肖云鵬

(青島中車四方軌道車輛有限公司，山東 青島 266000)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，作為城市軌道交通產(chǎn)品的一種新制式導(dǎo)軌電車具有環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟效益好、運用成本低的特點，有著很好的市場前景。為有效地提高車輛裝配效率、控制組裝質(zhì)量、提高檢修維護的便利性，對相對分散的制動系統(tǒng)開展了模塊化設(shè)計工作。

1 導(dǎo)軌電車制動系統(tǒng)組成

導(dǎo)軌電車制動系統(tǒng)主要由風(fēng)源系統(tǒng)、氣路控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)組成。其中氣路控制系統(tǒng)因采用冗余設(shè)計，導(dǎo)致系統(tǒng)中控制閥的種類和數(shù)量較多。這就導(dǎo)致設(shè)備安裝時需要占用較多的空間，同時因各個控制閥分散安裝，也導(dǎo)致各閥間的管路連接多有交錯，極易造成錯接、漏接。為此，計劃對車下各制動控制閥進行集成，進行模塊化設(shè)計。

2 導(dǎo)軌電車制動系統(tǒng)模塊化設(shè)計方法

根據(jù)導(dǎo)軌電車制動的原理及各部件的功能，將導(dǎo)軌電車制動系統(tǒng)設(shè)計為3個模塊，車下形成兩個模塊，即風(fēng)源模塊和制動控制模塊，分開安裝，布置于車下牽引電機兩側(cè)；車上為制動管路模塊。

(1) 風(fēng)源模塊：風(fēng)源模塊集成了空氣壓縮機、過濾裝置、冷卻器以及一個獨立的壓力開關(guān)。

(2) 制動控制模塊：制動控制模塊集成了干燥器、四回路閥、雙繼動閥、成比例繼動閥、安全電磁閥、EBS閥和限壓閥等制動閥類以及一個風(fēng)缸組件。

(3) 制動管路模塊：對貫穿整列車的制動管路包括總風(fēng)管路、停放控制管路、制動控制管路和空簧管路等9根管路進行集成。

車下部分制動系統(tǒng)氣路原理圖如圖1所示。

圖1 車下部分制動系統(tǒng)氣路原理圖

2.1 風(fēng)源模塊

風(fēng)源模塊中包括空氣壓縮機、過濾器、冷卻器、油氣分離器、壓力開關(guān)組件和安全閥等部件。外界空氣經(jīng)由過濾器過濾后進入空壓機進行壓縮，壓縮后的氣體經(jīng)油氣分離器過濾和冷卻器冷卻后，由管路連接至制動控制模塊進行控制。同時氣路與安全閥、壓力開關(guān)連通，用以進行保護和控制。將這些部件集成為模組，通過4個吊裝點安裝于車下。其中空氣壓縮機的減振通過壓縮機底部的4個減振橡膠實現(xiàn)。設(shè)計的風(fēng)源模塊如圖2所示。

圖2 風(fēng)源模塊

由于風(fēng)源模塊靠近牽引電機，考慮到牽引電機工作產(chǎn)生的高溫，設(shè)計時將冷卻器布置在風(fēng)源模塊的端部，以避免牽引電機溫度影響冷卻器的冷卻效果；同時，風(fēng)源模塊內(nèi)的散熱排風(fēng)口設(shè)計為朝向底部，依靠車輛在行駛中產(chǎn)生的氣流可以快速帶走空壓機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量。

由于車底環(huán)境較為復(fù)雜，為對風(fēng)源模塊進行防護，在風(fēng)源模塊的框架四周加裝了防護板，防護板上開散熱格柵，便于進行散熱；為降低空壓機運行噪聲對環(huán)境的影響，在防護板內(nèi)壁加貼吸音棉，用以進行降噪。

2.2 制動控制模塊

制動控制模塊中包括干燥器、四回路閥、雙繼動閥、成比例繼動閥、安全電磁閥、EBS閥和限壓閥等制動閥類以及一個風(fēng)缸組件，通過閥架頂部4個吊裝點進行吊裝。

由于車下空間不規(guī)整，設(shè)計的模塊框架采用不規(guī)則的梯形結(jié)構(gòu)，將各閥類根據(jù)制動系統(tǒng)氣路原理圖的連接關(guān)系在閥架內(nèi)進行布置，該結(jié)構(gòu)能最大限度地利用車下空間進行模塊化布置。設(shè)計的制動控制模塊如圖3所示。

圖3 制動控制模塊

制動系統(tǒng)中，空壓機排出的壓縮氣體需經(jīng)雙塔干燥器進行干燥處理，因此需要定期對干燥筒內(nèi)的干燥劑進行更換，在設(shè)計時將干燥器布置于閥架最外側(cè)，這樣可以直接在車側(cè)對干燥劑進行更換作業(yè)。干燥后的氣體進入四回路閥，四回路閥與車下4個風(fēng)缸進行連接，考慮到管路走向，因此布置于閥架的背側(cè)。由于成比例繼動閥、EBS閥、雙繼動閥屬于控制類閥，這類閥氣口數(shù)量較多，因此選擇布置于閥架的下層空間，這樣可有效地利用下層充裕的空間進行管路的布置連接，同時也方便后期的檢修維護。由于風(fēng)缸的故障率、檢修維護頻率較低，因此布置于閥架上層；其余體積較小、氣路接口少的閥體，如安全電磁閥、限壓閥，則根據(jù)原理圖采用氣路連接管路，關(guān)聯(lián)閥類就近布置的方式。

2.3 制動管路模塊

對于車上貫穿整車的制動管路，設(shè)計思想是整體安裝，少維護。因此采用兩端設(shè)置氣路閥塊，中間采用卡套式接頭連接不銹鋼管的設(shè)計。

先將閥塊、鋼管、管卡連接在一起，再將管路模塊整體吊裝，利用閥塊、管卡上預(yù)留的安裝孔固定在車體上。這種設(shè)計方法實現(xiàn)了車下預(yù)組裝，同時保證了所有管路的一致性，降低了管路連接的出錯率，縮短了裝配周期。設(shè)計的管路模塊如圖4所示，管卡如圖5所示。

圖4 管路模塊

圖5 管卡圖6 氣路閥塊

由于車輛各客室間由貫通道連接，貫通道頂部也有制動設(shè)備需要進行氣路連接，無法采用鋼管進行直連。因此，在氣路閥塊側(cè)根據(jù)制動氣路原理，預(yù)留相應(yīng)數(shù)量的氣路接口，并采用柔韌性能較好的橡膠軟管進行連接。氣路閥塊如圖6所示。

3 結(jié)語

導(dǎo)軌電車的制動系統(tǒng)通過模塊化設(shè)計，實現(xiàn)了設(shè)計的規(guī)范化、通用化。同時更有效地利用了車下空間，提高了組裝人員的工作效率，縮短了安裝時間，降低了人工成本，也提升了裝配的質(zhì)量，降低了裝配差錯率，對后期其他產(chǎn)品的模塊化設(shè)計具有一定的幫助。

但在制動系統(tǒng)模塊化的過程中，仍存在一些不足，如模塊內(nèi)部管路布置，因為采用普通尼龍管，在保證管路不出現(xiàn)彎折的情況下，受限于尼龍管折彎半徑，導(dǎo)致不同模塊內(nèi)部管路無法做到排布統(tǒng)一，緊密整齊。后期將探索定型管在模塊內(nèi)部管路布置上的應(yīng)用，將模塊內(nèi)部的各管路定型、定長，可互換，實現(xiàn)模塊內(nèi)管路的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。