地鐵車輛制動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

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0引言

印度加爾各答地鐵既有車輛已經(jīng)運營近三十年，車輛老化嚴(yán)重，很多功能已經(jīng)不能滿足使用要求，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化車輛制動系統(tǒng)設(shè)計。而且制動系統(tǒng)作為車輛最重要子系統(tǒng)之一，其設(shè)計的合理性也直接影響車輛的質(zhì)量與安全。

1目的和綜述

①加爾各答地鐵車輛制動系統(tǒng)的方案設(shè)計以國內(nèi)地鐵車輛為平臺，汲取國內(nèi)現(xiàn)有車輛合理方案的同時，總結(jié)現(xiàn)有車輛從生產(chǎn)組裝、靜態(tài)與動態(tài)型式試驗、預(yù)驗收以及正式運營等各階段暴露出的設(shè)計問題，分析出原因所在，并多與用戶進(jìn)行交流，明確用戶較為關(guān)心的重點問題，制定合理的設(shè)計方案，爭取做到繼續(xù)發(fā)揚(yáng)國內(nèi)地鐵車輛的優(yōu)勢，避免國內(nèi)地鐵車輛的問題。②本文針對印度加爾各答地鐵車輛制動系統(tǒng)的一些優(yōu)化設(shè)計方案，包括制動切除塞門布置方案，風(fēng)缸排水裝置方案，高度閥管路布置方案，制動控制閥安裝等方案的分析與說明。

2印度加爾各答項目制動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

2.1制動切除塞門的布置方案

①制動系統(tǒng)為車輛每個轉(zhuǎn)向架配備一套帶電觸點制動切除塞門，在車輛制動系統(tǒng)故障以及檢修、救援、試驗等情況下，可以對相應(yīng)轉(zhuǎn)向架的空氣制動力進(jìn)行切除與恢復(fù)操作，國內(nèi)地鐵車輛常見制動切除塞門布置方案，將每節(jié)車的兩套制動切除塞門分別布置在車輛前后兩端制動單元上方的客室內(nèi)的座椅骨架下，此方案缺點在于塞門前后布置，操作繁瑣，增加切除與恢復(fù)操作時間，并且在車下無法實現(xiàn)對塞門的操作。②加爾各答地鐵車輛充分考慮上述問題，進(jìn)行合理改進(jìn)，將每節(jié)車的兩套制動切除塞門（件3）模塊化設(shè)計，集中布置在車下靠近車外側(cè)便于操作的位置，塞門上安裝機(jī)械緩解裝置（件1），在車上設(shè)置操作手柄，使得車上和車下的手柄相反方向布置，并應(yīng)用一帶鎖塞門箱（件4）將其扣罩在地板上，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，減少安裝空間，同時可以實現(xiàn)車上車下手柄的同步旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到分別操作的效果。

2.2風(fēng)缸排水裝置方案

①制動系統(tǒng)為每輛拖車上的總風(fēng)缸配備一套排水裝置，用于列車運行一段時間后，制動系統(tǒng)內(nèi)部會積累部分水汽存儲在風(fēng)缸內(nèi)，可以通過風(fēng)缸下部的手動排水閥對制動系統(tǒng)內(nèi)部存儲的部分水汽進(jìn)行排出。此方案缺點是車輛必須定期進(jìn)行人工手動排水，并且受到工作場地的限制，當(dāng)列車運行的時候，不能進(jìn)行排水操作，必須等到車輛回車輛段檢修的時候，才能操作排水裝置。②加爾各答地鐵對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理改進(jìn)，取消原結(jié)構(gòu)的手動排水閥，將自動排水閥安裝在風(fēng)缸底部，通過管螺紋直接連接在風(fēng)缸上，同時增加一個排水電磁閥，通過車輛TMS控制邏輯來控制風(fēng)缸的排水閥排水，即當(dāng)空壓機(jī)停止后三秒鐘排水閥開始自動排水。此方案結(jié)構(gòu)簡單，可在司機(jī)室內(nèi)部對風(fēng)缸進(jìn)行排水操作，又符合操作方便的設(shè)計要求，并且可以隨時、隨地進(jìn)行排水操作，不受工作場地限制，便于維護(hù)、應(yīng)用。

