滕微,王寧寧,周宏, 苗穎超

(中車大連機(jī)車車輛有限公司 工藝技術(shù)部，遼寧 大連 116021)*

0 引言

交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車是現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾b備，由于缺失適用的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)車布線存在不規(guī)范、走線隨意、布線路徑不一致、線束綁扎不合理、防護(hù)防水防油等措施不良甚至缺失、扎線桿位置不當(dāng)甚至缺少、電纜與車體或其它鋼結(jié)構(gòu)接磨、接線緊固狀態(tài)不良等問題，特別是通訊線路、控制線路與主電路、輔助電路混合布線，導(dǎo)致EMC能力下降，電磁干擾嚴(yán)重，機(jī)車運(yùn)用中系統(tǒng)誤報(bào)頻繁，故障頻發(fā).不僅為機(jī)車的售后服務(wù)帶來很多難度，同時(shí)相關(guān)局段也多次提出整改要求.

本文闡述了通過規(guī)范布線原則、實(shí)施線纜分類設(shè)計(jì)和應(yīng)用預(yù)布線工藝來進(jìn)行交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車電氣布線提升的方法.預(yù)布線工藝采用先進(jìn)的工具、工裝盡量將布線以及試驗(yàn)等工作在地面進(jìn)行，減少機(jī)車總組裝作業(yè)量，機(jī)車預(yù)布線工藝具有高質(zhì)量、高效率等優(yōu)點(diǎn).做好預(yù)布線過程的工藝準(zhǔn)備和質(zhì)量控制，是機(jī)車總組裝作業(yè)和實(shí)現(xiàn)機(jī)車整個(gè)性能的關(guān)鍵.

1 布線提升

1.1 布線提升的規(guī)則

第一、改變布線的隨意性，在設(shè)計(jì)圖紙階段就進(jìn)行優(yōu)化，固化布線路徑，達(dá)到布線的一致性.

第二、采用先進(jìn)的工裝工具和預(yù)布線設(shè)施，提升作業(yè)效率.達(dá)到機(jī)車上各類導(dǎo)線的布線間距滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，減少電磁干擾，提高EMC能力.

第三、對(duì)于特殊要求、特殊材質(zhì)上的力矩(例如電器柜特殊接觸器、繼電器上力矩)由試驗(yàn)得出力矩值編制到工藝文件中.

第四、對(duì)車外線束用尼龍軟管，車內(nèi)用編織網(wǎng)管、尼龍軟管或纏繞管，穿墻用穿墻體，穿板用邊沿防護(hù)條，穿管用防水接頭、電線管套.進(jìn)行有效的防護(hù)，既提高EMC能力又防止接磨.

第五、積累經(jīng)驗(yàn)，固化工藝規(guī)則，形成公司的基礎(chǔ)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

1.2 機(jī)車線纜分類

機(jī)車線纜的分類如表1所示.

1.3 隔離原則

不同類別電纜，如高壓電纜電壓高、功率大，容易產(chǎn)生電場(chǎng)效應(yīng)，成為干擾源；而通信電纜對(duì)電場(chǎng)感應(yīng)耦合比較敏感.因此按照電纜類別將電纜分開敷設(shè)，保證隔離間距，可以使布線的電磁兼容性水平達(dá)到最高.A,B,C類線經(jīng)地板底下到設(shè)備所在位置.D,E類線經(jīng)兩側(cè)上懸梁到設(shè)備所在位置. D類電纜距離A,B,C類電纜 100 mm，E類電纜距離A,B,C類電纜200 mm，D類電纜距離E類電纜100 mm.

