戴廣鋒 張 宇 范駿波 高 明

(南京中車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責任公司 江蘇 南京 210031)

淺談寧天城際軌道車輛制動系統(tǒng)模塊化工藝設(shè)計

戴廣鋒 張 宇 范駿波 高 明

(南京中車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責任公司 江蘇 南京 210031)

結(jié)合寧天城際軌道項目，介紹了制動系統(tǒng)模塊化工藝設(shè)計的總思路，針對該系統(tǒng)的3個模塊進行了工藝設(shè)計說明。

寧天城際；制動系統(tǒng)；模塊化工藝設(shè)計

寧天城際軌道(以下簡稱“寧天城際”)一期工程為南京青奧會重點配套項目，配屬全焊接鋁合金車輛104輛，4輛車編組共26列。寧天城際A車轉(zhuǎn)向架為一動一拖，B車為全動力轉(zhuǎn)向架。因此，需要優(yōu)化制動系統(tǒng)，實現(xiàn)風源系統(tǒng)、制動控制裝置、停放控制和空氣彈簧輔助供風模塊化工藝設(shè)計，其優(yōu)勢具體可體現(xiàn)在以下3點[1-2]：(1)模塊化設(shè)計在組裝環(huán)節(jié)可以改變零散部件現(xiàn)場測量加工組裝的傳統(tǒng)制造方式；(2)車輛模塊化部件可以方便并加快車輛運用現(xiàn)場的換件式維修保養(yǎng)工作；(3)通用的模塊化部件可降低維修保養(yǎng)工作的部件采購與管理成本。

1 寧天城際車輛制動系統(tǒng)簡介

寧天城際車輛制動系統(tǒng)采用EP09架控系統(tǒng)，該制動系統(tǒng)是微機控制模擬式直通電空制動系統(tǒng)，每輛車都配有2套電空制動控制模塊。它將制動控制和帶氣動閥的制動管理電子裝置集合在1個機電一體化模塊內(nèi)，用于常用制動、緊急制動和車輪防滑保護等，主要由風源模塊、制動控制設(shè)備、輔助控制模塊、基礎(chǔ)制動設(shè)備、車輪滑行保護設(shè)備、空氣懸掛設(shè)備、其他用風設(shè)備等組成。

2 寧天城際車輛制動系統(tǒng)模塊化設(shè)計

2.1 制動管路模塊設(shè)計

根據(jù)底架設(shè)備的布置，將原本需要在車體結(jié)構(gòu)上完成組裝的散管路依照工作圖紙先裝配成管路模塊，然后再把管路模塊整體組裝到車體上。寧天城際車輛底架制動管路中有2個區(qū)域可以進行模塊化工藝設(shè)計。

(1)司機室底架管路總風截斷塞門模塊化工藝設(shè)計

司機室底架管路總風截斷塞門處結(jié)構(gòu)如圖1所示，共有19種零件需要安裝，其中：總風管、解鉤管、喇叭管、電磁閥和截斷塞門都安裝在塞門支架上，總風管通過三通管接頭與解鉤管、喇叭管進行連接。

1—總風管1；2—?22三通；3—異徑過渡接頭?22—?12；4—喇叭風管1；5—?12三通；6—喇叭風管2；7—解鉤風管1；8—解鉤截斷塞門；9—?12管卡；10—解鉤風管2；11—端式外螺紋管接頭?12—G3/8；12—解鉤/喇叭電磁閥；13—喇叭風管3；14—總風管3；15—?22管卡；16—總風管2；17—端式外螺紋管接頭?22—G3/4；18—一位端總風截斷塞門；19—喇叭截斷塞門；20—總風截斷塞門支架。圖1 總風截斷塞門處管路結(jié)構(gòu)圖

該模塊的安裝空間極其緊張：總風管路在橫向方向上距離車體邊梁內(nèi)表面為156 mm，與下方喇叭管路間距為98 mm，與邊梁下表面的高度差間距為8 mm，塞門支架在二位端方向與線束距離200 mm?？傦L管與端式外螺紋管接頭(?22-G3/4)、?22 mm三通管接頭間的扭力值為100 N·m，而扭力值為100 N·m的扭力扳手手柄長度在390 mm左右。傳統(tǒng)裝配過程中采用先安裝塞門支架，然后在塞門支架上安裝管路等其他零部件的工藝方法進行組裝，由于此處安裝空間較小，需組裝的零部件較多，容易造成管路連接處操作困難，尤其在施加總風管扭力時扭力扳手只有40°左右的活動空間，這不僅降低了工作效率，還會導(dǎo)致扭力扳手干涉而無法達到規(guī)范扭力值的要求。

對此，采用如下方法進行安裝：在總風截斷塞門支架未裝車之前，可將圖1中的各零部件提前組裝成一個總風截斷塞門處管路模塊，然后再根據(jù)工作圖裝配尺寸將模塊整體裝車。在總風截斷塞門支架安裝面定位總風管、喇叭管和解鉤管的安裝尺寸，它們分別距離支架C型槽下邊緣256 mm、137 mm和32 mm。管路安裝順序從上往下，先安裝總風管路，以總風管的定位為基準，然后再安裝喇叭管和解鉤管。待管路和截斷塞門安裝完畢后，用全金屬六角開槽螺母M6、墊圈M6、外六角全牙螺栓M6×55安裝電磁閥。當所有管路連接調(diào)整完成后，再緊固管接頭和管夾，并施加扭力。整個模塊組裝完成后，再用M8的螺栓將整個模塊按照工作圖的技術(shù)要求緊固到車下C型槽內(nèi)。這不僅解決了操作空間狹小的問題，還提高了裝配效率，保證了管路與管接頭間扭力值的準確性，有利于提升裝配質(zhì)量。

