淺析城市軌道交通車輛制動(dòng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)

張清

(青島四方川崎車輛技術(shù)有限公司,山東青島 266111)

淺析城市軌道交通車輛制動(dòng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)

張清

(青島四方川崎車輛技術(shù)有限公司,山東青島 266111)

對城市軌道交通車輛的車下制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,詳細(xì)介紹了制動(dòng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)方法,并且總結(jié)了制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。

地鐵車輛 制動(dòng)設(shè)備 模塊化設(shè)計(jì)

1 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展水平快速提高，城市發(fā)展離不開交通。城市軌道交通基于運(yùn)行速度快，方便快捷基礎(chǔ)上，成為人們穿梭于城市間的交通工具之一。當(dāng)下，模塊化設(shè)計(jì)理念不斷成熟，逐漸被使用于城市軌道交通車輛的設(shè)計(jì)中。一般而言，模塊化水平高低直接體現(xiàn)出一個(gè)公司的設(shè)計(jì)能力，設(shè)計(jì)水平。在我國使用模塊化設(shè)計(jì)時(shí)間不長，積累的經(jīng)驗(yàn)也不多，在歐美等發(fā)達(dá)國家城市軌道交通車輛使用模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)很普遍。在發(fā)展過程中，我們應(yīng)該不斷創(chuàng)新研究，不斷借鑒其他國家的成功經(jīng)驗(yàn)，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化模塊化設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)水平提高，保障我國城市軌道交通運(yùn)輸水平。

2 模塊化設(shè)計(jì)的定義及意義

2.1 模塊化設(shè)計(jì)的定義

一般而言，模塊化設(shè)計(jì)指的是將一些特定的組件，根據(jù)一定的原理和規(guī)律將其集合，并且可以成功的安裝在一起。模塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或通用單元，模塊結(jié)構(gòu)具有典型性，通用互換性，兼容性，往往可以構(gòu)成系列。就產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而言，模塊化設(shè)計(jì)是特征尺寸模塊化，結(jié)構(gòu)典型化，部件通用化，參數(shù)系列化，裝配組合化。模塊化設(shè)計(jì)可以簡化設(shè)計(jì)工作，提高工作效率，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，簡化制造過程，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。然而，我國模塊化設(shè)計(jì)起步時(shí)間比較短，沒有太多經(jīng)驗(yàn)，但是在經(jīng)濟(jì)全球化的當(dāng)下，各國經(jīng)濟(jì)聯(lián)系緊密，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該吸收技術(shù)，更新自我。

2.2 制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)的意義

城市軌道交通車輛的制動(dòng)設(shè)備安裝在車下，空間狹小，安裝不便，特別是業(yè)主的要求不同，不同城軌項(xiàng)目有不同的設(shè)備配置。經(jīng)過了模塊化設(shè)計(jì)，將制動(dòng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備部件、各類閥件進(jìn)行局部集成，以提高設(shè)計(jì)的通用性，不斷提升設(shè)計(jì)整體性水平，使得設(shè)計(jì)效益提高。在生產(chǎn)中，降低了安裝工人的工作強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，保證了制造的精確性。模塊化設(shè)計(jì)可以使單獨(dú)的部件進(jìn)行獨(dú)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(shí)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(shí)現(xiàn)任意組成。通過該方式實(shí)現(xiàn)設(shè)置最優(yōu)化。

3 制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)的總體思路

車下制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)以車型及具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為依托，依據(jù)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的接口資料，設(shè)計(jì)適用不同接口資料的大部件同族產(chǎn)品。一般主要分成三個(gè)模塊。第一個(gè)模塊是風(fēng)源模塊。將安裝支架、空氣壓縮機(jī)、空氣干燥機(jī)、安全閥等集成為一個(gè)模塊。第二個(gè)模塊是制動(dòng)控制模塊。將制動(dòng)控制裝置、止回閥、截?cái)嗳T、壓力開關(guān)等各類閥件集成在氣路集成板上，成為一個(gè)模塊。第三個(gè)模塊是輔助控制模塊。將副風(fēng)缸、空氣彈簧風(fēng)缸、空氣彈簧供風(fēng)控制系統(tǒng)以及停放制動(dòng)控制系統(tǒng)等組建成輔助控制模塊。

