关于和谐型机车全时智能偏转LED前照灯装置现场应用的探讨

关于和谐型机车全时智能偏转 LED 前照灯装置现场应用的探讨

邵永杰 1 唐志升

1， 迎水桥机务段 宁夏中卫 755000,2， 株洲田龙铁道电气股份有限公司 株洲 412000

摘要：和谐型机车前照灯装置作为机车行车安全装备，在实际运用中发挥着积极的安全保障作用。为了解决前照灯灯泡设计寿命短、前照灯光衰严重、灯光在通过曲线时不能照射在轨道上，存在机车转弯时的视觉盲区，本文对原前照灯装置与新型全时智能偏转LED前照灯装置进行对比，通过模拟试验和实际运用效果验证，新型LED前照灯装置可消除原前照灯装置的安全隐患，使其充分发挥安全保障功能。

关键词：前照灯装置 全时智能偏转LED前照灯 视觉盲区 安全保障

一、引言

和谐型机车前照灯原车采用的卤素灯和氙气灯，在机车日常使用过程中，由于原氙气灯和卤素灯使用寿命时间短导致头灯故障率高；另外前照灯光衰严重，在使用时间达到设计寿命周期后前照灯灯泡光衰达50%以上，造成夜间光照度不足。机车头灯装置聚光、反光差，由于前照灯的反光镜常年无维修范围，导致反光镜镜面起泡、变色泛黄，聚光性能下降、反光效果差。

因此，机车全时智能偏转LED前照灯装置是为和谐机车专门设计的一款灯具，是一款不仅可以为机车提供行车照明，而且设计使用寿命能够达到5 万小时，且灯光会全时转动使灯光始终照射在轨道上，能够消除转弯时的视觉盲区，是一款满足现实需求并提升行车安全的灯具。

二、课题提出原因

HXD2型机车在2014年配属我段，截止目前已经使用7年时间，由于产品设计寿命周期原因，该机车前照灯在运行过程中，灯光照射强度已经不能满足乘务员夜间瞭望的实际需求，且前照灯照射光源不能完全覆盖弯道小曲线半径，存在夜间行车灯光照射角度的盲区，存在安全隐患。

针对该问题经多方查询资料，最终与株洲田龙铁道电气股份有限公司共同研制开发形成一款“全时智能偏转LED 前照灯装置”，对我单位配属的HXD26007机车A车前照灯改装为LED EQD100-GY13G型智能LED前照灯进行运用考核试验。在实际运行中，改造后的机车前照灯灯光照射强度既能满足乘务员瞭望的实际需求，且前照灯照射光源能随弯道半径自动转换，又能消除灯光照射角度的盲区。该型智能LED前照灯能与原机车前照灯互换，具备兼容性好、可靠性高的特点，截止目前，装车运用考核效果良好。

三、智能LED 前照灯性能及技术参数

1.工作环境

该产品的正常运行环境为：相对湿度不大于95%，海拔不高于2500m，温度-40℃~至+70℃。全时智能偏转LED 前照灯装置（以下简称“智能LED 前照灯”）性能稳定、安全可靠，各项参数满足铁标技术规范。

2.产品性能

2.1 技术参数

外形尺寸：550mm*288mm*160mm

工作电压：DC 110V

电压范围：DC77V～DC137.5V

额定功率：LED 大灯模组：2×120W

发光强度：强光下LED 灯全亮状态，需大于2200X10³坎德拉

弱光：发光强度大于强光的30%，需小于强光的65%

涂层：底漆米红色环氧底漆RAL 3012

面漆硅灰色丙烯酸聚氨酯漆RAL 7032

2.2 技术特点

2.2.1 超高亮度

智能LED 前照灯采用最新光学设计理念，其基准轴线上光强度按照大于2200x10³坎德拉设计，光学分布角按照±4.3 度设计，都远超TB/T2325.1-2019 机车车辆视听警示装置第1 部分：前照灯的标准要求。并且光学模拟分析和实测数据进行了对比，设计准确度高达97%。

2.2.2 长寿命

智能LED 前照灯采用双LED 大灯模组，每个LED 大灯模组都配有独立的驱动器，能够有效降低LED 前照灯在行车过程中坏掉的几率。LED 大灯模组采用进口芯片，在正常工作环境下的使用寿命能够达到5 万小时。智能LED 前照灯按照铁标要求在70℃的环境温度下工作2小时以上，芯片的温度依然控制在正常工作温度以内，性能稳定，具体见下图热分析。

2.2.3 弯道自动转向

智能LED 前照灯搭载弯道分析系统，该系统不需要采集TAX 机车运行图数据，具备独立的弯道分析能力。弯道分析系统主要由轨道分析模块、步进电机、控制器和位移传感器组成，当机车进入弯道时，轨道分析模块会主动发送数据到控制器，控制器会实时驱动步进电机使灯具转向，确保灯光始终照射在轨道上。弯道分析系统的使用方法非常简便，当智能系统启动：初次使用时，当司机打开扳键开关后，灯具正常点亮，这时需要把前照灯背面的船型开关打到智能启动，那么弯道分析系统就开始启动，后续都不需要进行任何操作；当智能系统关闭：灯具正常点亮过程中，需要关闭智能系统时首先按下前照灯背面的回正按钮，然后在30 秒内将船型开关打到智能关闭，那么智能系统关闭，智能系统的关闭或开启不会影响灯具正常点亮。

2.2.4 安装简便

智能LED 前照灯的控制系统为独立系统，不需要加装通讯线和控制线，安装起来非常方便。

具体安装步骤为：①首先打开HXD2 型机车顶部的前照灯罩；②拆掉原有的前照灯，并拆卸掉连接线缆；③将智能LED 前照灯安装在原灯具的位置，并压紧4 颗M10×40 的螺钉；④通电线缆采用目前主流机车前照灯连接器进行连接，机车端连接器具体型号为泰科的1-480702-0，该连接器接插方便，并具有防插反功能；⑤再次将HXD2 型机车顶部的前照灯罩安装好。

结束语

本文针对和谐型机车前照灯装置在机车实际运用中发挥的积极安全保障作用作为论点，对新旧两种前照灯装置性能进行了对比，从灯泡设计寿命、前照灯光衰、灯光在通过曲线时灯光的跟随性进行了充分论证。新型全时智能偏转LED前照灯装置通过模拟试验和实际运用效果验证，可消除原前照灯装置使用寿命低、夜间照射强度不够，在通过曲线时存在视觉盲区的安全隐患，使其充分发挥安全保障功能。

参考文献

1. 交流传动八轴9600kW货运电力机车检修手册（第三版）.中国 北车集团大同电力机车有限责任公司，2014年6月。

2. HXD2型电力机车[M]. 北京：中国铁道出版社，2010。

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