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        自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車制動(dòng)系統(tǒng)輔助緩解裝置優(yōu)化

        2020-06-29 07:21:29張亮曾春軍黃元忠
        機(jī)電信息 2020年12期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化

        張亮 曾春軍 黃元忠

        摘要:針對(duì)自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車制動(dòng)系統(tǒng)輔助緩解裝置在列車輔助緩解工況時(shí)出現(xiàn)無法保壓和漏油的問題,在對(duì)問題原因進(jìn)行剖析的基礎(chǔ)上,提出了一種新的輔助緩解裝置優(yōu)化方案,有效解決了無法保壓和漏油問題,消除了安全隱患,提升了運(yùn)用效率。

        關(guān)鍵詞:五模塊;低地板有軌電車;制動(dòng)系統(tǒng);輔助緩解裝置;優(yōu)化

        0? ? 引言

        中車株洲電力機(jī)車有限公司自主研制的五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車,實(shí)現(xiàn)了100%低地板、節(jié)能環(huán)保的儲(chǔ)能式供電,采用了高效的制動(dòng)系統(tǒng),制動(dòng)系統(tǒng)的液壓制動(dòng)在動(dòng)車和拖車上分別采用了被動(dòng)式和主動(dòng)式液壓夾鉗。被動(dòng)式液壓夾鉗(卸油制動(dòng)、充油緩解)在緩解控制失效下使列車帶閘運(yùn)行,將帶來極大的安全運(yùn)行隱患。為確保列車能安全運(yùn)行,系統(tǒng)在客室座椅下設(shè)有可與手動(dòng)泵相連的輔助緩解裝置,該裝置的保壓性和密封性對(duì)手動(dòng)泵充油性能和乘車環(huán)境有著直接影響。

        1? ? 問題描述

        原有的輔助緩解裝置在使用中存在無法保壓和漏油問題,無法為被動(dòng)式液壓夾鉗輔助緩解油缸提供足夠的液壓力實(shí)現(xiàn)輔助緩解,導(dǎo)致拖車作業(yè)無法開展,給列車運(yùn)行帶來了極大的安全隱患。同時(shí),漏油會(huì)導(dǎo)致客室地板受到污染,嚴(yán)重影響乘客的乘車環(huán)境。被動(dòng)式液壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        2? ? 問題分析

        自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車制動(dòng)系統(tǒng)原有輔助緩解裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示,由壓力開關(guān)、回油截止閥、進(jìn)油快速接頭、排油截止閥、油壺、進(jìn)油節(jié)流閥、排油快速接頭和液壓塊等結(jié)構(gòu)組成。

        在進(jìn)行輔助緩解操作時(shí),需要先打開進(jìn)油節(jié)流閥,關(guān)閉回油截止閥,將手動(dòng)泵與進(jìn)油快速接頭連接,通過操作手動(dòng)泵進(jìn)行打壓,當(dāng)壓力達(dá)到9 MPa以上時(shí),即可順時(shí)針擰緊進(jìn)油節(jié)流閥至關(guān)閉位,進(jìn)行保壓,原理如圖3所示。

        對(duì)故障輔助緩解裝置進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),在保壓時(shí),油壺里的油液液位有緩慢上漲現(xiàn)象,說明被動(dòng)式液壓夾鉗輔助緩解油缸中的油液通過回油截止閥泄漏到了油壺,導(dǎo)致無法保壓。當(dāng)壓力下降至低于9 MPa后,需用手動(dòng)泵進(jìn)行補(bǔ)油,補(bǔ)油操作時(shí),需要先打開回油截止閥,將油液卸回油壺,再將手動(dòng)泵重新連接輔助緩解單元,重新進(jìn)行打壓操作。因空間限制,油壺容量小,在補(bǔ)油操作時(shí)容易導(dǎo)致油壺中的油液溢出,發(fā)生漏油和污染客室現(xiàn)象。

        綜合上述分析可以判定,無法保壓和發(fā)生漏油現(xiàn)象的本質(zhì)原因是回油截止閥截?cái)嘈阅懿涣技斑M(jìn)油快速接頭無法帶壓插拔,這暴露出輔助緩解裝置在設(shè)計(jì)時(shí)存在缺陷。

        3? ? 優(yōu)化方案

        要解決原輔助緩解裝置無法保壓和發(fā)生漏油現(xiàn)象的問題,根據(jù)以上分析,需要改變輔助緩解油路的控制方式,在保壓時(shí)實(shí)現(xiàn)回油油路的可靠截?cái)啵瑫r(shí)在需要補(bǔ)充油液時(shí)實(shí)現(xiàn)帶壓插拔,避免因重復(fù)打壓造成油壺的油滿溢出現(xiàn)象。

