CCQG型轻轨车辆加装辅助缓解单元方案设计

周 晓, 郭福海, 刘艳辉

(长春中车轨道车辆有限公司, 长春 130052)

CCQG型轻轨车辆为70%低地板轻轨车，为早期设计低地板车辆，1期车辆设计初期为3模块编组(2动1拖)，2、3期车辆为了满足运营需求则为6模块编组(4动2拖)，且1期车辆为了满足日益增长的运营需求已重联改造为6模块编组。该型车采用液压制动系统，主要由制动控制单元(BCU)、阀控制单元(VSS)、液压单元、液压制动夹钳、制动盘、磁轨制动装置等组成，系统布置见图1。

图1 制动系统组成

1 既有车辆制动系统存在的问题

CCQG型70%低地板轻轨车辆1期、2期、3期(共计81列)的制动系统均是以液压油为介质的液压制动系统，车辆出现故障需要牵车或单模块限速行驶，则须对停放制动进行缓解。此种情况则需要驾驶人员到车辆外部采用手动液压泵对车辆的停放制动进行缓解。由于车辆部分线路在高架桥上，此种缓解方式操作十分困难。

此外，一列车共计4组动车，故障情况下需对4个动车制动液压单元逐一采用手动液压泵进行缓解，如车辆在正线上出现故障，每缓解一个液压单元约需要10 min，对整列车进行缓解约则需要40 min，将会严重延误整条线路车辆的运营时间。

2 既有车辆增加辅助缓解单元方案

针对上述情况，为了确保车辆故障情况下快速缓解，提出加装辅助缓解单元设计方案。

2.1 辅助缓解单元简介

辅助缓解单元是一种集成式辅助缓解单元，具有电动辅助缓解和手动辅助缓解双重功能，操作方便，将辅助缓解装置增加至车辆停放制动缓解回路中，通过控制辅助缓解装置实现车辆缓解的一种设备。辅助缓解单元液压组成及原理图如图2，电气原理如图3所示。

当需要进行电动辅助缓解时，将三位三通手动换向阀Y2的手柄旋转45°到Ⅰ位，此时触发司机室内辅助缓解开关，两位两通电磁阀Y1得电，辅助缓解单元启动，同时压力开关B1发出信号以启动电机M，带动齿轮泵向辅助缓解管路输出液压油，当管路中的压力到达压力开关的上工作点后，电机停止工作。当管路中的压力下降，低于压力开关B1的下设定值，电机M再次启动直到压力再次达到上工作点。当电机停止工作，单向阀RV阻止液压油回流，维持辅助缓解管路的压力。当辅助缓解管路中的压力到达制动夹钳缓解压力时，压力开关B1向列车输出辅助已缓解状态信号，从而实现车辆故障情况下的停放制动缓解。

当电动辅助缓解功能失效时，将三位三通手动换向阀Y2的手柄旋转45°到Ⅲ位，可以通过手动泵进行缓解，将A1口快插接口连接到辅助缓解单元，打压手动泵，当手动泵上压力表压力值达到10 MPa时，此时将三位三通手动换向阀Y2的手柄旋转到中位Ⅱ位，该档位可将辅助缓解油路压力锁住。旋转手动泵上泄压手轮，将手动泵与A1口快插接头拔开。

手动辅助缓解动作结束后，将手动泵与A1口快插接头连接，确保手动泵的手轮处于泄压位，将三位三通手动换向阀Y2的手柄旋转到Ⅲ位，辅助缓解油路中的液压油在油压作用下返回手动泵，将手动泵与A1口快插接头拔开，将三位三通手动换向阀Y2的手柄旋转到Ⅰ位，套上A1口和手动泵油口处快插接头的防护帽，此时手动缓解操作完成。

A1-与手动泵连接快插接头; A2-与制动夹钳管路连接快插接头; B1-压力开关;F1-滤芯;M-电机;P1-测压接头;RV-单向阀;SV-溢流阀;Y1-两位两通电磁阀;Y2-三位三通手动换向阀。图2 辅助缓解单元液压原理及组成

