铁路行李车制动系统首次模块化设计

刘兵，刘云峰，王伟中，王乐雨

(中国南车集团 南京浦镇车辆有限公司 客车设计部，江苏 南京 210031)

·研究简报·

铁路行李车制动系统首次模块化设计

刘兵，刘云峰，王伟中，王乐雨

(中国南车集团 南京浦镇车辆有限公司 客车设计部，江苏 南京 210031)

从结构组成和技术特性等方面阐述铁路行李车制动系统的首次模块化设计，这是一个全新的突破，通过批量生产和运行验证，铁路行李车采用模块化设计的方案是可行的，研究的内容实现了整个铁路客车制动系统的模块化理念，既提高产品质量、生产效率及企业经济效益，又增强产品的市场适应能力.

铁路行李车；制动系统；首次模块化设计

0 引言

目前，铁路客车制动系统已经基本实现模块化，但是铁路行李车底架存在贯穿整车的中梁，车中位置分布多根鱼腹形主横梁，同时两侧均设有贯穿整车的直径为76 mm的两根电气线管，因此制动系统并没有同其它类型铁路客车一样统一采用模块化设计，长期以来均采用零部件独立吊装的方式与车体底架连接，这样为工艺安装带来很大的麻烦.因此南车南京浦镇车辆有限公司首次设计改造，将行李车的制动系统采用模块化、集成化技术，将空气制动单元分成设计成列车单侧悬挂的小模块和其它辅助制动设备组成，并保证模块与车体横梁之间足够高度空间使得线管避开四角吊座从模块上方通过，同时保证模块足够高度，以至于不能超出整车限界[1].

模块化在设计过程中应注意以下问题：

(1)模块本身应具有足够的刚度，连接模块的连接铁也应具有足够的强度和刚度；

(2)模块应便于安装，其周边应有一定的调整空间；

(3)模块与钢结构或其它结构的连接处应设置长圆孔，便于安装和调节；

(4)根据结构特点，模块可以设计成多重模块结构，地面预组装后整体上车；

(5)模块化设计考虑通用性，25型行李车制动模块应统一型式；

(6)模块的外形尺寸进行控制，能自由进入车厢进行安装，并要符合组装工艺流程.

1 制动系统组成

制动系统是铁路客车的重要组成部分，主要由104分配阀、副风缸、工作风缸、防滑器、转向架制动装置、生活风缸、制动/缓解指示器、气路控制单元等组成[2].目前所有铁路行李车制动系统的制动元件都是通过螺栓紧固独立吊装在车体底架上，各个独立制动元件之间通过制动管路连接[3]，这样所有装配都在车上实施，为组装人员带来很大的不便，即使设计的制动管尺寸非常准确，有时也会因为工艺误差致使制动元件不能很好连接，造成材料浪费，增加了成本和工时，目前铁路行李车空气制动单元的吊装方式见图1.

图1 空气制动单元独立吊装图

现运行铁路客车底架结构简单，只有数根横梁均布整个枕内，因此制动模块悬挂的四角吊座可以设在列车两侧，模块吊架有足够的空间合理布置列车制动部件，中间设两根抗振动安全梁，来分担四角吊座受力，防止列车运行过程中制动模块的振动影响制动性能，除行李车外的铁路客车制动模块布置见图2.

图2 除行李车外的铁路客车制动模块布置图

本着集成化模块化集成化的设计理念，将其制动系统分为以下几个模块：制动模块、辅助制动单元、中间管排组成、两端管路组成.本车首次实现模块化主要集中的空气制动单元部分，由于车体结构的特殊结构，不能统一成与其它铁路客车一样列车双侧悬挂的制动模块，只能将一些制动控制元件集成列车单侧悬挂的多个小模块，但是空间的限制使得生活风缸和制动/缓解指示器不能集成在模块上，所以直接和车体底架连接[4]，空气制动单元布置及安装见图3.

图3 空气制动单元集成图

(1) 制动模块

制动模块是将行李车制动元件集成在一个吊架上，整体安装，主要由104分配阀、副风缸、工作风缸、气路控制单元等元件组成.行李车组装时，将预先组装好的制动模块直接通过螺栓与垫板连接固定在底架横梁焊接的四角吊座上，模块上设有与中间管排连接的接口，通过立管连接.这种组装方式便于制动系统控制元件的集中管理及故障时检修更换，同时也节省了工艺组装带来的不变.制动模块组成及管路接口见图4.

图4 制动模块组成及管路接口

由于行李车车体底架的特殊结构，制动模块没有足够空间设置抗振动安全梁，制动模块吊架纵梁与横梁的长宽比值约为3.5，防止模块纵梁经列车长期运行发生弯曲变形致使模块脱落，所以在模块中间增加两个中间吊座，通过垫板支撑，螺栓紧固车体与模块，这也是该车不同于其它铁路客车的主要特点，这种吊装方式的优点是承受力主要在垫板上，而不是螺栓，能更好做到制动模块的防脱放松，中间模块吊装方式见图5.

图5 制动模块中间吊座吊装图

(2) 辅助制动单元

辅助制动单元是由于车体底架存在主横梁以及中梁，阻止了制动模块的纵向和横向的延伸，所以将生活风缸和制动/缓解指示器不能与制动模块集成，称之为辅助制动单元.生活风缸使用风缸吊卡固定在底架横梁上，生活风缸容积为180 L，用于车辆上用风设备供风.

(3) 中间管排组成

在地面上，将车下制动管、总风管、列车管及生活风管通过管吊组装成一个管排模块，在进行整车组装时，在每根横梁上只需用两个螺栓将管排模块固定到底架预留的安装孔上，中间设5个规格不同的接口通过连接管与制动模块连接，这样可以简化总装生产线的工序，缩短生产的周期，同时降低了生产的成本.

(4) 两端管路组成

两端管路指与中间管排组成连接的列车两端方向所有管路，分为一位端管路和二位端管路.行李车设有一根贯通整列车并与副风缸连接的总风管，向制动设备、空气弹簧装置及各种辅助设备(如防滑器、集便器等)供气.

2 结论

铁路行李车制动系统的模块化的设计不仅对公司当前实现物流管理、精益化工艺改革具有促进作用，采用模块化设计既能提高产品质量、生产效率及企业经济效益，又能增强产品的市场适应能力铁路行李车制动系统的模块化设计使整个铁路客车所有车种的制动系统实现了模块化集成化，使产品向先进、成熟、可靠、低成本的方向发展；同时结合模块化设计，采取了一系列降本增效措施，为我公司创造了相当大的经济价值，为公司作出了巨大贡献.

[1]严隽耄，傅茂海.车辆工程 [M].3版，北京：中国铁道出版社，2008：351- 356.

[2]饶忠．列车制动[M]．2版，北京：中国铁道出版社，2010：1- 20．

[3]中华人民共和国铁道部.TB/T 1901-1999 车辆制动装置组装技术条件[S].北京：中华标准出版社，1999：1- 3.

[4]中华人民共和国铁道部.TB/T 2231-1991 客车制动装置技术条件[S].北京：中华标准出版社，1991：1- 3.

1673- 9590(2015)01- 0115- 03

2014- 01- 20

刘兵(1983-),女，工程师，学士，主要从事铁路运输方面的研究

E-mail:liubing8355@163.com.

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