(2)一、二位端枕梁內(nèi)管路模塊化工藝設(shè)計

在寧天城際車輛一、二位端枕梁內(nèi)需安裝制動管路、EP閥、附加氣室和線槽等設(shè)備。以A車一位端為例(見圖2)，此區(qū)域處在轉(zhuǎn)向架的上方，操作空間極其狹小，裝配困難。

圖2 一位端枕梁內(nèi)轉(zhuǎn)向架上方的管路

原先枕梁內(nèi)的管路采用散管方式進行安裝。以安裝EP閥處的管路為起點，然后連接轉(zhuǎn)向架上方的管路和車中管排，再連接空氣彈簧處的管路。轉(zhuǎn)向架上方的管路安裝空間比較緊湊，用管夾固定的管路距離車體下表面最小距離為25 mm。在二位側(cè)固定管路的支架是安裝平面左右兩側(cè)帶有翻邊的結(jié)構(gòu)(見圖3)，固定管路的管夾螺栓需提前掛在支架上。從車輛動力學角度分析，轉(zhuǎn)向架上方的車體振動比較大，這就要求管路安裝有很高的可靠性。按照先安裝管路支架，然后再逐一安裝管路的工藝方法，容易導(dǎo)致管路和管夾頻繁調(diào)整，有可能使管夾的緊固未達到規(guī)定要求，不僅降低了工作效率，而且為車輛運營埋下安全隱患。

針對上述問題，對轉(zhuǎn)向架上方管路進行模塊化設(shè)計，提升管路連接質(zhì)量的可靠性。以二位側(cè)管路模塊化工藝設(shè)計為例，在管路未裝車前，將管路按圖4所示順序依次擺放，定位支架與管路在橫向上的位置：先定位右面支架位置，支架左側(cè)邊與管路1處管接頭中心的距離為318 mm，以支架為基準點定位管路2和3，再定位左面支架與管路間的位置。按圖紙要求調(diào)整管路與管路、管路與支架間在縱向方向上的距離。當調(diào)整完成后，用管夾對定位好的管路進行緊固，并對管接頭施加扭力。等組裝完成后，將模塊按照設(shè)計圖紙整體裝入車上。

圖3 支架圖 圖4 二位側(cè)管路模塊化設(shè)計

每輛車的枕梁內(nèi)管路共有6處可以進行模塊化工藝設(shè)計。由于該管路模塊在車下安裝，無須仰頭工作，方便工人操作，提高了工作效率。該管路模塊組成的安裝，使裝配整體工作量降低了約20%以上，提升了裝配質(zhì)量，也降低了生產(chǎn)成本。

2.2 風源和輔助控制模塊化工藝設(shè)計

寧天城際車輛通過模塊化工藝設(shè)計，使得除了轉(zhuǎn)向架上的單元制動缸、速度傳感器、高度閥、差壓閥等外，幾乎80%的制動設(shè)備集成到了制動模塊里，大幅提高了系統(tǒng)集成度。與其他項目的風源模塊相比，寧天城際車輛的風源模塊不僅將壓力開關(guān)等設(shè)備集成在一起，還將風源模塊和輔助控制模塊統(tǒng)一組裝在一起(見圖5)，構(gòu)成了最終模塊的構(gòu)架集合，沒有額外的管路和零部件需要組裝。在裝車之前，在車下組裝風源模塊與輔助控制模塊的各種部件，然后進行保壓試驗，合格后，再將整個模塊安裝在車體上，最后與車體上的各個接口進行連接，這種結(jié)構(gòu)安裝極其方便。

圖5 寧天城際風源模塊與輔助控制模塊

3 結(jié)論

軌道交通車輛是大型機電裝備，總裝裝配工藝復(fù)雜，種類繁多，裝配過程中需要綜合考慮裝配順序、裝配方法、質(zhì)量保證等[3]。寧天城際車輛在總裝生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，根據(jù)底架設(shè)備的布置，將部分制動散管和設(shè)備按照工作圖，統(tǒng)一尺寸定位基準，嚴格控制各零部件間裝配尺寸，提前進行模塊裝配，最終將模塊整體裝車。這不但提高了制造的精確性，還減少了工人勞動強度，降低了工作難度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，同時也方便用戶的后續(xù)檢修維護工作。

[1] 劉云虎,梁 軍,楊 浩.地鐵車輛管線模塊化設(shè)計[J].機車電傳動，2009(3)：54-56.

[2] 王 偉,曲志及.北京地鐵5號線車輛制動設(shè)備模塊化[J].城市軌道交通研究,2008,11(5):25-28.

[3] 劉永科,陳春峰.天津地鐵1號線車輛制動系統(tǒng)幾模塊化設(shè)計[J].城市軌道交通研究,2008,11(5):22-24.□

(編輯：李琳琳)

2095-5251(2016)05-0022-03

2016-01-05

戴廣鋒(1985-)，男，碩士研究生學歷，工程師，從事動車組、城軌車輛總組裝制造工藝工作。

U270.35

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