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时速160公里城际动车组制动系统模块化设计
摘要:模块化设计已成为轨道交通行业广泛采用的设计方法,其是提高生产效率,缩短生产周期,保证生产质量的重要手段。文章对制动系统的模块化设计进行了介绍和探讨,对车辆设计、制造和检修具有一定的指导意义。
关键词:动车组;制动系统;模块化设计
中图分类号:U291 文献标识码:A 文章编号:1009-237420-0034-03
模块化设计是通过对不同产品在功能和结构上的选择和组合,从而设计出满足市场需求产品的设计方法。单元模块化设计已经在美、日、韩及欧洲等众多工业强国的制造业中得到了广泛的研究和应用,同时也取得了很大的成就。作为高端制造业的轨道交通行业,使用高效的模块化设计方法就显得尤其重要了。地铁和高速动车组是较早使用模块化设计的车辆,为了能在设计、制造、试验、运用和维护等方面可以沿用成熟的模块化设计,同时又为了更多地适应不同的供应商和客户的要求,此次时速160公里城际动车组制动系统根据不同供应商产品的特点,在深入研究基础上,统一了不同的接口形式和零部件的布置,采用了更加紧凑的、适应性更强的模块化设计。
1 总体思路
结合制动系统原理图,时速160公里城际动车组制动设备按照功能进行模块化设计的总体思路主要分为三个部分:一是将供风单元、总风缸、辅助空压机、升弓小风缸等元件集成为风源模块;二是将两个总风缸、一个生活风缸集成为风缸模块,再与制动控制单元模块及管路上的相关球阀集成为一个制动控制模块;三是将连接各部位的管路和接头、各类阀等集成为一个管排模块,各模块仅需略微调整即可适应不同车型的安装要求。这样车下制动系统除去这几大模块以及部分制动设备之外,剩余皆为和其他设备互联的简单管路。
2 模块化设计
风源模块的设计
风源模块中主要包括供风单元、总风缸、辅助空压机、升弓小风缸等部件组成,其中供风单元又集成了空气压缩机、干燥器、安全阀、软管等部件,因供应商的不同,供风单元的安装接口和尺寸等都有很大区别,为了能使风源模块吊架同时适用不同厂家的空压机型号要求,设计了多个安装接口,设计了统一的吊架布置结构。
同时因该城际车编组少,对车下设备的布置提出了更加苛刻的要求,为了充分利用车下有限的设计空间,突破了以往的设计观念,将辅助空压机和升弓风缸一起集成到该模块。真正做到了将风源系统的集成,既能满足功能的要求,又节省了车下安装空间。因辅助空压机各型号也不尽相同,通过对各主要型号辅助空压机的深入研究,统一了吊架的设计,将升弓小风缸和辅助空压机布置于同一吊装,既减少了零部件的安装接口,又便于吊架的组装和吊装。为适应不同辅助空压机吊装和托装的要求,在辅助空压机上下梁上均设计了安装接口,不论采用哪种安装形式,都能简单快捷可靠地安装。
风源模块的集成吊架通过4个带有减震橡胶的安装座固定到车体上,安装方便。风源模块三维设计见图1:
图1 风源模块三维图设计
制动控制模块的设计
制动控制模块主要包括风缸模块、制动控制单元、球阀、管接件等。
风缸模块的设计。风缸模块包括一个125L的总风缸,一个125L的制动风缸和一个100L的生活风缸,两种风缸直径相同,因此只需使用一种风缸吊带和吊座。固定在风缸模块的吊架上。风缸模块集成之后,采用螺栓固定在制动控制模块的吊架上。风缸模块三维设计见图2。