4 制動(dòng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)

4.1 風(fēng)源模塊的設(shè)計(jì)

風(fēng)源模塊是一種融合模塊，將空氣壓縮機(jī)、空氣干燥機(jī)、油水過濾器、壓力開關(guān)等供給和控制保護(hù)裝置安裝在支架上，形成集成的供風(fēng)模塊，給包括空氣制動(dòng)在內(nèi)的所有需要壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)提供清潔干燥的壓縮空氣。該模塊是通過 四個(gè)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(dòng)控制模塊的設(shè)計(jì)

制動(dòng)控制模塊是將制動(dòng)控制裝置、止回閥、截?cái)嗳T、測試點(diǎn)、壓力開關(guān)等各類閥件以鋁制氣路集成板為基礎(chǔ)，集成為一個(gè)模塊。

制動(dòng)控制模塊的關(guān)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(jié)省空間。進(jìn)行氣路板設(shè)計(jì)時(shí)，要控制好設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在氣路板外側(cè)，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(jìn)入氣路板內(nèi)。因?yàn)橐坏┯挟愇镞M(jìn)入就會(huì)導(dǎo)致氣路板內(nèi)部氣路堵塞，導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)揮出實(shí)際作用。因此，可以在氣路板后側(cè)安裝上過濾器。在選擇連接材質(zhì)時(shí)，由于鋁板的材質(zhì)比較軟，不能選擇螺紋進(jìn)行連接，這個(gè)時(shí)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(fēng)控制系統(tǒng)、停放制動(dòng)控制系統(tǒng)和副風(fēng)缸、空氣彈簧風(fēng)缸以及管路連接所需的截?cái)嗳T、過濾器、止回閥、雙向閥、溢流閥、測試點(diǎn)等元件集成在一起安裝在構(gòu)架上，形成一個(gè)輔助控制模塊，最后吊裝在車體底架上。該模塊設(shè)計(jì)要注意以下要點(diǎn)：(1)整個(gè)構(gòu)架支撐強(qiáng)度必須得到保障。(2)輔助控制模塊的安裝是在構(gòu)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(xù)的檢查和維修。(3)如果輔助控制模塊的構(gòu)架為方鋼，為了安裝的方便，需在安裝孔的側(cè)面開工藝孔，以便于緊固件的安裝。(4)為了方便維護(hù)檢修，所有閥件應(yīng)安裝在車體的外側(cè)，并考慮防石擊，在閥件兩側(cè)加裝防護(hù)板的措施。

5 制動(dòng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

(1)通過模塊化設(shè)計(jì)，壓縮了制動(dòng)設(shè)備間的安裝檢修空間，模塊體積小，節(jié)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(cè)易接近處，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的通用性，方便了日常的檢修維護(hù)。

(3)制動(dòng)設(shè)備模塊為車下提前預(yù)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(jié)語

模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前發(fā)展一大趨勢，也是很多設(shè)計(jì)公司正努力前往的發(fā)展方向。當(dāng)前，我國國內(nèi)有很多城軌項(xiàng)目的制動(dòng)設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)都取得了一定成果，在研究發(fā)展過程中已經(jīng)取得了良好成效。但還有一些缺陷存在，與國際先進(jìn)企業(yè)例如日本川崎重工的發(fā)達(dá)水平還存在一定的差距，因此需要不斷進(jìn)行創(chuàng)新探索。

[1]殳企平.城市軌道交通車輛制動(dòng)技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2011.

[2]劉林發(fā).企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)在地鐵設(shè)備維護(hù)管理中的實(shí)施方案[J].《機(jī)電信息》,2011年15期.

[3]盛曉敏,鄧朝暉.先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.