鐵路行李車制動系統首次模塊化設計

劉兵，劉云峰，王偉中，王樂雨

(中國南車集團 南京浦鎮車輛有限公司 客車設計部，江蘇 南京 210031)

·研究簡報·

鐵路行李車制動系統首次模塊化設計

劉兵，劉云峰，王偉中，王樂雨

(中國南車集團 南京浦鎮車輛有限公司 客車設計部，江蘇 南京 210031)

從結構組成和技術特性等方面闡述鐵路行李車制動系統的首次模塊化設計，這是一個全新的突破，通過批量生產和運行驗證，鐵路行李車采用模塊化設計的方案是可行的，研究的內容實現了整個鐵路客車制動系統的模塊化理念，既提高產品質量、生產效率及企業經濟效益，又增強產品的市場適應能力.

鐵路行李車；制動系統；首次模塊化設計

0 引言

目前，鐵路客車制動系統已經基本實現模塊化，但是鐵路行李車底架存在貫穿整車的中梁，車中位置分布多根魚腹形主橫梁，同時兩側均設有貫穿整車的直徑為76 mm的兩根電氣線管，因此制動系統并沒有同其它類型鐵路客車一樣統一采用模塊化設計，長期以來均采用零部件獨立吊裝的方式與車體底架連接，這樣為工藝安裝帶來很大的麻煩.因此南車南京浦鎮車輛有限公司首次設計改造，將行李車的制動系統采用模塊化、集成化技術，將空氣制動單元分成設計成列車單側懸掛的小模塊和其它輔助制動設備組成，并保證模塊與車體橫梁之間足夠高度空間使得線管避開四角吊座從模塊上方通過，同時保證模塊足夠高度，以至于不能超出整車限界[1].

模塊化在設計過程中應注意以下問題：

(1)模塊本身應具有足夠的剛度，連接模塊的連接鐵也應具有足夠的強度和剛度；

(2)模塊應便于安裝，其周邊應有一定的調整空間；

(3)模塊與鋼結構或其它結構的連接處應設置長圓孔，便于安裝和調節；

(4)根據結構特點，模塊可以設計成多重模塊結構，地面預組裝后整體上車；

(5)模塊化設計考慮通用性，25型行李車制動模塊應統一型式；

(6)模塊的外形尺寸進行控制，能自由進入車廂進行安裝，并要符合組裝工藝流程.

1 制動系統組成

制動系統是鐵路客車的重要組成部分，主要由104分配閥、副風缸、工作風缸、防滑器、轉向架制動裝置、生活風缸、制動/緩解指示器、氣路控制單元等組成[2].目前所有鐵路行李車制動系統的制動元件都是通過螺栓緊固獨立吊裝在車體底架上，各個獨立制動元件之間通過制動管路連接[3]，這樣所有裝配都在車上實施，為組裝人員帶來很大的不便，即使設計的制動管尺寸非常準確，有時也會因為工藝誤差致使制動元件不能很好連接，造成材料浪費，增加了成本和工時，目前鐵路行李車空氣制動單元的吊裝方式見圖1.

圖1 空氣制動單元獨立吊裝圖

現運行鐵路客車底架結構簡單，只有數根橫梁均布整個枕內，因此制動模塊懸掛的四角吊座可以設在列車兩側，模塊吊架有足夠的空間合理布置列車制動部件，中間設兩根抗振動安全梁，來分擔四角吊座受力，防止列車運行過程中制動模塊的振動影響制動性能，除行李車外的鐵路客車制動模塊布置見圖2.

圖2 除行李車外的鐵路客車制動模塊布置圖

本著集成化模塊化集成化的設計理念，將其制動系統分為以下幾個模塊：制動模塊、輔助制動單元、中間管排組成、兩端管路組成.本車首次實現模塊化主要集中的空氣制動單元部分，由于車體結構的特殊結構，不能統一成與其它鐵路客車一樣列車雙側懸掛的制動模塊，只能將一些制動控制元件集成列車單側懸掛的多個小模塊，但是空間的限制使得生活風缸和制動/緩解指示器不能集成在模塊上，所以直接和車體底架連接[4]，空氣制動單元布置及安裝見圖3.

