電控單車試驗器研制

宋 強，劉保華，田 宇，周超洪，白鵬飛，趙海靜

(眉山中車制動科技股份有限公司，四川 眉山 620010)

近年來我國每年出口貨車數(shù)千輛，近半數(shù)出口車輛都安裝了符合AAR標準的制動系統(tǒng)[1]。但由于目前單車試驗所用的單車試驗器均為國外進口，供貨周期長，而且有時單車試驗器不單獨銷售，需要與產(chǎn)品配套銷售，即便單獨銷售單車試驗器，其價格也比與產(chǎn)品配套銷售高。單車試驗器售后服務和維修的周期和成本很高，影響出口車的整車交車時間，造成生產(chǎn)延誤和經(jīng)濟損失。另外，符合AAR標準的單車試驗器的采購也不方便。

1 既有單車試驗器結(jié)構(gòu)

既有單車試驗器由兩級減壓閥、操縱閥、雙針壓力表、流量計、塞門等組成(圖1)，其中操縱閥有6個檔位,5個孔。

圖1 既有AAR標準單車試驗器

圖2為單車試驗器操縱閥位置，表1為其限制孔徑。

圖2 單車試驗器操縱閥位置

表1 既有單車試驗器的操縱閥限制孔徑

2 電控單車試驗器研制

既有單車試驗器采用機械操縱閥，國內(nèi)常用的機械操縱閥生產(chǎn)廠家少，且價格昂貴，為此電控單車試驗器用電磁閥+縮孔來實現(xiàn)機械操縱閥不同位置開關(guān)，不僅方便、簡單而且能控制成本。

電控單車試驗器由2個減壓閥、2個兩位三通電磁閥、6個兩位兩通集成電磁閥、壓力表、流量計等組成。管路連接為塑料管及快接接頭；管路和塞門的通量為DN15。

試驗臺箱體尺寸為700 mm×670 mm×1 000 mm，箱體底部用帶制動的工業(yè)腳輪，鋼板厚3 mm。試驗臺頂面為操作面板，前面安裝壓力表和流量計；箱體內(nèi)前面為電氣系統(tǒng)，后面為氣路系統(tǒng)。圖3為電控單車試驗器箱體。

圖3 電控單車試驗器箱體

2.1 氣路系統(tǒng)

圖4為電控單車試驗器氣路系統(tǒng)原理圖。

圖4 電控單車試驗器氣路系統(tǒng)原理圖

氣路系統(tǒng)中調(diào)壓過濾器調(diào)壓范圍為0～1 MPa；高低壓調(diào)換閥F1采用K23JD-L15T-RT型電磁閥,充排氣兩位兩通電磁閥F2～F6采用MFTK22D-L15-J112型電磁閥，流量塞門兩位三通閥F8采用MFH-3-1/2-S型電磁閥。管路為塑料材質(zhì)，主氣路通徑12 mm，流量計氣管通徑3 mm。管路接頭采用快插接頭。

壓力表為雙針形式，滿量程為100 kPa，2個進氣接口為M20×1.5外螺紋，表外殼材質(zhì)為不銹鋼。流量計采用英制單位(in3/min)。流量計管上的每個刻度線表示25 in3/min的流量。底部刻度為50 in3/min，極限刻度值為225 in3/min,最大量程為500 in3/min。2個接頭為G1/4外螺紋。

兩級減壓閥用2個過濾調(diào)壓閥和1個兩位三通閥F1替代, 電磁閥F2～F6替代原操縱閥，緊急電磁閥F7替代原in塞門，電磁閥采用集成板安裝。原流量塞門用一個兩位三通閥F8替代，F(xiàn)8必須是大通量雙向性的電磁閥。同時各位孔徑試驗數(shù)據(jù)應符合表2的要求，各電磁閥的流量大小通過縮堵控制，縮堵孔徑應符合表3的規(guī)定。

表2 各位孔徑試驗要求

表3 電磁閥縮堵孔徑 mm

2.2 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)主要由充電器、空氣開關(guān)、保險、蓄電池、開關(guān)電源、選擇開關(guān)等組成。

蓄電池組成為2個12 V、9 Ah的蓄電池串聯(lián)而成，開關(guān)電源輸入電壓AC 180～240 V，輸出電壓DC 24 V，電流4 A。充電器輸入電壓AC 180～240 V，輸出電壓DC 24 V，輸出電流1 A。在斷電的情況下仍然能進行單車試驗。

2.3 操作面板

電控單車試驗器操作面板上有1個鑰匙開關(guān)、1個電源指示器和8個選擇開關(guān)。高低壓開關(guān)對應既有單車試驗器高低壓杠桿。其余選擇開關(guān)分別是Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅳ位、Ⅴ位、Ⅵ位、緊急和漏泄位，分別與原單車試驗器Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅳ位、Ⅴ位、Ⅵ位、in截斷塞門和流量計旁通塞門一一對應。操作面板開關(guān)除漏泄開關(guān)外其他開關(guān)為“關(guān)”位時，電磁閥不得電，電磁閥不動作；其他開關(guān)為“開”位時，相應的電磁閥得電，電磁閥動作。漏泄開關(guān)在“關(guān)”的位置表示流量計旁通塞門關(guān)閉，在“開”的位置表示流量計旁通塞門打開。圖5為電控單車試驗器操作面板。

