摘要：列车在长期运营中会产生不同程度的污渍，有的比较好处理，有的属于顽固污渍，需要采取清洗剂酸碱度调整或光谱分析等方法进行处理。本文根据多年工作实践，对地铁列车车体表面顽固性污渍的清洗进行研究。
关键词：地铁列车；顽固污渍；清洗剂
引言
地铁列车经过长时间的运营，列车表面会产生灰尘、油污及其他污渍。干净整洁的列车表面，代表着公司的形象，给乘客带来舒适的视觉感受。全自动清洗地铁车辆表皮的洗车机显得非常重要，它能够快速、自动清洗车辆表皮的不同程度的黄斑及污渍。当前采用清水或添加洗涤剂来清洗车辆，但有些黄斑是这两种清洗方案无法清洗干净的。
一、黄斑采样分析
通过对列车黄斑取样分析发现，黄斑中铁元素Fe及硅元素Si超标较多，见表1：
表1 洗涤剂和黄斑成分对比表
通过以下流程采样：（1）利用光谱对清洗剂化验2次，（2）将样品放入3 mL清洗剂中，分2次进行光谱化验。其分析结果：将絮状样品放入3 mL清洗剂中，化验结果显示絮状物中的铁元素和硅元素明显升高。Fe元素超标约70.6倍，硅Si元素超标3.43倍。得出以下结论：排除油漆质量导致漆面发黄的因素，另外，列车轮对摩擦钢轨、列车气制动时闸瓦磨耗及钢轨打磨车打磨作业等共同原因导致隧道空气中的铁氧化物与硅酸盐含量超标，列车运行时附着于电客车表面，久而久之产生黄斑现象。
二、清洗剂选择
分别选用碱性及酸性清洗剂进行人工清洗试验，检验其清洗效果。选用原液PH值为9～10的碱性清洗剂，该清洗剂的主要成分为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂等，对油垢、积碳等有较强的去污能力，但经过人工清洗试验，碱性洗涤剂对污渍清洗效果并不明显，且对列车表面存在一定的腐蚀性，因此不采用碱性洗涤剂。
选用某化工有限公司生产的RSB-808A，PH值为4.5±0.5有机酸溶剂。化学成分主要为有机弱酸、助剂、缓蚀剂、软水剂及多种表面活性剂。用喷水壶模仿洗车机喷雾，将配置好的RSB-808A、浓度为6%的列车清洗剂溶液喷洒于电客车黄斑处，20 s后用棉布擦拭后查看效果，黄斑有较明显的减淡，对于较深顽固污渍反复擦拭后效果更明显。手工清洗实验完成后，未发现酸性清洗剂对油漆表面造成明显的不良影响。清洗前后的对比如图1、2所示。
图1 酸性清洗剂清洗前 图2 酸性清洗剂清洗后
三、列车清洗工艺布置
洗车机的清洗工艺布置直接关系到洗涤剂从附着在车体外表面到被冲洗的反应时间，洗涤剂反应时间必须与洗车工艺布置相适宜，才能获得最佳的洗涤效果。目前洗车机工艺布置如图3所示。
图3 地铁列车清洗工艺布置
①洗车药液喷管用于车体洗涤剂的喷洒，洗涤液管喷出均匀、扇形、含有洗涤剂的水雾；
②侧刷1、2及侧顶弧刷工位是洗涤液揉抹工位，主要进行车体喷洒洗涤剂后的刷抹，加速清洗剂与污物的反应；③端刷工位是对列车的前/后端面进行刷洗清洁。并根据值班员选定的洗刷工艺，自动确定是否加入洗涤剂；④侧刷3工位不加入洗涤剂，刷洗列车两侧，去除残留洗涤剂，作用和功能与侧面初刷洗基本相同。由此可以看出，药液停留的最长距离是从药液喷管到侧刷3之间的28 m，如果按正常洗车速度3 km/h，在不端洗的情况下，电客车通过时间为33.6 s，因此从理论上来说电客车表面的黄斑可以被软化及分解。但试验过程发现，即使通过时间为33.6 s，电客车表面的黄斑去除率很低，看来还有其他原因导致列车清洗剂清洗效果不佳。
四、洗车机刷毛转速
