周 曉, 郭福海, 劉艷輝

(長春中車軌道車輛有限公司, 長春 130052)

CCQG型輕軌車輛為70%低地板輕軌車，為早期設(shè)計(jì)低地板車輛，1期車輛設(shè)計(jì)初期為3模塊編組(2動1拖)，2、3期車輛為了滿足運(yùn)營需求則為6模塊編組(4動2拖)，且1期車輛為了滿足日益增長的運(yùn)營需求已重聯(lián)改造為6模塊編組。該型車采用液壓制動系統(tǒng)，主要由制動控制單元(BCU)、閥控制單元(VSS)、液壓單元、液壓制動夾鉗、制動盤、磁軌制動裝置等組成，系統(tǒng)布置見圖1。

圖1 制動系統(tǒng)組成

1 既有車輛制動系統(tǒng)存在的問題

CCQG型70%低地板輕軌車輛1期、2期、3期(共計(jì)81列)的制動系統(tǒng)均是以液壓油為介質(zhì)的液壓制動系統(tǒng)，車輛出現(xiàn)故障需要牽車或單模塊限速行駛，則須對停放制動進(jìn)行緩解。此種情況則需要駕駛?cè)藛T到車輛外部采用手動液壓泵對車輛的停放制動進(jìn)行緩解。由于車輛部分線路在高架橋上，此種緩解方式操作十分困難。

此外，一列車共計(jì)4組動車，故障情況下需對4個(gè)動車制動液壓單元逐一采用手動液壓泵進(jìn)行緩解，如車輛在正線上出現(xiàn)故障，每緩解一個(gè)液壓單元約需要10 min，對整列車進(jìn)行緩解約則需要40 min，將會嚴(yán)重延誤整條線路車輛的運(yùn)營時(shí)間。

2 既有車輛增加輔助緩解單元方案

針對上述情況，為了確保車輛故障情況下快速緩解，提出加裝輔助緩解單元設(shè)計(jì)方案。

2.1 輔助緩解單元簡介

輔助緩解單元是一種集成式輔助緩解單元，具有電動輔助緩解和手動輔助緩解雙重功能，操作方便，將輔助緩解裝置增加至車輛停放制動緩解回路中，通過控制輔助緩解裝置實(shí)現(xiàn)車輛緩解的一種設(shè)備。輔助緩解單元液壓組成及原理圖如圖2，電氣原理如圖3所示。

當(dāng)需要進(jìn)行電動輔助緩解時(shí)，將三位三通手動換向閥Y2的手柄旋轉(zhuǎn)45°到Ⅰ位，此時(shí)觸發(fā)司機(jī)室內(nèi)輔助緩解開關(guān)，兩位兩通電磁閥Y1得電，輔助緩解單元啟動，同時(shí)壓力開關(guān)B1發(fā)出信號以啟動電機(jī)M，帶動齒輪泵向輔助緩解管路輸出液壓油，當(dāng)管路中的壓力到達(dá)壓力開關(guān)的上工作點(diǎn)后，電機(jī)停止工作。當(dāng)管路中的壓力下降，低于壓力開關(guān)B1的下設(shè)定值，電機(jī)M再次啟動直到壓力再次達(dá)到上工作點(diǎn)。當(dāng)電機(jī)停止工作，單向閥RV阻止液壓油回流，維持輔助緩解管路的壓力。當(dāng)輔助緩解管路中的壓力到達(dá)制動夾鉗緩解壓力時(shí)，壓力開關(guān)B1向列車輸出輔助已緩解狀態(tài)信號，從而實(shí)現(xiàn)車輛故障情況下的停放制動緩解。

當(dāng)電動輔助緩解功能失效時(shí)，將三位三通手動換向閥Y2的手柄旋轉(zhuǎn)45°到Ⅲ位，可以通過手動泵進(jìn)行緩解，將A1口快插接口連接到輔助緩解單元，打壓手動泵，當(dāng)手動泵上壓力表壓力值達(dá)到10 MPa時(shí)，此時(shí)將三位三通手動換向閥Y2的手柄旋轉(zhuǎn)到中位Ⅱ位，該檔位可將輔助緩解油路壓力鎖住。旋轉(zhuǎn)手動泵上泄壓手輪，將手動泵與A1口快插接頭拔開。

手動輔助緩解動作結(jié)束后，將手動泵與A1口快插接頭連接，確保手動泵的手輪處于泄壓位，將三位三通手動換向閥Y2的手柄旋轉(zhuǎn)到Ⅲ位，輔助緩解油路中的液壓油在油壓作用下返回手動泵，將手動泵與A1口快插接頭拔開，將三位三通手動換向閥Y2的手柄旋轉(zhuǎn)到Ⅰ位，套上A1口和手動泵油口處快插接頭的防護(hù)帽，此時(shí)手動緩解操作完成。

A1-與手動泵連接快插接頭; A2-與制動夾鉗管路連接快插接頭; B1-壓力開關(guān);F1-濾芯;M-電機(jī);P1-測壓接頭;RV-單向閥;SV-溢流閥;Y1-兩位兩通電磁閥;Y2-三位三通手動換向閥。圖2 輔助緩解單元液壓原理及組成