圖5 電控單車試驗器操作面板

3 試驗

3.1 機能試驗

整機組裝完成后按照AAR S 486：2015《單車試驗器 貨車制動裝置試驗規(guī)程》的要求進行了電控單車試驗器機能試驗，機能試驗結(jié)果顯示合格。具體試驗過程如下：

(1) 試驗進風管壓力保持在620 kPa以上檢查選擇開關(guān)功能。來回旋轉(zhuǎn)開關(guān)，看各氣路能否充排氣。打開Ⅰ位開關(guān)，高低壓開關(guān)在低壓位置，并且保持1 min，壓力表壓力值550 kPa，再打開高低壓開關(guān)并保持0.5 min，壓力表壓力值620 kPa。在電磁閥和氣管連接處涂刷肥皂水，不允許漏泄。然后關(guān)閉Ⅰ位開關(guān),在1 min之內(nèi)觀察單車試驗器壓力表，不允許漏泄。

(2) 打開Ⅰ位開關(guān)及漏泄開關(guān)，流量計應當沒有空氣流動的指示。關(guān)閉漏泄開關(guān)和截斷塞門，允許空氣通過截斷塞門(0.28 mm)節(jié)流孔塞堵排出。關(guān)閉漏泄開關(guān)后流量計浮球應當在刻度170 kPa與管頂之間的區(qū)域上下浮動。如果試驗失敗，檢查標定塞堵并重做試驗。

(3) 容量風缸充風到620 kPa，并且保持1 min。關(guān)閉Ⅰ位開關(guān)，隨著漏泄開關(guān)的打開，打開截斷塞門(0.28 mm) 節(jié)流孔塞堵，容積風缸的風壓表在62～73 s之間從590 kPa減少到555 kPa。

(4) 關(guān)閉截斷塞門，打開漏泄開關(guān)，打開Ⅰ位開關(guān)，允許單車試驗器充風1 min。

(5) 關(guān)閉Ⅰ位開關(guān)，打開緊急開關(guān),容量風缸必須在1.0～1.5 s內(nèi)壓力從620 kPa減少到205 kPa。

(6) 關(guān)閉緊急開關(guān)，打開Ⅱ位開關(guān)并給容量風缸充風，壓力充到205 kPa時，關(guān)閉Ⅱ位開關(guān)，保持1 min。

(7) 打開Ⅱ位開關(guān)，容量風缸壓力必須在24～29 s內(nèi)從275 kPa增加到345 kPa。

(8) 關(guān)閉Ⅱ位開關(guān)，打開Ⅰ位開關(guān)，保持1 min。

(9) 關(guān)閉Ⅰ位開關(guān)，打開Ⅳ位開關(guān),容量風缸壓力應在32～40 s內(nèi)從620 kPa減少到415 kPa。

(10) 關(guān)閉Ⅳ位開關(guān)，打開Ⅰ位開關(guān)，保持1 min。

(11) 關(guān)閉Ⅰ位開關(guān)，打開Ⅴ位開關(guān),容量風缸壓力應在4.4～5.5 s內(nèi)從620 kPa減到275 kPa。

(12) 關(guān)閉Ⅴ位開關(guān)，打開Ⅰ位開關(guān)，保持1 min。

(13) 關(guān)閉Ⅰ位開關(guān)，打開Ⅵ位開關(guān),容量風缸壓力應在3～5 s內(nèi)從620 kPa減到205 kPa。

3.2 單車試驗

機能試驗結(jié)果合格后，參考AAR S 486：2015編寫了電控單車試驗器單車試驗辦法，并按此辦法進行了試驗。

試驗裝置為DCA-1型(AAR)單車試驗器，總風源供風壓力應不低于650 kPa，不高于1 000 kPa。外觀檢查合格后，在測試接頭處(制動缸處)安裝量程為1.2 MPa、精度等級為0.6級的精密壓力表。壓力表應垂直安裝，所用的表、管和接頭等不得有漏泄現(xiàn)象出現(xiàn)。將單車試驗器的出風口與車輛一端的制動軟管相連接，關(guān)閉車輛另一端的折角塞門或直端塞門。接上電源插座，除漏泄開關(guān)為“開”位，其余所有開關(guān)都為“關(guān)”位，打開電源鑰匙開關(guān)，電源指示燈亮。單車試驗結(jié)果表明，該單車試驗器滿足AAR標準對單車試驗的要求。

4 結(jié)束語

機能檢查試驗報告數(shù)據(jù)和現(xiàn)場單車試驗表明，電控單車試驗器能替代現(xiàn)有進口的符合AAR標準的單車試驗器，滿足出口貨車車輛制動系統(tǒng)單車試驗的需求，且操作簡單實用，降低了采購和維修成本。