除了清洗剂之外，另一个影响清洗效果的因素就是刷毛，刷毛与车体直接接触，其运动过程直接关系到清洗效果的好坏，当洗车车速一定时（控制在3 km/h左右），电客车的洗净程度与刷组设置的数量、刷组的旋转速度成正比，刷组数量越多，转速越高，则洗净程度越高。但是刷组的转速越高，需要的驱动功率也越大，能耗也越高，且过高的转速产生的离心力将增加刷毛与车体表面的接触力，从而对车体表面的涂料产生不利影响。根据厂家数据，刷组转速以不超过300 r/min。目前洗车机侧刷的功率为2.2 kW，刷毛转速为159 r/min，刷毛展开直径1 220 mm，洗车设备可调节的吃毛量100~200 mm（取中间值150 mm），通过公式可以求得刷毛旋转过程中给予车体的动量。
刷毛动量：E =Ft = M Δ v=M×ω×r=M 1 ×2 π×n/60×r=2.44 πM 1
式中：n=159 r/min；r =0.46 m，r由刷毛半径减去吃毛量计算所得；M 1 为刷毛的质量。由此可以看出，要提高刷毛的动量，有以下几个方法：①增加刷组的旋转速度；②增大刷毛的质量；③增加刷毛的半径。
由于刷组的旋转速度已经恒定，如需要提高转速，需要更换大功率电机及相匹配的减速箱，对既有线路的洗车机来说，只有在设备大修时才能实现。现有洗车机侧刷刷毛的展开直径D=1 220 mm，刷毛安装在直径120 mm的侧刷轴上，故侧刷刷毛的长度计算可得：
r=（D-120）/2=550 mm
如图4所示，侧刷工作时侧刷的毛刷与刷架的距离为240mm，考虑毛刷在工作时与洗刷架或龙门架支柱之间应保持适当距离避免发生碰撞，所
以刷毛可增加的半径最多也只有100 mm左右。
图4 侧刷图
刷毛的长度增加 100 mm，在刷毛粗细不变的情况下，刷毛的质量增加18.2%，同时控制刷毛的吃毛量在100 mm左右，再次计算刷毛的动量可得：
E =Ft = M Δ v=M×ω×r=1.18M 1 ×2 π×n/60×r=3.81 πM 1
式中：n=159 r/min；r=0.61m，r由刷毛半径减去吃毛量计算所得。从两次计算数据可以得出，刷毛长度增加100mm，同时控制刷毛的吃毛量在100mm左右，刷毛的动量可以增加56.4%。因此，提高刷毛转速，可以使刷毛作用于车体表面的动量及作用力得以提高，对洗车机清洗效果有一定的改善。
五、结束语
综上所述，为了提高洗车机的洗车效果，在电客车行驶速度不变的情况下，洗车工序以及洗涤剂之间的关系应当从以下思路去优化配置：①洗涤剂类型，洗涤剂的选择关系到去污能力的强弱，考虑到洗车过程追求高效、快捷的要求，需要选择能深入瓦解污渍，特别是能迅速与铁化合物、硅化合物反应的洗涤剂是清洗列车的首选。②对刷组进行重新设计，提高刷毛转速，优化刷毛的吃毛量，使得作用在列车表面的洗刷力最大化，能够在一定程度上改善清洗效果。③自动洗车需结合局部的人工洗刷。洗涤剂的去污效果再好，刷毛的转速再快，对于顽固污渍和边角区域的污渍去除效果还是不理想，如果能在局部对顽固污渍进行人工清洗，可大大提高整体的美观度。当然，洗车效果还有许多制约因素，这需要因地制宜、反复试验、综合考虑后才能得出相应的洗车优化方案。
参考文献：
［1］卢允忠． 列车自动清洗机水处理循环自动控制系统的设计［J］． 电工技术，2009（6）：
［2］杨刚，刘旭东，周强． 地铁列车自动清洗机［J］． 哈尔滨铁道科技，2003（1）
［3］朱广西． 基于 PLC 和组态软件的列车自动清洗机控制系统［J］． 电工技术，2010（6）
论文作者:曾淑芬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：刷毛论文; 洗涤剂论文; 列车论文; 污渍论文; 黄斑论文; 清洗剂论文; 洗车论文; 《基层建设》2019年第6期论文;