圖3 輔助緩解單元電氣原理圖

2.2 輔助緩解單元加裝方案設(shè)計(jì)

每列車需要安裝4套輔助緩解單元，分別控制4個(gè)動車模塊的停放制動緩解，由于輔助緩解裝置加裝在客室內(nèi)，為了充分確保輔助緩解裝置運(yùn)用的可靠性且避免乘客誤操作，故在外部設(shè)置相應(yīng)防護(hù)箱，見圖4。

圖4 輔助緩解裝置

由于輔助緩解單元加裝在既有車輛進(jìn)行改造，故本著盡量縮小拆卸范圍的原則，輔助緩解裝置供電電源就近從司機(jī)室控制柜取DC 24 V電源。配線布線時(shí)采用尼龍軟管或編織網(wǎng)管進(jìn)行有效防護(hù)和固定，充分確保線束及線管均不應(yīng)存在拉伸或懸垂受力、卡磨、晃動等現(xiàn)象，線束或線管拐彎及分叉處應(yīng)捆扎固定并進(jìn)行有效防護(hù)，確保無傷線隱患。

車下至制動夾鉗管路采用軟管連接，并增加快插接頭，便于起車時(shí)拆卸；車上至輔助緩解裝置采用軟管連接；車上(下)管路與車體連接處采用隔板接頭進(jìn)行連接。在新增加的制動軟管外部加裝螺旋保護(hù)套，避免車輛在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)軟管磨損等問題。

2.3 具體改造實(shí)施方案

此次改造涉及CCQG型輕軌車輛3種車型，方案實(shí)施存在一定難度，且改造具體施工存在一定差異，但各車型總體改造原則保持一致，現(xiàn)以CCQG型輕軌一期車輛為例，介紹具體改造實(shí)施方案。

(1)機(jī)械部分

拆除高地板處橢圓標(biāo)注位置的座椅，以及該側(cè)的燈帶，以便車輛新增配線進(jìn)行布線，并在對應(yīng)的門立罩板處開孔，將新增配線從此處沿?zé)魩Х较蜻M(jìn)行敷設(shè)。與此同時(shí)，在座椅下方開孔，用于安裝管路連接的隔板接頭，安裝位置見圖5。此外，將隔板接頭安裝至地板開孔處，為充分確保其密封性，須對此處涂打密封膠。由于受既有車輛空間限制，輔助緩解裝置安裝位置電加熱器須取消，取消后的電加熱器配線應(yīng)進(jìn)行絕緣包扎處理。

與此同時(shí)，需要對轉(zhuǎn)向架上原有液壓制動管路進(jìn)行改造，取消原車下手動緩解管路中的壓力開關(guān)，保留原安裝壓力開關(guān)的三通接頭并將高壓直通球閥的手柄置于關(guān)斷位。將輔助緩解裝置引出軟管通過隔板接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)接，將與轉(zhuǎn)向架連接軟管與轉(zhuǎn)向架上保留的三通接頭連接，通過此種方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架原有液壓制動管路與輔助緩解裝置的連接。

圖5 輔助緩解裝置安裝位置

(2)電氣部分

按照輔助緩解裝置電氣控制原理，需要增加電機(jī)控制接觸器、輔助緩解裝置電源斷路器、輔助緩解裝置控制斷路器，結(jié)合現(xiàn)車控制柜布局情況，將上述部件增加至綜合控制柜內(nèi)。與此同時(shí)，根據(jù)各部件控制負(fù)載的功率確定其配線線徑，輔助緩解裝置電源斷路器采用電纜線徑2.5 mm2;輔助緩解裝置控制斷路器、電機(jī)控制接觸器線圈采用電纜線徑1.0 mm2;輔助緩解裝置緩解信號連接至緩解蜂鳴器電纜線徑1.0 mm2。在配線布線時(shí)須對新增配線進(jìn)行有效防護(hù)，配線外部采用尼龍軟管進(jìn)行防護(hù)，尼龍軟管兩端出線口須確保光滑，不應(yīng)有尖角、毛刺，兩端采用尼龍軟管專用護(hù)套進(jìn)行防護(hù)，避免出線口處與配線產(chǎn)生接磨，損傷配線。

此外，輔助緩解裝置在車輛停放制動緩解后輸出反饋信號，該功能可以替代車輛原有壓力開關(guān)，故可將車輛原有壓力開關(guān)及其連接器取消，但保留信號控制終端緩解蜂鳴器，用于車輛停放制動緩解后對駕駛員或操作者的提示。

3 結(jié) 論

通過增加輔助緩解單元可以在司機(jī)室對制動系統(tǒng)故障的車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程電動緩解，該緩解過程約在30 s左右，基本不會造成列車延誤。此外，如果供電故障或者輔助緩解裝置出現(xiàn)故障時(shí)，則可以通過輔助緩解裝置上的手動液壓泵快插接口，用手動液壓泵將故障車輛緩解，并且該手動緩解也是在列車內(nèi)操作，駕駛?cè)藛T不必到車外，較目前車輛的操作方式也大大減少操作時(shí)間。通過此種方式有效的降低了車輛故障的處理時(shí)間，且提升了車輛的基本性能，消除了設(shè)計(jì)初期存在的缺陷。