        在接口不變的前提下,對(duì)輔助緩解裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)帶壓插拔,并解決無法保壓和漏油問題。優(yōu)化后的輔助緩解裝置由壓力開關(guān)、快換式三通接頭、進(jìn)油快速接頭、排油快速接頭、油壺、液壓塊等結(jié)構(gòu)組成,結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        為實(shí)現(xiàn)帶壓插拔,設(shè)計(jì)了一種新的快換式三通接頭,快換式三通接頭由公頭和母頭組成,公頭與母頭分離時(shí)閥口1和2通,實(shí)現(xiàn)夾鉗輔助緩解油缸油液回油壺;公頭和母頭連接時(shí)閥口1和3通,實(shí)現(xiàn)手動(dòng)泵和被動(dòng)式液壓夾鉗輔助緩解油缸的連通,原理如圖5所示??鞊Q式三通接頭功能上替代了原輔助緩解裝置的進(jìn)油節(jié)流閥和回油截止閥兩個(gè)閥的功能,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)帶壓插拔,便于在被動(dòng)式液壓夾鉗輔助緩解油缸壓力下降后直接進(jìn)行補(bǔ)油操作,而不用先將被動(dòng)式液壓夾鉗油液卸回油壺后再重新打壓,避免了油壺中的油液溢出造成客室污染。

        4? ? 方案驗(yàn)證與對(duì)比

        4.1? ? 方案驗(yàn)證

        將優(yōu)化后的輔助緩解裝置裝配好后在地面與被動(dòng)式液壓夾鉗輔助緩解油缸連接,用手動(dòng)泵連接輔助緩解裝置打壓后進(jìn)行保壓等驗(yàn)證試驗(yàn),在地面完成驗(yàn)證后再在自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車單節(jié)動(dòng)車上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,如圖6所示。試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明:優(yōu)化后的輔助緩解裝置保壓試驗(yàn)無泄漏發(fā)生,通過手動(dòng)泵打壓緩解一次后可保壓5天以上,能實(shí)現(xiàn)帶壓插拔,便于在壓力下降后對(duì)夾鉗輔助緩解油缸進(jìn)行補(bǔ)油操作。

        4.2? ? 方案對(duì)比

        優(yōu)化后的輔助緩解操作步驟由原來的6步減少為3步,大大提升了操作效率。優(yōu)化后具體操作步驟如下:

        (1)將手動(dòng)泵注油接頭和快換式三通接頭母頭上的進(jìn)油快速接頭連接,再將母頭和輔助緩解裝置上的公頭連接。

        (2)將手動(dòng)泵卸壓閥旋至關(guān)閉位,將手動(dòng)泵節(jié)流閥旋開,操作手動(dòng)泵搖桿進(jìn)行打壓。

        (3)當(dāng)壓力達(dá)到9~10 MPa時(shí),即可將手動(dòng)泵節(jié)流閥關(guān)閉,斷開手動(dòng)泵注油接頭與充油快速接頭的連接。

        當(dāng)壓力低于9 MPa時(shí),不需要先卸壓到油壺,可將手動(dòng)泵和輔助緩解裝置重新連接直接進(jìn)行補(bǔ)油。相比原輔助緩解裝置,除解決了上述無法保壓和漏油問題外,優(yōu)化后的輔助緩解裝置還減少了兩個(gè)需要操作的手動(dòng)閥,減重20%,大大提升了裝置的可用性和可靠性。

        5? ? 結(jié)語

        綜上所述,自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車制動(dòng)系統(tǒng)原有輔助緩解裝置無法保壓和漏油問題是設(shè)計(jì)缺陷所致,通過對(duì)原輔助緩解裝置進(jìn)行原理和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),在未改變接口的前提下解決了目前存在的問題,避免了漏油現(xiàn)象的發(fā)生,消除了安全隱患,提升了運(yùn)用效率,對(duì)后續(xù)項(xiàng)目輔助緩解裝置設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 陳勇,尚江傲,李達(dá).自主化五模塊儲(chǔ)能式低地板有軌電車設(shè)計(jì)[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2018,41(3):5-9.

        [2] 曾憲華.低地板現(xiàn)代有軌電車制動(dòng)系統(tǒng)輔助緩解裝置的對(duì)比分析[J].城市軌道交通研究,2017,20(4):136-140.

        [3] 李達(dá),高小波.自主化低地板液壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].技術(shù)與市場(chǎng),2016,23(1):14-15.

        收稿日期:2020-03-09

        作者簡介:張亮(1991—),男,湖南益陽人,助理工程師,從事軌道交通制動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)工作。

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