表1 線纜分類表

1.4 布線提升具體做法

1.4.1 模塊化司機(jī)室預(yù)布線工藝提升

操縱臺(tái)與司機(jī)室布線并列進(jìn)行，為減少操縱臺(tái)和司機(jī)室內(nèi)部布線電纜受電磁干擾，提高電磁兼容性，將線纜分類布置，不同EMC種類的電纜不得已交叉時(shí)，應(yīng)使電纜與電纜之間成直角交叉.凡是機(jī)車進(jìn)入司機(jī)室的線纜均經(jīng)過司機(jī)室底部的連接器，方便接線.司機(jī)室需吊裝時(shí)，只需拔掉連接器插頭即可.司機(jī)室內(nèi)將所有內(nèi)裝里面的電纜線全部用編織網(wǎng)管、扎帶包扎好，防止電纜線接摩受損.主要工藝如下：

司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)布置→司機(jī)室布線→司機(jī)室內(nèi)裝→司機(jī)室元器件安裝→司機(jī)室接線

操縱臺(tái)元器件檢查→鋼結(jié)構(gòu)整備→模擬板布線安裝元器件→線束裝臺(tái)→接線→動(dòng)作試驗(yàn)→耐壓試驗(yàn)→成品→操縱臺(tái)吊入司機(jī)室

1.4.2 模塊化電氣柜布線工藝提升

在上車前，完成整體電氣柜組裝配線，然后在機(jī)車總組裝時(shí)將整體電氣間及相模塊用專用吊具吊裝上車，再進(jìn)行與底架螺栓固定和對(duì)外配線.電氣柜線纜集中布置，進(jìn)出電氣柜的線纜通過端子排或直接做成外甩線，可盡量避免組裝車間在電氣柜的二次布線.電氣柜內(nèi)元器件及端子安裝都按力矩要求，避免松動(dòng).主要工藝如下：

元器件檢查→電氣柜鋼結(jié)構(gòu)整備→模擬板布線→安裝元器件→線束裝柜→接線→校線→動(dòng)作試驗(yàn)→耐壓試驗(yàn)→吊至成品區(qū)

在電器柜的布線工藝上，采用模擬板預(yù)布線，將電器柜內(nèi)全部導(dǎo)線在板上布好，將大量配線、整理、捆扎工作在柜體裝配前進(jìn)行，這樣可大大減小

屏柜固定間狹小而作業(yè)困難場(chǎng)所的工作量.從而提升作業(yè)效率，具有高質(zhì)快捷統(tǒng)一且方便作業(yè)的特點(diǎn).電氣柜動(dòng)作試驗(yàn)合格后，將電氣柜內(nèi)的各線束用工藝插頭和線夾短接，進(jìn)行絕緣檢查和耐壓試驗(yàn)，進(jìn)一步確保了產(chǎn)品性能和質(zhì)量.由于電氣柜各個(gè)電器元件材質(zhì)的差異，不能運(yùn)用以往的力矩標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行把裝，所以經(jīng)過試驗(yàn)，制定各個(gè)元件的力矩表，編制在工藝文件中.

1.4.3 車體、車架預(yù)布線工藝提升

在導(dǎo)線預(yù)制工序上，我們采用帶有阻尼器的下線裝置和導(dǎo)線預(yù)布工作臺(tái)，可同時(shí)下線8根，提高效率的同時(shí)，保證了導(dǎo)線不落地的作業(yè)規(guī)范要求.司機(jī)室及電器間均采取密封措施，在司機(jī)室-電器間隔墻及電器間-進(jìn)氣間隔墻均加裝了線纜密封體，凡進(jìn)出司機(jī)室及電器間的線纜均通過密封體，保證了司機(jī)室及電器間的密封效果.對(duì)所有的線纜進(jìn)行分色分類布置，動(dòng)力線沿走廊地板下方布置，控制及通訊線沿機(jī)車上懸梁布置，此兩大類線纜分別布置，間距很大，從設(shè)計(jì)源頭上有效避免電磁干擾.

控制電路電纜主要是低功率蓄電池電路電纜和信號(hào)電纜， 這類電纜容易受到干擾，同時(shí)也是干擾源.將控制電路的路徑布置在兩側(cè)墻懸梁上，將控制線與信號(hào)線分上下捆扎避開了強(qiáng)電干擾，工藝上要求線束在地面預(yù)布，然后整體用專用吊具吊上車(圖1).線纜分類捆扎，以減少電磁干擾，提高電磁兼容性.扎帶按圖紙位置捆扎牢固，懸梁出線口要求用邊沿防護(hù)條防護(hù).動(dòng)力間左右上懸梁的跨接線纜使用了線槽結(jié)構(gòu)對(duì)線纜進(jìn)行防護(hù)，不僅美觀，還可以避免電磁干擾.

