崔 韜

(中車青島四方機車車輛股份有限公司技術中心 山東 青島 266111)

0 概述

目前，城軌車輛產(chǎn)品多為有人駕駛類型，客室座椅下方空間基本不被設備占用。因與傳統(tǒng)車輛相比，全自動無人駕駛類車輛需要的控制元器件更多，同時，由于取消了傳統(tǒng)司機室區(qū)域，不再配置司機室電氣柜，導致全自動無人駕駛車輛控制元器件安裝空間緊張。本文設計了一種放置在車輛客室座椅下部可抽拉式的繼電器控制箱，控制箱內布置繼電器和端子排等元器件。同時為了提供控制箱的容量和抗振性，在其中設計了L型繼電器盤結構和鎖緊機構。此控制箱的設計解決了全自動無人駕駛車輛元器件安裝空間緊張的問題，提高了座椅下方空間的利用率，為后續(xù)全自動無人駕駛車輛元器件的布置提供了一定的參考作用。

1 繼電器控制箱安裝位置

因全自動無人駕駛車輛不再設置獨立的司機室區(qū)域，傳統(tǒng)車輛司機室內的電器柜因體積較大、妨礙乘客通行也隨之取消，沒有足夠空間在司機室內布置全自動無人駕駛車輛所使用的繼電器。為了不占用客室載人乘坐空間，同時提高客室空間利用率，將繼電器控制箱設置在車輛客室座椅下方閑置空間，有效利用此部分空間，箱內安裝車輛繼電器和端子排等元器件，既解決了全自動無人駕駛車輛電器件布置空間緊張的現(xiàn)狀，也提升了客室座椅的空間利用率。其具體安裝位置如圖1所示。

圖1 繼電器控制箱安裝位置

2 繼電器控制箱結構設計

在既有的全自動無人駕駛車輛上，其客室座椅下方有時會設置繼電器控制盤。此類繼電器盤采用螺栓緊固結構整體安裝在座椅下方，因繼電器盤直接與車體固定，由于座椅的遮擋，在繼電器盤接線和調試過程中，會給檢修人員造成不便。為了滿足便于檢修的要求，必須先拆卸下座椅后才能檢修繼電器控制盤；當然部分海外全自動地鐵項目會采用翻轉座椅的方案來滿足檢修性：繼電器控制盤上方的客室座椅坐墊可以向上翻轉打開，方便檢修人員從上方檢修繼電器盤。但是這種翻轉座椅的結構大幅增加了座椅的生產(chǎn)成本，同時也加大了翻轉座椅本身的檢修難度和成本。在此情況下本文設計一種繼電器控制箱，控制箱配置一個可翻折向下打開的檢修門，檢修門通過方孔鎖進行鎖緊。內部設置導軌式可抽拉繼電器盤。打開檢修門即可抽出繼電器盤進行檢修，無須拆卸或者翻轉座椅，提升了車間施工和檢修的效率?？刂葡渚唧w結構如圖2、圖3所示。

圖2 繼電器控制箱檢修門關閉狀態(tài)

圖3 繼電器控制箱翻開檢修門抽出繼電器盤狀態(tài)

由于繼電器盤處于拉出狀態(tài)下時可以使得器件外露，所以在后期檢修和調試時，可以通過將繼電器盤拉出使得控制元器件外露，從而更方便操作和檢修，大幅提高操作人員及檢修人員的工作效率；并且，在調試和檢修過程中，還可以有效避免因操作空間狹小而導致器件受損和操作不便的情況發(fā)生，大幅提高操作和檢修的安全性。

2.1 L形結構繼電器盤

受車體內部空間的限制，座椅下方空間可安裝電氣設備柜的容量較小，空間利用率不高，可安裝的控制元器件數(shù)量較少，很難滿足車輛配備所需的控制元器件數(shù)量和規(guī)模的要求。

在這種情況下繼電器盤采用L形安裝板結構[1]，使得控制箱內可以在立面板和平面板上安裝繼電器和端子排：平面安裝端子排和大型繼電器(如施密特繼電器)外，前立面板空間可以安裝小型繼電器(如利奇繼電器)。并且通過線架調整，優(yōu)化了布線空間，通過這種安裝方式可充分利用控制箱內空間，布置更多的元器件，極大地提高空間利用率。L形安裝面板示意如圖4所示。

圖4 繼電器控制箱內L形繼電器盤結構

2.2 繼電器盤抽拉鎖緊結構

為實現(xiàn)繼電器盤的抽拉功能，在繼電器盤兩側分別設置一副導軌，導軌一端固定在繼電器控制箱框架本體上，另外一端固定在繼電器盤框架上，用于實現(xiàn)繼電器盤的抽拉動作。由于繼電器盤橫向跨度大，為了適應車體內座椅下方的空間結構，繼電器盤橫向長度較長，則繼電器盤在長期使用過程中，由于安裝較多的器件而承重過度，容易導致繼電器盤的中部彎曲，從而影響其抽拉滑動順暢度。為了解決這個問題，在繼電器盤框架結構內排列有若干個承托結構，承托結構采用尼龍滑軌，同時為繼電器盤抽拉過程中提供足夠的承托性[2]和順滑性。

考慮到列車運行中產(chǎn)生的振動可能對電器件有不良影響，在繼電器盤前端設置螺栓鎖緊裝置，鎖緊機構分別連接在繼電器盤與框架結構上，通過鎖緊螺栓將兩者固聯(lián)。在繼電器盤處于收回狀態(tài)下，鎖緊機構能將繼電器盤鎖緊于框架結構上，從而軌道車輛在運行過程中，利用鎖緊機構提高繼電器盤的防振和固定能力，避免繼電器盤因振動而滑出受損。

為了進一步提高繼電器盤的防振和固定能力，在該繼電器控制箱背部設置楔緊機構[3]。楔緊機構為2個方型楔緊塊，分別連接在繼電器盤與框架結構上，楔緊機構用于在繼電器盤處于收回狀態(tài)下，兩個楔緊塊通過面接觸和相互之間的擠壓作用，使繼電器盤后端與框架結構后端之間楔緊固定。配合繼電器盤前端的鎖緊機構，兩者可以共同起到防止繼電器盤晃動和受損的作用，將繼電器盤固定在控制箱內。

該裝置可以防止繼電器盤由于導軌的滑動間隙，隨車體振動而產(chǎn)生二次振動[4]，滿足列車運行環(huán)境的要求。

抽拉式繼電器盤在檢修時抽出，由導軌承重；抽屜式繼電器盤在正常車輛運行過程中處于鎖閉狀態(tài)，由楔緊機構和鎖緊裝置共同作用將繼電器盤固定于繼電器箱內，具體結構如圖5所示。

圖5 繼電器盤結構

3 結論

該繼電器控制箱的設計提高了其內部繼電器的安裝數(shù)量；同時充分利用了車輛客室座椅下方不便于施工和檢修的空余空間，在不額外占用車輛載客空間的前提下，提高了繼電器箱在檢修和調試過程中的操作便捷性，降低了檢修成本。此外鎖緊機構的設計提高了繼電器可靠性。最終該繼電器控制箱滿足了全自動無人駕駛車輛對控制用繼電器數(shù)量多的需求，并在地鐵車輛上進行了裝車驗證，產(chǎn)品得到用戶和各方的一致認可。同時該繼電器控制箱的適用范圍較廣，無論是全自動無人駕駛A型地鐵車輛還是全自動無人駕駛B型地鐵車輛，都可以采用此種繼電器控制箱，為后續(xù)此類車型的元器件布置提供了參考和借鑒。