2.3制動控制閥安裝方案

①制動控制閥（EP2002閥）為制動系統(tǒng)的核心部件，每節(jié)車兩套制動控制閥，對稱布置在車輛前后兩端，制動控制閥一端吊裝在底架的主橫梁上，另一端安裝在兩主橫梁間的安裝板上，安裝板板厚為3mm，翻邊高度為30mm，由于制動切除塞門（B05）布置在車上，為了管路連接的需要，在安裝板上開有豁口，此結(jié)構(gòu)缺點為：制動控制閥由于距離轉(zhuǎn)向架較近，輪緣飛濺的油污部分甩在了閥體上，影響了閥體的美觀性，并且在安裝板上開有豁口，影響了板子的強(qiáng)度，使得整體結(jié)構(gòu)容易顫動。②加爾各答地鐵對原方案進(jìn)行合理改進(jìn)，將制動控制閥整體向車外側(cè)移動了180mm，與輪緣表面錯開，可以避免閥體被甩油污的問題，并將制動切除塞門布置在其他位置，制動控制閥通過吊架安裝在車體底架上面。這樣可以避免使用安裝板結(jié)構(gòu)，同時避免翻邊處預(yù)留豁口，保證了制動控制閥整體安裝強(qiáng)度，另外，將吊架的厚度改為5mm，進(jìn)一步加強(qiáng)了吊架的強(qiáng)度，可以有效解決閥體顫動的問題。

2.4高度閥管路布置方案

①高度閥管路從主橫梁橢圓孔引出后需連往高度閥，由于高度閥安裝于靠近車輛外側(cè)，橫向管路為躲開下面的轉(zhuǎn)向架輪對，不能距離高度閥過近，并且跨度接近1m，此方案缺點是橫向管路過長，且無法進(jìn)行固定，容易引起管路顫動及管路間的接磨。②加爾各答地鐵對原方案進(jìn)行合理改進(jìn)，將管路延長至枕梁下蓋附近，再折彎連往高度閥，這樣，在枕梁下蓋板處可以焊接一字型管卡座，用于安裝固定雙管卡，此結(jié)構(gòu)既滿足橫向管路與高度閥距離的尺寸要求，又結(jié)構(gòu)牢固，可以有效的避免管路顫動及管路間的接磨問題。

2.5其它優(yōu)化設(shè)計方案

印度加爾各答地鐵制動系統(tǒng)在常用制動功能的基礎(chǔ)上，又增加了備用制動功能，即當(dāng)制動控制單元故障或失電的時候，可以及時為車輛提供備用制動，此時，車輛為純空氣制動模式，具備常用和緊急制動功能，加爾各答地鐵車輛增加的這個冗余設(shè)計可以有效的保障車輛的運營安全，同時，在車輛故障救援的時候也可以通過備用制動功能實現(xiàn)。

3結(jié)論和意義

上文對印度加爾各答地鐵車輛制動系統(tǒng)幾種基于國內(nèi)現(xiàn)有地鐵車輛的優(yōu)化設(shè)計方案，進(jìn)行了對比分析與介紹，通過對國內(nèi)現(xiàn)有地鐵車輛方案的分析與總結(jié)，結(jié)合了用戶的實際應(yīng)用需求，制定了加爾各答地鐵的優(yōu)化方案，并已通過設(shè)計評審，得到業(yè)主和專家的一致認(rèn)可，確保制動系統(tǒng)功能性的同時，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，滿足了用戶的需求，也為公司確立印度為公司城軌車輛重點市場的發(fā)展戰(zhàn)略提供車輛的質(zhì)量保證。

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[3]何寶昌.城軌車輛制動控制系統(tǒng)的分析[J].鐵道機(jī)車車輛工人，2012（6）：19-21.

作者：李明 付建鵬 杜金艷 單位：中車大連機(jī)車車輛有限公司城軌技術(shù)開發(fā)部制動室