輪緣潤滑系統使用說明 20


第三章 鐵道車輛車輪輪緣潤滑控制系統之研製 25
3.1 概述 25
3.2 改善計劃 25
3.3 方案構想 26
3.4 作動條件 26
3.5 參數設定 27
3.6 系統環境 28
3.7 設計與研製 32


第四章鐵道車輛車輪輪緣潤滑改良型系統的驗證測試 42
4.1 系統測試和校正 42
4.2 系統試運轉測試計畫 45
4.3 測試 46
4.4 測試結果 47
4.5 車輪輪緣潤滑最佳化調整 51
4.6 改善成效 56


第五章 結論與建議事項 61
5.1 結論 61
5.2 建議事項 62
參考文獻 64
附錄一：大眾捷運系統建設技術規範表—電聯車 66
附錄二：台北大眾捷運系統主線軌道曲率資料表 71
附錄三：改良式輪緣潤滑器淡水-新店圖形測試記錄表 83
附錄四：改良式輪緣潤滑器南港-板橋圖形測試記錄表 90
附錄五：改良式輪緣潤滑器小南門支線圖形測試記錄表 93



圖索引

圖1-1：輪軸自動定位示意圖 6
圖1-2：隧道段軌道內緣潤滑圖 7
圖1-3：雨日後軌道內緣光亮磨損圖 8
圖1-4：電聯車車輪雨天後之磨損情形 9
圖2-1：電聯車組成圖 12
圖2-2：滾輪式輪緣潤滑系統圖 17
圖2-3：道旁式輪緣潤滑系統圖 18
圖2-4：道旁式輪緣潤滑系統圖 18
圖2-5：乾式輪緣潤滑器系統架構圖 19
圖2-6：乾式輪緣潤滑器圖 19
圖2-7：輪緣潤滑-位置圖 21
圖2-8：車輪輪緣潤滑之系統架構圖 23
圖3-1：平面線型列車曲線偏移圖 30
圖3-2：列車離心力圖 31
圖3-3：系統安裝配置圖 32
圖3-4：角度控制器圖 37
圖3-5：安裝示意圖 38
圖3-6：角度偵測器與L形支撐板組合圖 39
圖3-7：控制電路圖 40
圖3-8：彎道感應器完成圖 41
圖4-1：設計變更/功能提升之申請與評估之流程圖 44
圖4-2：軌道曲率與彎道阻力示意圖 51
圖4-3：電聯車輪緣潤滑比例適當（晴天） 54
圖4-4：電聯車輪緣潤滑不足輕微磨損情形（雨天） 55
圖4-5：輪緣潤滑油耗比較圖 57
圖4-6：原廠設計輪緣潤滑器誤動作證明圖 58
圖4-7：列車過彎噪音比較圖 59



表索引

表3-1：原始控制電路設計時序表 34
表3-2：改良式尋彎控制電路設計時序表 35
表4-1：輪緣潤滑比統計表 49
表4-2：台北捷運系統路網軌道曲率半徑分配表 52
表4-3：新淡線輪緣潤滑曲率調整比較表 52

參考文獻
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