淺析城市軌道交通車輛制動設備的模塊化設計

張清

(青島四方川崎車輛技術有限公司,山東青島 266111)

淺析城市軌道交通車輛制動設備的模塊化設計

張清

(青島四方川崎車輛技術有限公司,山東青島 266111)

對城市軌道交通車輛的車下制動設備模塊化設計進行了探討,詳細介紹了制動設備的模塊化設計方法,并且總結了制動設備模塊化設計優點。

地鐵車輛 制動設備 模塊化設計

1 前言

隨著社會經濟不斷發展，交通運輸行業發展水平快速提高，城市發展離不開交通。城市軌道交通基于運行速度快，方便快捷基礎上，成為人們穿梭于城市間的交通工具之一。當下，模塊化設計理念不斷成熟，逐漸被使用于城市軌道交通車輛的設計中。一般而言，模塊化水平高低直接體現出一個公司的設計能力，設計水平。在我國使用模塊化設計時間不長，積累的經驗也不多，在歐美等發達國家城市軌道交通車輛使用模塊化設計已經很普遍。在發展過程中，我們應該不斷創新研究，不斷借鑒其他國家的成功經驗，在總結經驗基礎上，不斷優化模塊化設計，使得設計水平提高，保障我國城市軌道交通運輸水平。

2 模塊化設計的定義及意義

2.1 模塊化設計的定義

一般而言，模塊化設計指的是將一些特定的組件，根據一定的原理和規律將其集合，并且可以成功的安裝在一起。模塊是一個標準或通用單元，模塊結構具有典型性，通用互換性，兼容性，往往可以構成系列。就產品結構而言，模塊化設計是特征尺寸模塊化，結構典型化，部件通用化，參數系列化，裝配組合化。模塊化設計可以簡化設計工作，提高工作效率，縮短設計周期，提高設計質量，簡化制造過程，提高生產效率，降低生產成本。然而，我國模塊化設計起步時間比較短，沒有太多經驗，但是在經濟全球化的當下，各國經濟聯系緊密，這個時候就應該吸收技術，更新自我。

2.2 制動設備模塊化設計的意義

城市軌道交通車輛的制動設備安裝在車下，空間狹小，安裝不便，特別是業主的要求不同，不同城軌項目有不同的設備配置。經過了模塊化設計，將制動系統中的主要設備部件、各類閥件進行局部集成，以提高設計的通用性，不斷提升設計整體性水平，使得設計效益提高。在生產中，降低了安裝工人的工作強度，提高了生產效率，降低了生產成本，保證了制造的精確性。模塊化設計可以使單獨的部件進行獨立維修，大大縮短了維修的工作量，使維修工作簡單化，減少維修占用時間。這相對于一些分散的安裝而言，在不需要考慮配重的條件下，保障版塊可以實現任意組成。通過該方式實現設置最優化。

3 制動設備模塊化設計的總體思路

車下制動設備模塊化設計以車型及具體設計結構為依托，依據模塊化、標準化的接口資料，設計適用不同接口資料的大部件同族產品。一般主要分成三個模塊。第一個模塊是風源模塊。將安裝支架、空氣壓縮機、空氣干燥機、安全閥等集成為一個模塊。第二個模塊是制動控制模塊。將制動控制裝置、止回閥、截斷塞門、壓力開關等各類閥件集成在氣路集成板上，成為一個模塊。第三個模塊是輔助控制模塊。將副風缸、空氣彈簧風缸、空氣彈簧供風控制系統以及停放制動控制系統等組建成輔助控制模塊。

4 制動設備的模塊化設計

4.1 風源模塊的設計

風源模塊是一種融合模塊，將空氣壓縮機、空氣干燥機、油水過濾器、壓力開關等供給和控制保護裝置安裝在支架上，形成集成的供風模塊，給包括空氣制動在內的所有需要壓縮空氣驅動的系統提供清潔干燥的壓縮空氣。該模塊是通過 四個安裝座固定在車體底架上，這樣使空間布置更為緊湊且安裝維修方便。

4.2 制動控制模塊的設計

制動控制模塊是將制動控制裝置、止回閥、截斷塞門、測試點、壓力開關等各類閥件以鋁制氣路集成板為基礎，集成為一個模塊。

制動控制模塊的關鍵在于氣路集成板。氣路集成板是將原有管路連接改為在氣路集成板上板式連接，將之前平置安放的元件變成立體中間安置，該安置方式能夠節省空間。進行氣路板設計時，要控制好設計要點：在氣路板外側，加裝鑲嵌了一層橡膠的箱蓋，以滿足防水的需要，保證氣路板的密封。為了保障氣路板潔凈，需要防止異物進入氣路板內。因為一旦有異物進入就會導致氣路板內部氣路堵塞，導致設備無法發揮出實際作用。因此，可以在氣路板后側安裝上過濾器。在選擇連接材質時，由于鋁板的材質比較軟，不能選擇螺紋進行連接，這個時候的螺紋連接方式都是選擇鋼套嵌裝方式，將攻好絲的鋼套嵌裝在氣路板的出入口。

4.3 輔助控制模塊

輔助控制模塊指的是將空氣彈簧供風控制系統、停放制動控制系統和副風缸、空氣彈簧風缸以及管路連接所需的截斷塞門、過濾器、止回閥、雙向閥、溢流閥、測試點等元件集成在一起安裝在構架上，形成一個輔助控制模塊，最后吊裝在車體底架上。該模塊設計要注意以下要點：(1)整個構架支撐強度必須得到保障。(2)輔助控制模塊的安裝是在構架角鋼上開出安裝孔，并通過緊固件安裝在底架上，這樣就可以方便后續的檢查和維修。(3)如果輔助控制模塊的構架為方鋼，為了安裝的方便，需在安裝孔的側面開工藝孔，以便于緊固件的安裝。(4)為了方便維護檢修，所有閥件應安裝在車體的外側，并考慮防石擊，在閥件兩側加裝防護板的措施。

5 制動設備的模塊化設計的優點

(1)通過模塊化設計，壓縮了制動設備間的安裝檢修空間，模塊體積小，節省了車下空間，重量輕，減少了車輛自重。

(2)將日常檢修操作的閥件安裝在車體外側易接近處，增強了設計的通用性，方便了日常的檢修維護。

(3)制動設備模塊為車下提前預裝，由之前的仰視安裝改為俯視安裝，方便工人施工，改善了工作條件，提高了工作效率。

6 結語

模塊優化設計是當前發展一大趨勢，也是很多設計公司正努力前往的發展方向。當前，我國國內有很多城軌項目的制動設備模塊化設計都取得了一定成果，在研究發展過程中已經取得了良好成效。但還有一些缺陷存在，與國際先進企業例如日本川崎重工的發達水平還存在一定的差距，因此需要不斷進行創新探索。

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