制动系统管路和模块互换性分析

制动系统管路和模块互换性分析

张义文1，王芳1

1.中车唐山机车车辆有限公司，河北，唐山市　064000

摘要：本文对制动系统管路和模块互换性特点及应用进行了分析，对管路和模块基本设计原则进行阐述。结合管路和模块对系统主要部件的功能、模块化设计等进行了详细的说明。对以后制动系统管路和模块正向设计和选型提供了基础。

关键字：管路;模块;互换性;正向设计

1背景

某国外车辆制动系统从系统布置上说，主要是由制动模块和制动管路组成：

制动模块主要包含司机室车F端风缸模块，司机室车F端制动设备柜，司机室车B端风缸模块，拖车B端制动控制模块。

管路采用英制尺寸管路，管路连接有四种形式：英制卡套式连接，螺纹接头连接，法兰接头连接，焊接接头连接。

图1-1 英制卡套连接                   图1-2 螺纹连接

图1-3 法兰接头连接                 图1-4 焊接接头连接

2制动管路互换性分析

2.1制动管路

因为制动管路的特殊性，主管路贯穿整列车且吊装于车体上，考虑制造公差问题，制动管路设计通用的原则是预留一定长度（一般长度不大于500mm）的直管作为调整短节，不做强制固定，根据现车情况调整。对于弯管，则相同车型车辆保持一致。

本项目管路接头选用卡套式接头以及基于部件接口的NPT螺纹和法兰连接形式。对于卡套式接头和NPT螺纹连接，属于硬密封连接，属于不需要更换部件，互换性需求不大；但是对于法兰连接部位，其需要密封圈密封，属于橡胶件密封需要设计到更换橡胶件，必须考虑互换性问题。

2.2制动零部件

对于同一零部件，外形尺寸一致，接口保持一致。

进口部件按照双方签认的图纸规定的公差执行，安装接口公差按照进口部件主要控制安装接口，接口尺寸公差按照ASME Y14.5控制具体如下：

0-12in  ±0.020in

12-78in  ±0.039in

≥78in  ±0.079in

Angles:  ±0.5°  

对于零部件的安装，安装位置设置长圆孔进行调整，但是该项目中业主坚持将长圆孔尺寸限制在20mm以内，造成其调整量±10mm以内。

3制动模块互换性分析

对于制动模块内部接口与管路连接互换性，基本在3mm以内都是可以通过管路自身的弯曲性调整；对于3-5mm的公差，管路可以连接但会吃一些力，严格来讲管路基本需要重新弯制；大于5mm的公差，就基本需要重新弯制，不具备互换性。

3.1制动模块（风缸）对内接口分析

为了进一步说明四种制动模块风缸安装接口与制动模块之间具备并满足互换性要求，通过制动模块内部对应风缸接口设计所留余量±10mm以内

同时，风缸接口均采用法兰连接，涉及到法兰密封，即考虑更换橡胶垫需求，目前我方采用密封橡胶垫材质为丁腈橡胶或硅橡胶，密胶料的物理机械性能应符合Q/CR 460 – 2014标准的要求，参见表1。

表1  胶料的物理机械性能

4结论

综上分析，制动系统在设计过程中充分考虑了系统的部件互换性，并基于制动系统设计经验留有一定的公差空间，保证存在一定的调整量，满足部件制造公差造成的适应性调整。

对于管路互换性，通过调整作用的直管或弯管可以保证互换性；对于模块互换性，在确保部件尺寸满足图纸要求的前提下，模块设计的调整量是可以符合互换性要求的。