加納內燃動車組制動系統模塊化設計

焦東明 王 琳 張麗麗 張英余

（中車唐山機車車輛有限公司產品研發中心，河北 唐山 063035）

加納內燃動車組制動系統模塊化設計

焦東明 王 琳 張麗麗 張英余

（中車唐山機車車輛有限公司產品研發中心，河北 唐山 063035）

文章介紹了出口加納內燃動車組制動系統幾大重要模塊，從結構組成和技術特性等方面闡述制動系統的模塊化設計，其中低地板區制動控制模塊和司機室制動裝置的集成設計是該動車組區別于其他列車的最大特點之一，通過生產驗證，制動系統的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競爭力。

內燃動車組；制動系統；模塊化設計；低地板區；司機室

1 概述

出口加納內燃動車組由6輛車編組而成，其中2輛動車和4輛拖車（即Mc＋T＋Th＋T＋T＋Mc），拖車設有低地板區。制動系統采用間接作用式空氣制動，列車以100km/h運行時，緊急制動距離不大于600m。

動車組的主要技術參數：

軌距：1067mm

最高運營速度：100km/h

定員：683人（4人/平方米）動車軸重：≤15.5t

拖車軸重：≤13t

動車車體長度：17800mm

拖車車體長度：20000mm

車體寬度：2650mm

車輛定距（動車）：11700mm車輛定距（拖車）：14000mm

2 制動系統原理

制動系統采用國內成熟的JZ-7自動制動閥＋F8G分配閥匹配的間接作用式空氣制動，即當列車管壓力降低時，產生制動作用；列車管壓力上升時，緩解制動。采用雙管雙側供風，制動管路采用不銹鋼材質，制動系統主要由風源、自動制動閥、中繼閥、分配閥、風缸、防滑器、截斷塞門、管路等部件組成。

3 制動系統組成

由于加納內燃動車組零部件繁多和安裝空間的局限性，制動系統采用模塊化、集成化技術。制動系統模塊化的設計是把具有相似屬性和功能的零部件聚類成為模塊，通過模塊的組合形成制動系統，有利于提高產品的整體性、制造性、維修性和回收性等特征。

制動系統是動車組的重要組成部分，將制動系統分為以下模塊：制動控制模塊、中間管排組成、兩端管路組成、司機室制動裝置、風源模塊、防滑模塊和手制動機。

3.1 動車制動控制模塊

制動控制模塊是將動車組制動控制元件集成在一個吊架上，整體安裝，主要由分配閥、風缸、氣路控制箱、減壓閥、截斷塞門、過濾器等元件組成（見圖1），連接管路采用不銹鋼管，通過吊碼和管卡把控制元件和管件固定在模塊吊架上。動車組組裝時，將預先組裝好的制動模塊采用螺栓直接固定到車體底架上，模塊上設有與車下制動管路連接的接口，再與車下制動管路連接。這種組裝方式即便于制動系統控制元件的集中管理和檢修，同時也節省了車下零部件的組裝空間。

圖1 動車制動控制模塊

3.2 司機室制動裝置

司機室制動裝置安裝在動車司機臺下，主要由自動制動閥、中繼閥、均衡風缸、緊急制動電磁閥、壓力開關、快插接頭、測試接頭及連接管路等元件組成，由于司機臺下安裝空間有限，對整個司機室制動裝置采用模塊化設計，將所有元件集成在兩個氣路板模塊上，通過尼龍軟管把兩個模塊的氣路進行連接，接口采用快插連接方式，整個模塊結構緊湊，便于安裝和管路連接。快插接頭的使用，不需要考慮工具的工作空間，只需將尼龍軟管直接查入到接頭即可。模塊上集成了各種管路的壓力測試接口，試驗操作更加方便，如圖2所示：

圖2 司機室制動裝置

3.3 兩端管路組成

兩端管路是與中間管排連接的動車組兩端方向所有管路，分為一位端管路和二位端管路。動車組設有貫通整列車的總風管和列車管各一根，總風管與主風缸連接，向制動設備、空氣彈簧及各種輔助設備（如撒砂裝置、風笛、集便器等）供風，列車管與司機室中繼閥連接，通過控制列車管壓力變化實現每輛車上分配閥的制動和緩解。

