客車外接氣源充氣裝置的設計與研究

王勇 陳飛 盛小敏

摘要：隨著城市交通運輸的快速發展，客車保有量逐年增加。而近幾年車輛運輸頻次相對較低，很多車輛在停運一段時間后，需要外接氣源給車量零部件供氣，才能保證車輛運行。為進一步提高車輛充氣效率，本文設計研究了一種車輛外接氣源充氣裝置。

1、前沿

眾所周知，客車大部分的制動、門管路、以及氣囊管路用的都是氣壓。為正常流轉，在打氣泵不能工作的時候，需要外接氣源充氣滿足，目前的充氣方法留著打氣泵的接頭不接。然后，利用外接接頭從打氣泵的輸出端對儲氣筒進行充氣，留著打氣泵的接頭不接時，經常會出現管口遺漏封口，導致雜物掉進管路內，造成漏氣或者更嚴重的后果。

2、原因分析

為了解決現有外接氣源充氣問題，本文結合客車實際運行情況，從人機料法環入手，針對各環節進行原因分析，確定沒有對應的接頭及相應的工具是導致此問題出現的主要原因。本文通過組建設計團隊，利用小組成員的相互合作，針對圖紙及實物進行調研分析，得出：想要整車充氣，除了從打氣泵輸入外，還可以從外接氣源位置進行充氣，但現有制動系統缺少快插接頭及其裝置。因此，從制造快插接頭入手是本次改進設計的基礎。另外，在實際驗證過程中，發現管路的外接氣源對外暢通，氣體易出現回氣的現象，與此同時，如果關閉閥門，存在回流或者漏氣的現場發生。為提高充氣效率，項目團隊一致認為需在回路中增加單向閥。經過對此試驗分析，項目組設計了一種便于車輛外接氣源充氣的工具，能夠解決現場的快速充氣，同時消除隱患，滿足設計及工藝需求。

3、設計方案與工作原理

3.1設計方案

項目組設計的一種便于車輛外接氣源充氣的工具主要包括快接頭組件、尼龍管一、尼龍管二、轉向接頭和單向閥。其中，尼龍管一一端設置有轉向接頭，且尼龍管一與轉向接頭一端固定連接，轉向接頭另一端設置有尼龍管二，且轉向接頭與尼龍管二一端固定連接，尼龍管二另一端設置有快接頭組件。另外，尼龍管一的另一端套接有固定螺母，單向閥進氣端設置有外螺紋接口，尼龍管一通過固定螺母與單向閥進氣端的外螺紋接口嚙合連接，單向閥出氣口設置有不銹鋼管，且單向閥與不銹鋼管一端通過螺紋嚙合連接，不銹鋼管另一端套設有螺母。

為了進一步確保充氣的密閉性，針對現有快插接頭進行了設計優化。本次設計的快接頭組件包括稱心、襯套和卡套。稱心設置在尼龍管二內，且稱心與尼龍管二內壁緊密貼合，尼龍管二外壁套設有襯套，且尼龍管二外壁與襯套緊密貼合，襯套外套設有卡套，卡套內開設有螺紋。與此同時，卡套內設置有密封圈，且密封圈與襯套相適配。另外，轉向接頭包括波紋軟管、限位塊一和限位塊二，波紋軟管一端與限位塊一固定連接，波紋軟管另一端與限位塊二固定連接。限位塊一與尼龍管二固定連接，限位塊二與尼龍管一固定連接。不銹鋼管套設有螺母的一端呈圓環凸起狀，且不銹鋼管圓環凸起部分與螺母相適配。

3.2、工作原理

為了提高外接氣源時管路的密封性，本裝置在設計車輛外接氣源充氣裝置時，針對外側尼龍管的一端內套設計了稱心，該稱心的外緣部分設計了凸起結構，該凸起結構可以在管路密閉性方面起到定位作用。為了提高管路連接的可靠性，本次設計的外接充氣裝置在尼龍管一的外壁套設了襯套，在安裝過程中該襯套可以對管路連接起到緊固作用，同時也可以進一步控制控制卡套相對位置關系，起到防止脫落的作用。當外接氣源充氣時，該裝置工具可通過卡套連接至打氣泵;為了確保管路連接時，可自由轉動，本次設計的轉向接頭在限位塊一和限位塊二之間增加了軟管連接，在該軟管的作用下，氣管連接夠可在一定范圍內自由轉動，這樣，快插接頭在充氣過程中受到的橫向力就很小。

為了確保管路的氣密性，防止管路氣體回流，本次設計的外接氣密性充氣裝置在尼龍管的另一端通過固定螺母增加設置了一個單向閥，該單向閥的另一出氣口則是通過螺紋與不銹鋼管進行嚙合連接。該不銹鋼管則是通過螺母與外接氣源接口連接。采用螺母連接可方便拆卸，當需要拆除時轉動螺母即可。本次設計的單向閥不僅可以保證氣流單向進入進氣管路，不會出現回氣的情況，而且還可以增加管路連接密閉性及可靠性。另外，在不銹鋼管端部設計了一個圓環凸起，該凸起可以限定螺母位置，使螺母與外接氣源接口旋緊固定。

4、有益效果

本次設計研究的車輛外接氣源充氣裝置相比以往的充氣方案主要有兩個方面的優勢。第一、該外接氣源充氣裝置在車輛裝配調試時，可以快速完成車輛氣囊等零部件的充放氣，有利于提高車輛下線的速度，提高工作效率;另外，也在外面拖車時，該裝置可以與外接氣管路直接連接，減少拆裝打氣泵接頭的繁瑣，也解決了留著打氣泵的接頭不接時，經常會出現管口遺漏封口，導致雜物掉進管路內，造成漏氣或者更嚴重的后果的問題。第二、本次設計的外接氣源充氣裝置中設計的轉向接頭可以有效提高了外接氣管工作角度及范圍，實現了全方位轉向的能力，另外，也確保快接頭組件不會在接上外接氣源時因受到外接氣管路對其產生橫向的拉力，以至于管路脫落、漏氣等問題，最為重要的是，該裝置還可以避免尼龍管過度彎曲導致氣流不暢，影響充放氣的工作效率問題。

5、結束語

隨著客車運輸市場競爭壓力的不斷增大，客車產品質量及售后服務質量及其效率已成為影響客車銷售的重要因素。因此，根據市場問題及客戶需求，設計便于車輛外接氣源充氣的裝置，可以為企業市場競爭力奠定一定的基礎。本次設計研究的便于車輛外接氣源充氣的裝置對車輛底批次運行，車輛易漏氣等問題提供了有利的保障。

參考文獻

[1]張德鵬，蔡紅民. 大客車車身制造工藝. 人民交通出版社.2013

[2]余志生.汽車理論.機械工業出版社，1989.

[3]安相壁，汽車技術新概念[J]，世界汽車，1999（10）41.

[4]張金換，杜匯良等，汽車碰撞安全性設計[M].北京;清華大學出版社，2010;160-165.

[5].劉惟信.汽車設計.清華大學出版社，2001;