圖1 控制線布線

輔助及列供回路電纜，主要布線路徑是中間及右側(cè)走廊地面上，中間線槽為倒扣形式，中間及右側(cè)線槽采用預(yù)組裝工藝，線槽在地面制作完成后，用專用吊具整體吊裝(圖2).將線纜依據(jù)功能分束捆扎，以減少電磁干擾，提高電磁兼容性.線槽就近多點(diǎn)接地.這種結(jié)構(gòu)，使得線槽本身具備了良好的抗電磁干擾性能.

圖2 輔助及列供線布線

下牽引電機(jī)線纜大夾子時(shí)，夾子之間線纜依次交叉進(jìn)行布線，消除干擾，并保證電纜全長(zhǎng)度內(nèi)為同一方向鉸鏈.機(jī)車底架走線均加裝尼龍軟管，可有效的防護(hù)線纜及防水(圖3).車底電磁閥采用多芯線纜，相比于多根單芯線具有更好的密封效果，有效的防止雨水進(jìn)入電磁閥.

圖3 牽引電機(jī)大線布線

分線盒內(nèi)的布線盡量避免交叉，無法分開的電纜，可使用金屬屏蔽網(wǎng)管進(jìn)行隔離，金屬屏蔽網(wǎng)管應(yīng)可靠接地.

1.5 特殊電氣連接力矩試驗(yàn)方法

為確定電氣連接緊固力矩值,在進(jìn)行工藝試驗(yàn)時(shí)，需要先明確非標(biāo)準(zhǔn)緊固件尺寸、材質(zhì)及連接形式.電氣裝置上，含有螺釘、螺柱、嵌套螺套、銅桿(條)焊接螺母這類結(jié)構(gòu)的部位，選用本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)力矩表中尺寸相近的標(biāo)準(zhǔn)中“A2-70”等級(jí)的緊固力矩作為起始試驗(yàn)力矩值.

工藝試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的電氣連接緊固要求如下：

(1)彈墊在緊固后必須被壓平；

(2)緊固部位的電纜、端子等部件在人為晃動(dòng)時(shí)不能出現(xiàn)松動(dòng)情況；

(3)被緊固件及緊固件(帶自鎖功能的部件除外)均不得發(fā)生非彈性形變或損壞.

電氣連接力矩經(jīng)過試驗(yàn)得出的數(shù)值見表2.

表2 特殊力矩表 N·m

表2 特殊力矩表(續(xù)表) N·m

2 結(jié)論

現(xiàn)交流傳動(dòng)客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車布線采用全三維設(shè)計(jì)，布線方案清晰，布線路徑明確，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)布線圖可以正確布線，防止隨意布線造成的人為布線差異.在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)對(duì)所有的線纜進(jìn)行分色分類布置、盡可能采取分束布置，并按EMC要求將各類布線.為進(jìn)一步規(guī)范機(jī)車布線工藝，編制了企業(yè)布線標(biāo)準(zhǔn).按標(biāo)準(zhǔn)要求從結(jié)構(gòu)上留出間距，做大限度地減少電磁干擾.為確保接線質(zhì)量，避免再度出現(xiàn)接線松、接線方式不對(duì)等問題發(fā)生.在鐵標(biāo)《機(jī)車電器基本技術(shù)條件TBT1333-1996》的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)確定了所有非金屬電器件的接線緊固力矩值，固化在對(duì)應(yīng)工藝文件中.現(xiàn)生產(chǎn)的交流傳動(dòng)客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車構(gòu)建了全新的電氣組裝工藝平臺(tái)，借鑒了HXD3B機(jī)車中間走廊預(yù)組裝和HXN3機(jī)車的模塊化司機(jī)室的先進(jìn)工藝，既可以適應(yīng)短期內(nèi)大批量生產(chǎn)的形勢(shì)需要，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品轉(zhuǎn)型時(shí)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)做出快速有效的反應(yīng)，將是今后各型機(jī)車電氣組裝工藝發(fā)展的必然趨勢(shì).