3.3.1 一位端管路組成。一位端管路組成的主要制動元件包括總風管、列車管、空簧管、制動管、緩解指示器、防滑排風閥等。設有司機室制動裝置接口和列車管救援接口。司機室制動裝置接口采用不銹鋼管與車上司機室制動裝置連接；當列車需要救援時，通過列車管救援接口與救援車輛連接，在救援運行中，動車組仍然有制動功能；所有管件采用管卡固定在車體底架或支架上；防滑排風閥根據控制單元提供的控制信號動作，控制制動力大小，實現防滑控制功能，兩個防滑閥集成一個模塊，吊裝在車體底架下面；緩解指示器安裝在車輛的兩側，便于在車下確認車輛制動和緩解的狀態，如圖3所示：

圖3 一位端管路組成

3.3.2 二位端管路組成。二位端管路組成的主要制動元件包括總風管、列車管、空簧管、制動管、防滑排風閥等。安裝形式和一位端管路一致。

3.4 拖車低地板區模塊

拖車車體底架的主要技術特點是設置了低地板區，主要安裝了中部管路和拖車制動控制模塊，端部管路與動車基本相同。

3.4.1 中部管路。中部管路包括管排組成、連接管、乘客緊急制動管路、總風管、列車管、集便器供風管路等。中間管排組成設多個管吊，把不同規格的制動管和管接件集成一個模塊。與車體進行組裝時，整體吊裝，通過螺栓固定在底架橫梁預留接口上。中間設3個規格不同的接口通過連接管與制動模塊連接，簡化了工藝流程，縮短了工藝技術準備周期，使產品更加美觀，如圖4所示：

圖4 中部管路

3.4.2 拖車制動控制模塊。拖車制動控制模塊主要由分配閥、工作風缸、制動風缸、總風缸、氣路控制箱、減壓閥、截斷塞門、過濾器等元件組成。整個模塊采用螺栓直接固定到車體底架上。由于拖車底架采用低地板設計，底架邊梁下面距離軌面為603mm，拖車制動控制模塊集成的部件基本與動車制動控制模型相同，但是模塊高度受到了很大的限制。通過對模塊部件進行外形尺寸分析，除了風缸外，其他部件均能滿足模塊設計尺寸要求。現對風缸進行改進設計，在不改變風缸容積的前提下，將風缸的直徑由386mm改為256mm，然后將所有部件進行集成設計，集成后模塊高度為400mm，完全滿足低地板的車輛對設備的高度要求，如圖5所示：

圖5 拖車制動控制模塊安裝圖

3.5 風源模塊

動車組安裝有兩個風源模塊，位于每輛動車的車體底架下方。風源模塊包括空壓機、雙塔干燥器、電空箱、調壓閥、安全閥、壓力開關、測試接口等部件。各部件集成一個模塊，采用模塊吊架整體吊裝在車體底架預留的吊鉤上。風源模塊設有3個接口，X1和X2為電氣接口，安裝在電控箱處；還有一個為輸氣接口，位于模塊的端部。空壓機產生的壓縮空氣經冷卻器和干燥器輸出，存儲在總風缸里，并通過總風管向列車所有用風設備。空氣壓縮機采用的是固定式、風冷、噴油螺桿壓縮機，額定功率為15kW，排風量為1200L/min；空氣干燥器為雙塔再生干燥器，使用活性氧化鋁作為干燥劑，最大工作壓力為l050kPa。如圖6所示：

圖6 風源結構圖

4 結語

制動系統模塊化設計使動車組產品向先進、成熟、美觀、低成本的方向發展，并已在動車組的設計制造中廣泛應用。加納內燃動車組制動系統模塊化的應用，尤其是低地板區域制動模塊和司機室制動裝置的設計，使制動設計理念有了進一步的提升。

（責任編輯：黃銀芳）

U266

1009-2374（2017）07-0011-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.005

焦東明，男，中車唐山機車車輛有限公司產品研發中心工程師，工學碩士，研究方向：軌道車輛制動系統的研發設計。

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