伊朗设拉子地铁1号线车辆制动系统及模块化设计

李明

摘 要：该文以伊朗设拉子地铁1号线车辆为例，介绍了制动系统的组成、制动系统及制动管路在设计时采用了整体模块化设计方法，具有节省设计空间、方便安装、节约成本等优点。

关键词：伊朗地铁 制动系统 模块化设计

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0056-01

模块化设计理念是现代轨道交通一个发展趋势，模块化程度的高低是一个公司设计能力的体现，该文以伊朗设拉子地铁1号线车辆为例，对制动系统模块化设计进行探讨。

1 制动系统的组成

伊朗设拉子地铁1号线车辆制动系统主要由风源系统、制动控制装置、基础制动装置、防滑系统、空气悬挂装置等组成。

1.1 风源系统

风源系统主要由螺杆式空气压缩机、冷却系统、前置过滤器组成、干燥器组成、启动装置以及压力开关箱等组成，为制动系统等用风设备提供压缩空气。每列车有2套风源系统，分别吊装在两辆Tc车的底架上。

1.2 制动控制装置

制动控制装置包括制动控制系统、电子制动控制单元EBCU、辅助控制系统、总风缸、制动储风缸、压力表等。负责完成常用制动、紧急制动、停放制动、防滑控制、向空簧系统供风、向制动储风缸供风、强迫缓解等功能。

1.3 基础制动装置

基础制动装置采用踏面制动，每套踏面制动装置由踏面单元制动器和CT-1型闸瓦组成。

每台转向架装有4套踏面制动装置，其中2套带停放制动装置。

基础制动装置受制动控制系统控制，产生符合制动指令要求的制动力

1.4 防滑系统

防滑系统由电子制动控制单元EBCU的防滑控制板、感应齿盘、速度传感器及防滑排风阀等组成，能有效地防止车轮滑行擦伤，并充分利用轮轨粘着。

对应每台转向架的每根轴，装有一个感应齿盘、一只速度传感器和一个防滑排风阀。

防滑控制参数的计算、滑行判断、防滑作用的控制由EBCU完成。

1.5 空气悬挂装置

空气悬挂装置除了集成在辅助控制单元中的减压阀和溢流阀外，还包括安装在转向架上的高度控制阀和差压阀，每台转向架上装有两只高度控制阀和一个差压阀。

2 制动系统模块化设计方法

2.1 制动系统设备的模块化设计

2.1.1 风源系统模块化设计

将空气压缩机、干燥装置、冷却装置、电动机和安全阀等部件集成安装在—个框架内，成为一个风源模块，在车下组装后，做保压试验；试验合格后直接吊装于车上，向制动系统和其它用风系统供风。该模块可以根据不同车型的使用条件更换部分部件来满足业主的要求，而对外的安装接口保持不变。

2.1.2 制动控制系统模块化设计

制动控制系统模块主要由充排气电磁阀、压力传感器、紧急阀、中继阀、空重车阀、测试接头等组成，将所有部件采用集成化、模块化设计，安装在一块气路集成板上，组装完成后，按检验要求进行动作性能和密封性检验。最后整体吊装在车体底架上，可以很方便地进行拆卸更换。

与以往的制动控制系统比较，它体积小、重量轻、便于维护维修，并具有良好的互换性。

2.1.3 辅助控制系统模块化设计

辅助控制系统模块主要由压力开关、压力传感器、测试接口、截断塞门、空气过滤器、单向阀、减压阀、停放制动控制阀、双向阀、带电触点塞门、溢流阀以及强迫缓解阀组成。其内部电缆采用低烟无卤阻燃屏蔽线，并使用连接器与外部线缆连接。

辅助控制系统模块整体吊装在车体底架上，可以很方便地进行拆卸更换，便于维护维修。

2.1.4 风缸模块化设计

每辆车的制动系统包括一个总风缸和一个制动风缸，分别为本节车提供总风和制动所需要的风，将总风缸和制动风缸集成安装在一个吊架上，并将与总风缸及制动风缸相连接的管路配好，组成一个风缸模块。

风缸模块整体吊装在车体底架上，可以很方便地进行拆卸更换，便于维护维修。

2.2 制动系统管路的模块化设计

2.2.1 管路模块化设计思路

通常情况下，不同车型的设备布置是不同的，制动系统的管路也是不同的。伊朗设拉子地铁1号线有3种车型，分别是Tc、Mp、M。但是制动系统的设备模块化设计后，给管路模块化设计创造了前提，在Tc、Mp、M这3种车型上，所有的设备布置基本是相似的。

经模块化设计考虑后，可将制动系统管路划分成4个模块（总风管路、制动管路、空气簧管路、停放制动管路）进行设计。Tc车与其他车型相比较，不同的是Tc车装有风源装置、风压表、轮缘润滑装置，可将这些划归到总风管路和制动管路中。

将制动系统管路按功能分成4个模块后，不同车型中相同的管路模块可以相互借用。

2.2.2 管路模块化设计工具

使用三维建模设计工具（Proe、Creo等）进行管路的模块化设计，可以大大提高设计精度，降低设计成本。图1为三维效果图。

2.2.3 管路模块化设计的优点

管路的模块化设计使设计的工作量大大减少，避免了重复设计造成的人力资源浪费。

Tc、Mp、M这3中车型上，出图管件有45种，其中可以借用的有26种，管件通用率在50%以上。与以往的车型相比，不仅出图件的数量减少，而且管件的总数也大大减少。模块化设计出图，煨管制作、配管安装、维护保养等各个环节都减少了工作量，大大提高了工作效率。

管路的模块化设计确保了Tc、Mp、M这三种车型的规整性和通用性，更具有意义的是这三种车型的制动控制系统模块和辅助控制系统模块可以互换，而且管路大部分也是相同的，因此这三种车型的制动相应时间基本也是一致的。这样不仅减少了设计的工作量，同时，也减少了以后车辆调试的工作量。

3 结语

通过对地铁车辆制动系统的模块化设计后，不仅能够满足业主的使用要求，而且体积小，节省车下空间，方便操作维修，互换性好，通用性强，减少设计开发成本，减少车辆自重，节能减排。

模块化设计是当今国际地铁车辆技术发展的潮流，模块化设计也是技术成熟与可靠性的表现，地铁车辆模块化设计是一个不断完善提高的过程，在此过程中，应借鉴国内外先进技术经验，不断完善国内的地铁模块化设计。

参考文献

[1] 赵东梅.北京地铁4号线制动系统模块化设计[J].铁道车辆，2011（3）.

[2] 吴亮.地铁车辆空气制动系统的模块化设计[J].城市轨道交通研究，2001（3）.