时速 160公里 动力集中动车组制动系统模块化设计

时速 160公里 动力集中动车组制动系统模块化设计

周立凤

中车唐山机车车辆有限公司 河北省唐山市 064000

时速160公里动力集中动车组是我国目前研制的新型铁路客车，该车分为短编和长编，短编：1辆动力车+6辆普通座车+1辆餐座合造车+1辆控制车；长编：1辆动力车+3辆双层普通座车+1辆餐座合造车+4辆包间卧车+8辆普通卧车+1辆动力车。

制动系统是客车的关键部位，它直接影响着车辆运行的安全性及可靠性。在现在产品多样性的发展情况下，多品种、小批量用户订单模式下，产品模块化设计能够迅速对市场的需求及订单迅速做出反应，减少设计周期，同时提高产品的性能、保证产品的质量、降低生产成本，提高设计和生产效率。

关键词 制动系统 模块化设计 设计周期短 生产效率高

前言

近年来随着铁路客车市场的发展，铁路车辆越来越向多元化发展，而铁路客车车辆的生产单位主要为订单式的生产模式，对于市场上多品种、小批量的用户订单，研发设计需要对于市场的需求及时做出设计响应，成产型车辆制造厂，设计周期短为普遍存在的问题。

模块化技术是通过一个复杂的工程产品优化分解成合理层次的简化系列单元模块，并利用这些单元模块组合成更新的通用功能和结构的模板。模块化设计主要符合标准化、规范化、通用化、系列化。产品的模块化设计能具有提高设计周期及效率、在保证产品性能和质量的情况下降低设计和生产成本，提到生产效率。

时速160公里动力集中动车组是为应对市场需求，我国目前新研制的新型铁路客车，该车车型包括动力车、普通座车、餐座合造车、控制车、双层普通座车、包间卧车、普通卧车。车型种类较多，设计周期较长。设计过程中制动系统采用了模块化设计的模式，将整个制动系统划分为各个功能不同的制动小模块，根据不同的车型，通过甄选各个小模块集成不同车型的整个制动系统，这样大大的提高了设计效率及设计周期，避免了重复性设计。

客车制动系统模块设计划分

时速160公里动力集中动车组为电空制动系统；手制动机采用伞齿齿轮手制动机。

模块化的建立过程，

需求分析

功能分析、分解

模块划分

模块设计、开发

图一 模块系统的建立过程

如图二所示，为时速160公里动力集中动车组座车制动系统设计图：

图二 时速160公里动力集中动车组设计二维图

结合模块系统的建立过程和时速160公里动力集中动车组的设计原理图的中各关键部件的功能，设计如图二所示的制动系统，将制动系统划分为电空制动模块（紫色）、中部管排模块(蓝色)、一二位端管路模块（黑色）、防滑模块（绿色）、空簧供风管路模块（黄色）、塞拉门供风（粉色）和生活用风管路模块（蓝色）。

制动系统各模块简介

电空制动模块主要包括制动管、远心集尘器、电空制动机、气路集成板、压力风缸、副风缸、缓解风缸、总风缸、制动缸、空气滤尘器、截断排风塞门、缓解指示器和管路接头组成。电空制动模块主要有两个接口与其他模块连接，一个是与车体通过模块吊架上的四个吊座与车体底架连接；另一个是管路的四个接头与中部管排模块连接。如图三所示；

与车体接口

与中部管排模块接口

图三 时速160公里动力集中电空制动模块

气路集成板属于电空制动模块中的一个小模块，该模块把各个塞门集成到一张集成板上，便于操作和维护。

中部管排模块主要是管路和接头的组成，中部管排模块主要设计成列车管管路、总风管管路、防滑器供风管管路、空簧供风管管路。

防滑器模块主要由防滑主机和金属软管和制动管路组成，该模块防滑主机与车体留有接口，与中部管排模块、与转向架的的制动缸有接口。

空簧供风管路模块主要是中部管排模块空簧供风管路接口和转向架空气弹簧接口。

塞拉门生活供风管路管路模块主要为连接中部管排总风管的接口，连接塞拉门和集便器的接口。

一二位端管路模块主要有与紧急阀模块和中部管排模块两个接头。

上述模块的划分满足了制动系统制动、供风功能的设计。

设计过程中由于车型种类较多，制动系统的设计按照制动系统的原理，我们设计过程中将其分成了上述图二7种颜色的模块，设计过程中，各个接口尺寸的确定，根据座车、餐车、控制车三种车型设计过程中的不同，只对部分模块进行重新设计，例如上述为座车设计过程中将制动系统设计为7个标准模块，在餐车设计过程中由于车上平面布置改动，集便器和车上紧急阀的需重新设计，其余5个模块直接借用座车模块如图二所示所示；控制车设计过程中，集便器和紧急阀、空簧供风管路需要重新设计，其余模块接口跟座车保持一致；双层普通座车、包间卧车、普通卧车均按这种模块化设计，由上述部分模块组成，部分模块进行更改或者添加，这种制动系统模块化设计大大的减少了设计周期，提到了设计效率。

总结

1、时速160公里动力集中动车组制动系统的块化设计，能够适用多种车型的制动系统的重新设计及模块之间的组装，大大的缩短了设计周期，提高了设计效率。

2、时速160公里动力集中动车组制动系统的块化设计，生产过程中在进行总组装之前各模块可以先进行预组装各个小模块，然后再总组装装配。该过程各个模块并行作业，节约装配时间和场地，提高了装配效率。

3、时速160公里动力集中动车组制动系统的块化设计，各个制动模块在后期的拆卸维修过程中便于拆卸和操作。