圖3 空氣制動單元集成圖

(1) 制動模塊

制動模塊是將行李車制動元件集成在一個吊架上，整體安裝，主要由104分配閥、副風缸、工作風缸、氣路控制單元等元件組成.行李車組裝時，將預先組裝好的制動模塊直接通過螺栓與墊板連接固定在底架橫梁焊接的四角吊座上，模塊上設有與中間管排連接的接口，通過立管連接.這種組裝方式便于制動系統控制元件的集中管理及故障時檢修更換，同時也節省了工藝組裝帶來的不變.制動模塊組成及管路接口見圖4.

圖4 制動模塊組成及管路接口

由于行李車車體底架的特殊結構，制動模塊沒有足夠空間設置抗振動安全梁，制動模塊吊架縱梁與橫梁的長寬比值約為3.5，防止模塊縱梁經列車長期運行發生彎曲變形致使模塊脫落，所以在模塊中間增加兩個中間吊座，通過墊板支撐，螺栓緊固車體與模塊，這也是該車不同于其它鐵路客車的主要特點，這種吊裝方式的優點是承受力主要在墊板上，而不是螺栓，能更好做到制動模塊的防脫放松，中間模塊吊裝方式見圖5.

圖5 制動模塊中間吊座吊裝圖

(2) 輔助制動單元

輔助制動單元是由于車體底架存在主橫梁以及中梁，阻止了制動模塊的縱向和橫向的延伸，所以將生活風缸和制動/緩解指示器不能與制動模塊集成，稱之為輔助制動單元.生活風缸使用風缸吊卡固定在底架橫梁上，生活風缸容積為180 L，用于車輛上用風設備供風.

(3) 中間管排組成

在地面上，將車下制動管、總風管、列車管及生活風管通過管吊組裝成一個管排模塊，在進行整車組裝時，在每根橫梁上只需用兩個螺栓將管排模塊固定到底架預留的安裝孔上，中間設5個規格不同的接口通過連接管與制動模塊連接，這樣可以簡化總裝生產線的工序，縮短生產的周期，同時降低了生產的成本.

(4) 兩端管路組成

兩端管路指與中間管排組成連接的列車兩端方向所有管路，分為一位端管路和二位端管路.行李車設有一根貫通整列車并與副風缸連接的總風管，向制動設備、空氣彈簧裝置及各種輔助設備(如防滑器、集便器等)供氣.

2 結論

鐵路行李車制動系統的模塊化的設計不僅對公司當前實現物流管理、精益化工藝改革具有促進作用，采用模塊化設計既能提高產品質量、生產效率及企業經濟效益，又能增強產品的市場適應能力鐵路行李車制動系統的模塊化設計使整個鐵路客車所有車種的制動系統實現了模塊化集成化，使產品向先進、成熟、可靠、低成本的方向發展；同時結合模塊化設計，采取了一系列降本增效措施，為我公司創造了相當大的經濟價值，為公司作出了巨大貢獻.

[1]嚴雋耄，傅茂海.車輛工程 [M].3版，北京：中國鐵道出版社，2008：351- 356.

[2]饒忠．列車制動[M]．2版，北京：中國鐵道出版社，2010：1- 20．

[3]中華人民共和國鐵道部.TB/T 1901-1999 車輛制動裝置組裝技術條件[S].北京：中華標準出版社，1999：1- 3.

[4]中華人民共和國鐵道部.TB/T 2231-1991 客車制動裝置技術條件[S].北京：中華標準出版社，1991：1- 3.

1673- 9590(2015)01- 0115- 03

2014- 01- 20

劉兵(1983-),女，工程師，學士，主要從事鐵路運輸方面的研究

E-mail:liubing8355@163.com.

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