鐵路行李車制動系統(tǒng)首次模塊化設(shè)計

劉兵，劉云峰，王偉中，王樂雨

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

·研究簡報·

鐵路行李車制動系統(tǒng)首次模塊化設(shè)計

劉兵，劉云峰，王偉中，王樂雨

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

從結(jié)構(gòu)組成和技術(shù)特性等方面闡述鐵路行李車制動系統(tǒng)的首次模塊化設(shè)計，這是一個全新的突破，通過批量生產(chǎn)和運行驗證，鐵路行李車采用模塊化設(shè)計的方案是可行的，研究的內(nèi)容實現(xiàn)了整個鐵路客車制動系統(tǒng)的模塊化理念，既提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及企業(yè)經(jīng)濟效益，又增強產(chǎn)品的市場適應(yīng)能力.

鐵路行李車；制動系統(tǒng)；首次模塊化設(shè)計

0 引言

目前，鐵路客車制動系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)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(cè)均設(shè)有貫穿整車的直徑為76 mm的兩根電氣線管，因此制動系統(tǒng)并沒有同其它類型鐵路客車一樣統(tǒng)一采用模塊化設(shè)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(zhèn)車輛有限公司首次設(shè)計改造，將行李車的制動系統(tǒng)采用模塊化、集成化技術(shù)，將空氣制動單元分成設(shè)計成列車單側(cè)懸掛的小模塊和其它輔助制動設(shè)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(shè)計過程中應(yīng)注意以下問題：

(1)模塊本身應(yīng)具有足夠的剛度，連接模塊的連接鐵也應(yīng)具有足夠的強度和剛度；

(2)模塊應(yīng)便于安裝，其周邊應(yīng)有一定的調(diào)整空間；

(3)模塊與鋼結(jié)構(gòu)或其它結(jié)構(gòu)的連接處應(yīng)設(shè)置長圓孔，便于安裝和調(diào)節(jié)；

(4)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，模塊可以設(shè)計成多重模塊結(jié)構(gòu)，地面預(yù)組裝后整體上車；

(5)模塊化設(shè)計考慮通用性，25型行李車制動模塊應(yīng)統(tǒng)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(tǒng)組成

制動系統(tǒng)是鐵路客車的重要組成部分，主要由104分配閥、副風(fēng)缸、工作風(fēng)缸、防滑器、轉(zhuǎn)向架制動裝置、生活風(fēng)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(tǒng)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(shè)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(xiàn)運行鐵路客車底架結(jié)構(gòu)簡單，只有數(shù)根橫梁均布整個枕內(nèi)，因此制動模塊懸掛的四角吊座可以設(shè)在列車兩側(cè)，模塊吊架有足夠的空間合理布置列車制動部件，中間設(shè)兩根抗振動安全梁，來分擔(dān)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(shè)計理念，將其制動系統(tǒng)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(xiàn)模塊化主要集中的空氣制動單元部分，由于車體結(jié)構(gòu)的特殊結(jié)構(gòu)，不能統(tǒng)一成與其它鐵路客車一樣列車雙側(cè)懸掛的制動模塊，只能將一些制動控制元件集成列車單側(cè)懸掛的多個小模塊，但是空間的限制使得生活風(fēng)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(fēng)缸、工作風(fēng)缸、氣路控制單元等元件組成.行李車組裝時，將預(yù)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(shè)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(tǒng)控制元件的集中管理及故障時檢修更換，同時也節(jié)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(jié)構(gòu)，制動模塊沒有足夠空間設(shè)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(jīng)列車長期運行發(fā)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(yōu)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(fēng)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(fēng)缸使用風(fēng)缸吊卡固定在底架橫梁上，生活風(fēng)缸容積為180 L，用于車輛上用風(fēng)設(shè)備供風(fēng).

(3) 中間管排組成

在地面上，將車下制動管、總風(fēng)管、列車管及生活風(fēng)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(yù)留的安裝孔上，中間設(shè)5個規(guī)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(chǎn)線的工序，縮短生產(chǎn)的周期，同時降低了生產(chǎn)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(shè)有一根貫通整列車并與副風(fēng)缸連接的總風(fēng)管，向制動設(shè)備、空氣彈簧裝置及各種輔助設(shè)備(如防滑器、集便器等)供氣.

2 結(jié)論

鐵路行李車制動系統(tǒng)的模塊化的設(shè)計不僅對公司當前實現(xiàn)物流管理、精益化工藝改革具有促進作用，采用模塊化設(shè)計既能提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及企業(yè)經(jīng)濟效益，又能增強產(chǎn)品的市場適應(yīng)能力鐵路行李車制動系統(tǒng)的模塊化設(shè)計使整個鐵路客車所有車種的制動系統(tǒng)實現(xiàn)了模塊化集成化，使產(chǎn)品向先進、成熟、可靠、低成本的方向發(fā)展；同時結(jié)合模塊化設(shè)計，采取了一系列降本增效措施，為我公司創(chuàng)造了相當大的經(jīng)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(shù)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(shù)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(xué)士，主要從事鐵路運輸方面的研究

E-mail:liubing8355@163.com.

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