浅析城市轨道交通车辆制动设备的模块化设计

【摘 要】对城市轨道交通车辆的车下制动设备模块化设计进行了探讨，详细介绍了制动设备的模块化设计方法，并且总结了制动设备模块化设计优点。

【关键词】地铁车辆 制动设备 模块化设计

1前言

随着社会经济不断发展，交通运输行业发展水平快速提高，城市发展离不开交通。城市轨道交通基于运行速度快，方便快捷基础上，成为人们穿梭于城市间的交通工具之一。当下，模块化设计理念不断成熟，逐渐被使用于城市轨道交通车辆的设计中。一般而言，模块化水平高低直接体现出一个公司的设计能力，设计水平。在我国使用模块化设计时间不长，积累的经验也不多，在欧美等发达国家城市轨道交通车辆使用模块化设计已经很普遍。在发展过程中，我们应该不断创新研究，不断借鉴其他国家的成功经验，在总结经验基础上，不断优化模块化设计，使得设计水平提高，保障我国城市轨道交通运输水平。

2模块化设计的定义及意义

2.1模块化设计的定义

一般而言，模块化设计指的是将一些特定的组件，根据一定的原理和规律将其集合，并且可以成功的安装在一起。模块是一个标准或通用单元，模块结构具有典型性，通用互换性，兼容性，往往可以构成系列。就产品结构而言，模块化设计是特征尺寸模块化，结构典型化，部件通用化，参数系列化，装配组合化。模块化设计可以简化设计工作，提高工作效率，缩短设计周期，提高设计质量，简化制造过程，提高生产效率，降低生产成本。然而，我国模块化设计起步时间比较短，没有太多经验，但是在经济全球化的当下，各国经济联系紧密，这个时候就应该吸收技术，更新自我。

2.2制动设备模块化设计的意义

城市轨道交通车辆的制动设备安装在车下，空间狭小，安装不便，特别是业主的要求不同，不同城轨项目有不同的设备配置。经过了模块化设计，将制动系统中的主要设备部件、各类阀件进行局部集成，以提高设计的通用性，不断提升设计整体性水平，使得设计效益提高。在生产中，降低了安装工人的工作强度，提高了生产效率，降低了生产成本，保证了制造的精确性。模块化设计可以使单独的部件进行独立维修，大大缩短了维修的工作量，使维修工作简单化，减少维修占用时间。这相对于一些分散的安装而言，在不需要考虑配重的条件下，保障版块可以实现任意组成。通过该方式实现设置最优化。

3制动设备模块化设计的总体思路

车下制动设备模块化设计以车型及具体设计结构为依托，依据模块化、标准化的接口资料，设计适用不同接口资料的大部件同族产品。一般主要分成三个模块。第一个模块是风源模块。将安装支架、空气压缩机、空气干燥机、安全阀等集成为一个模块。第二个模块是制动控制模块。将制动控制装置、止回阀、截断塞门、压力开关等各类阀件集成在气路集成板上，成为一个模块。第三个模块是辅助控制模块。将副风缸、空气弹簧风缸、空气弹簧供风控制系统以及停放制动控制系统等组建成辅助控制模块。

4制动设备的模块化设计

4.1风源模块的设计

风源模块是一种融合模块，将空气压缩机、空气干燥机、油水过滤器、压力开关等供给和控制保护装置安装在支架上，形成集成的供风模块，给包括空气制动在内的所有需要压缩空气驱动的系统提供清洁干燥的压缩空气。该模块是通过 四个安装座固定在车体底架上，这样使空间布置更为紧凑且安装维修方便。

4.2制动控制模块的设计

制动控制模块是将制动控制装置、止回阀、截断塞门、测试点、压力开关等各类阀件以铝制气路集成板为基础，集成为一个模块。

制动控制模块的关键在于气路集成板。气路集成板是将原有管路连接改为在气路集成板上板式连接，将之前平置安放的元件变成立体中间安置，该安置方式能够节省空间。进行气路板设计时，要控制好设计要点：在气路板外侧，加装镶嵌了一层橡胶的箱盖，以满足防水的需要，保证气路板的密封。为了保障气路板洁净，需要防止异物进入气路板内。因为一旦有异物进入就会导致气路板内部气路堵塞，导致设备无法发挥出实际作用。因此，可以在气路板后侧安装上过滤器。在选择连接材质时，由于铝板的材质比较软，不能选择螺纹进行连接，这个时候的螺纹连接方式都是选择钢套嵌装方式，将攻好丝的钢套嵌装在气路板的出入口。

4.3辅助控制模块

辅助控制模块指的是将空气弹簧供风控制系统、停放制动控制系统和副风缸、空气弹簧风缸以及管路连接所需的截断塞门、过滤器、止回阀、双向阀、溢流阀、测试点等元件集成在一起安装在构架上，形成一个辅助控制模块，最后吊装在车体底架上。该模块设计要注意以下要点：（1）整个构架支撑强度必须得到保障。（2）辅助控制模块的安装是在构架角钢上开出安装孔，并通过紧固件安装在底架上，这样就可以方便后续的检查和维修。（3）如果辅助控制模块的构架为方钢，为了安装的方便，需在安装孔的侧面开工艺孔，以便于紧固件的安装。（4）为了方便维护检修，所有阀件应安装在车体的外侧，并考虑防石击，在阀件两侧加装防护板的措施。

5制动设备的模块化设计的优点

（1）通过模块化设计，压缩了制动设备间的安装检修空间，模块体积小，节省了车下空间，重量轻，减少了车辆自重。

（2）将日常检修操作的阀件安装在车体外侧易接近处，增强了设计的通用性，方便了日常的检修维护。

（3）制动设备模块为车下提前预装，由之前的仰视安装改为俯视安装，方便工人施工，改善了工作条件，提高了工作效率。

6结语

模块优化设计是当前发展一大趋势，也是很多设计公司正努力前往的发展方向。当前，我国国内有很多城轨项目的制动设备模块化设计都取得了一定成果，在研究发展过程中已经取得了良好成效。但还有一些缺陷存在，与国际先进企业例如日本川崎重工的发达水平还存在一定的差距，因此需要不断进行创新探索。

参考文献

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