应用
机车是一种长度超过 20 米、重量可达 200 吨的轨道车辆，专用于牵引货运或客运列车组。凭借采用电力或混合动力（柴油-电力）驱动的强劲发动机，可确保为牵引客运车厢提供所需动力，并具备在爬坡时保持速度稳定的能力。
机车是构成列车的主要单元，通常采用双机配置模式，即头部和尾部各配备一台。
需求:
主控制器
主控制器对于机车的驾驶至关重要。该装置传统上采用旋转电位计进行控制，如今已逐步交由非接触式位置传感器实现，此举有效降低了机械磨损，显著延长了设备使用寿命。测量精度及抗振动与环境适应性，是该类传感器的根本技术要求。
解决方案:
GRN 传感器凭借其无轴安装方式，可轻松集成至控制手柄内部，这种设计既提供了运动自由度，又简化了安装流程。此项技术彻底解决了机械磨损相关问题，并能有效降低信号干扰，因此完全适用于新一代列车及有轨电车。
需求:
气动制动系统
列车制动系统完全基于气动回路构成，与液压解决方案相比，可确保更快的响应速度及更低的维护需求。其最大工作压力标准值为 16 bar。列车组的安全运行依赖于对气压持续且精确的监控。此外，压力变送器必须能够耐受高温、振动与潮湿等恶劣环境条件，并且必须与先进的电子系统兼容，例如 ABS 和 ECP。
解决方案:
KM RAIL 系列压力传感器配备电控阀输出接口，可便捷集成于机车驾驶室现有的气动控制柜系统中。这种配置可确保实现持续监测功能，并与主流铁路系统保持兼容，同时通过 EN50155 认证，符合安全规范要求。
需求:
空调系统
在客运列车中，乘客的舒适度依赖于特制的 HVAC 系统，相较于建筑用系统，该系统内部压力更高，工作温度范围也更广。这些系统需要精确监测压力与温度参数，以确保制冷与通风效能。
配备 M12 连接器的 Gefran KM RAIL 压力传感器可持续监测通风管道内的空 气压力，并能精准识别因过滤器脏污堵塞、泄漏或系统故障引起的压力变化。由于其机械坚固性与快速响应特性，该传感器可实时确保气流平衡的精准维持。Gefran TR6 温度传感器可精确测量进风与出风的空气温度值，为控制系统提供关键数据，用以调控制冷或采暖强度。
需求:
受电弓控制系统
受电弓必须确保与架空接触网保持稳定接触，以保障列车的持续电力供给。速度提升会加剧摩擦效应，并放大接触网不平顺问题，导致接触可靠性下降。正因如此，除了通过传感器调控受电弓升降与宽度的位置控制（该调控需综合考量接触网状况、列车速度及外部环境因素）之外，对电缆施加压力的实时监测同样至关重要。这可以确保供电连续性，最大限度减少部件磨损，从而保障电力牵引系统的安全性与最佳性能。
受电弓管理系统由三个协同工作的核心组件构成：
- Gefran RK5 位置传感器采用油缸内置式安装结构，专为耐受冲击与振动环境而设计，其 Hyperwave 技术则确保设备具备长期可靠性及耐久性；
- 经 EN50155 认证的 KM RAIL 压力探头可精准控制受电弓的运动。
- Gefran TH 测力传感器持续监测受电弓与接触网之间的接触压力：该压力需足以保障供电连续性，但又须受控以防止受电弓与铁路电缆过早磨损。
需求:
弯道稳定性
机车与客车车轴悬挂控制系统，可根据线路条件、列车速度及外部负荷实时调节悬挂位置与压力，从而提升乘客舒适度、保障运行安全并延长轨道与车辆的使用寿命。防侧倾系统通过实时补偿过弯时的车体倾斜，确保机车与车厢的运行稳定性。
解决方案:
Gefran 提供 RK-5 与 KM RAIL 组合方案，可构建完整防侧倾系统：RK-5 传感器负责检测油缸的精确位置，KM RAIL 传感器则持续追踪流体压力变化。最终实现车辆姿态的动态协调控制，将精准数据转化为更优的平衡性、舒适度及运营安全性。
- RK-5 是一款磁致伸缩非接触式位置传感器，专为油缸内部安装而设计。
- KM RAIL 是一款专用于铁路应用的超紧凑型压力传感器。采用不锈钢材质制造，已获得 RAIL EN 50155、SIL2、PLd 认证，并具备 IP69K 防护等级。
需求:
消防系统
列车消防安全系统通过惰性气体、细水雾或气溶胶灭火装置实现保障。此类系统需对储气瓶压力进行持续监控（典型范围为 42 至 80 bar），以确保紧急状况下的 灭火效能。铁路行业规范强制要求通过“RAIL”认证及“防火防烟”标准。
解决方案:
配备 M12 连接器的 KM RAIL 压力传感器已获铁路应用认证 (EN50155)，并符合“防火防烟”规范要求。其结构设计最大限度减少塑料材料的使用，使之适用于临界环境，即便在紧急状态下仍能确保安全性与可靠性。
工作原理:
机车并非独立设备，而是一个由多个紧密关联的子系统构成的复杂集成体。其核心在于牵引单元：电力机车型号中，电能是通过受电弓从接触网获取；而在柴油电力混合版本中，柴油发动机驱动发电机为牵引电机供电。无论哪种模式，动力最终都传递至车轴，将电能转化为前进的运动。
围绕这一核心，分布着诸多对可靠性和安全性至关重要的辅助功能。制动系统几乎总是采用气动方式，通过压缩空气沿整个列车组进行分配，从而实现快速且可控的减速。电力供应要求受电弓与接触网保持稳定接触，这一接触通过施加的压力和作用力进行调节。在客运列车中，乘客的舒适度取决于空调系统，该系统能维持车厢内的最佳温度和压力。
各子系统间协同运作：输出功率影响制动效果，悬挂稳定性制约受电弓效率，消防系统则保障核心舱室安全。因此，机车是一个高度集成的系统化机械，其机械结构的坚固性、气动控制与先进电子技术相互交织，将数百吨钢材转化为能够精准、持续运输巨大载荷的移动工具。
需求与技术:
机车系统集成了反映其各子系统特性的多样化需求。每个子系统都承担着特定的功能，但它们共同作用，以确保牵引力、安全性和服务的连续性。
- 主控制器：驾驶员的主操控装置需要采用精准耐用、性能稳定的位置传感器，方能将人体动作转化为平稳的动力调节。
- 制动系统：安全性能依赖于最高工作压力达16 bar 的气动网络，其中每项压力变化都需以极高的可靠性进行监控。
- 客车车厢空调:此处的重点是舒适性：气压与温度须保持持续受控状态，且所有组件均需通过铁路 HVAC 系统制造商的认证。
- 受电弓:除气动运动控制外，还需实时监测受电弓与接触网的接触压力，以确保持续供电并防止过度磨损。
- 悬挂与稳定系统（防侧倾）：在转弯及承压过程中，必须通过位置传感器与压力传感器的协同运作，实时补偿车体倾斜角度，以此确保乘坐舒适性并降低结构负荷。
- 消防系统：最后但同样关键的是，惰性气体或细水雾灭火系统储压罐的监测必须采用经 RAIL 规范及“防火防烟”标准认证的传感器变送器。
综合来看，这些技术需求共同揭示了机车作为精密技术综合体的本质：它是机械、气动与电子系统相互协同的动态平衡体系，各子系统之间形成紧密的支撑网络。Gefran 提供全面的压力和位置传感器系列产品，易于集成到各类系统中，确保机车运行的高效与安全。