图3 辅助缓解单元电气原理图

2.2 辅助缓解单元加装方案设计

每列车需要安装4套辅助缓解单元，分别控制4个动车模块的停放制动缓解，由于辅助缓解装置加装在客室内，为了充分确保辅助缓解装置运用的可靠性且避免乘客误操作，故在外部设置相应防护箱，见图4。

图4 辅助缓解装置

由于辅助缓解单元加装在既有车辆进行改造，故本着尽量缩小拆卸范围的原则，辅助缓解装置供电电源就近从司机室控制柜取DC 24 V电源。配线布线时采用尼龙软管或编织网管进行有效防护和固定，充分确保线束及线管均不应存在拉伸或悬垂受力、卡磨、晃动等现象，线束或线管拐弯及分叉处应捆扎固定并进行有效防护，确保无伤线隐患。

车下至制动夹钳管路采用软管连接，并增加快插接头，便于起车时拆卸；车上至辅助缓解装置采用软管连接；车上(下)管路与车体连接处采用隔板接头进行连接。在新增加的制动软管外部加装螺旋保护套，避免车辆在运行时出现软管磨损等问题。

2.3 具体改造实施方案

此次改造涉及CCQG型轻轨车辆3种车型，方案实施存在一定难度，且改造具体施工存在一定差异，但各车型总体改造原则保持一致，现以CCQG型轻轨一期车辆为例，介绍具体改造实施方案。

(1)机械部分

拆除高地板处椭圆标注位置的座椅，以及该侧的灯带，以便车辆新增配线进行布线，并在对应的门立罩板处开孔，将新增配线从此处沿灯带方向进行敷设。与此同时，在座椅下方开孔，用于安装管路连接的隔板接头，安装位置见图5。此外，将隔板接头安装至地板开孔处，为充分确保其密封性，须对此处涂打密封胶。由于受既有车辆空间限制，辅助缓解装置安装位置电加热器须取消，取消后的电加热器配线应进行绝缘包扎处理。

与此同时，需要对转向架上原有液压制动管路进行改造，取消原车下手动缓解管路中的压力开关，保留原安装压力开关的三通接头并将高压直通球阀的手柄置于关断位。将辅助缓解装置引出软管通过隔板接头进行转接，将与转向架连接软管与转向架上保留的三通接头连接，通过此种方式实现转向架原有液压制动管路与辅助缓解装置的连接。

图5 辅助缓解装置安装位置

(2)电气部分

按照辅助缓解装置电气控制原理，需要增加电机控制接触器、辅助缓解装置电源断路器、辅助缓解装置控制断路器，结合现车控制柜布局情况，将上述部件增加至综合控制柜内。与此同时，根据各部件控制负载的功率确定其配线线径，辅助缓解装置电源断路器采用电缆线径2.5 mm2;辅助缓解装置控制断路器、电机控制接触器线圈采用电缆线径1.0 mm2;辅助缓解装置缓解信号连接至缓解蜂鸣器电缆线径1.0 mm2。在配线布线时须对新增配线进行有效防护，配线外部采用尼龙软管进行防护，尼龙软管两端出线口须确保光滑，不应有尖角、毛刺，两端采用尼龙软管专用护套进行防护，避免出线口处与配线产生接磨，损伤配线。

此外，辅助缓解装置在车辆停放制动缓解后输出反馈信号，该功能可以替代车辆原有压力开关，故可将车辆原有压力开关及其连接器取消，但保留信号控制终端缓解蜂鸣器，用于车辆停放制动缓解后对驾驶员或操作者的提示。

3 结 论

通过增加辅助缓解单元可以在司机室对制动系统故障的车辆进行远程电动缓解，该缓解过程约在30 s左右，基本不会造成列车延误。此外，如果供电故障或者辅助缓解装置出现故障时，则可以通过辅助缓解装置上的手动液压泵快插接口，用手动液压泵将故障车辆缓解，并且该手动缓解也是在列车内操作，驾驶人员不必到车外，较目前车辆的操作方式也大大减少操作时间。通过此种方式有效的降低了车辆故障的处理时间，且提升了车辆的基本性能，消除了设计初期存在的缺陷。