地鐵車輛電氣布線模塊化組裝工藝研究

翟迪

（長春長客-龐巴迪軌道車輛有限公司，吉林 長春 130062）

現(xiàn)代地鐵車輛功能越來越豐富，伴之而來的是越來越復(fù)雜的車輛電氣系統(tǒng)，并帶來電磁兼容、人身和設(shè)備安全、生產(chǎn)的難度和效率等諸多方面的問題。傳統(tǒng)、簡單的電氣布線方式已經(jīng)不能滿足日益復(fù)雜的車輛電氣系統(tǒng)需要，這就需用更加系統(tǒng)、規(guī)范的方法和手段來適應(yīng)車輛電氣布線的新要求。

一、電氣布線的模塊化思想

模塊化思想是將復(fù)雜龐大的系統(tǒng)分解成多個規(guī)模較小的、相互間耦合性很小的模塊來實現(xiàn)。模塊化思想貫穿了產(chǎn)品的整個生命周期，從設(shè)計到工藝到制造，甚至延伸到市場開拓和售后服務(wù)階段。其每一個環(huán)節(jié)都可以通過模塊化思想來避免重復(fù)勞動，同時便于每個功能的標(biāo)準(zhǔn)化，最終達到降低成本、提高效率、便于維護和升級的目的。對于電氣布線，模塊化思想主要體現(xiàn)在功能區(qū)域劃分和線束化兩大工作內(nèi)容。功能區(qū)域的獨立性越強，區(qū)域間的裝配、測試、維護等工作的相互影響程度就越小。線束化避免了布線前期工作與車體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時也避免了不同功能區(qū)域之間布線的相互影響。電氣布線功能區(qū)域劃分要結(jié)合電氣機械設(shè)計開展，通常除了獨立的大型電器設(shè)備（如變流器、空調(diào)控制柜等），還劃分出高壓箱、中低壓箱、車端電器柜等功能區(qū)域。各區(qū)域內(nèi)部的布線相對獨立，功能區(qū)域之間通過整車布線線槽中分等級的線束進行連接。這一工藝在電氣原理設(shè)計階段就要充分考慮。對于電氣原理圖中的電器元件，不僅要定義其所屬的系統(tǒng)（如牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、門控系統(tǒng)等），還要定義其所處的空間區(qū)域（如司機室隔墻電器柜、二位端電器柜、車下高壓箱等）。

二、地鐵車輛電氣模塊化組裝工藝的應(yīng)用

（一）地鐵車輛電氣模塊化系統(tǒng)組裝過程

地鐵車輛電氣模塊化組裝通常都是由以下幾方面工序完成的：首先，準(zhǔn)備各部分的電氣模塊；其次，將各部分電氣模塊進行車上組裝；然后，要對組裝好的電氣線路進行檢測；最后，將末端的并線連接。其中準(zhǔn)備相應(yīng)的電氣模塊并不需要在車上進行，而是依靠車下場地即可完成，這樣不僅為后期其他工序的進行提供了大量的時間保障，而且還能使總裝場地保持整潔、有序，方便了后續(xù)其他工序的完成。

（二）電氣布線模塊化工藝設(shè)計流程和設(shè)計原則

1.電氣布線模塊化工藝設(shè)計流程。第一，要對地鐵車輛實際情況進行深入了解，并以此作為依據(jù)，將地鐵車輛中的電氣布線系統(tǒng)進行拆分，使其由一個系統(tǒng)整體劃分成多個電氣模塊；第二，要對劃分出來的電氣模塊結(jié)構(gòu)特征進行明確，了解布線的線槽結(jié)構(gòu)和布局，并將其作為線束形式設(shè)計的主要參考；第三，以繪制出的圖紙為參考，以明確各設(shè)備電氣出口為基礎(chǔ)，來確定線束出線口的位置所在。在對設(shè)計出的首列車進行試制時，要根據(jù)地鐵車輛的實際運行，來對各出線線束的走線方式、線束長度等進行最終確定，并將其編寫成相關(guān)文件，方便后期查看與參考；第四，還可以根據(jù)實際情況的不同選擇線束鋪設(shè)位置，例如可以將線束與線槽進行貼合，這樣就可以形成一個較為整體的電氣模塊，在安裝的過程中，也就可以以整體部分進行安裝。

2.地鐵電氣布線模塊化工藝設(shè)計時的注意事項。首先，要根據(jù)地鐵車輛的實際情況對自身電氣系統(tǒng)劃分，使其實現(xiàn)由統(tǒng)一的一個整體劃分成多個模塊整體，為后續(xù)工作提供方便。但是在此過程中，要注重劃分的合理性與細(xì)致性，避免出現(xiàn)遺漏等情況的發(fā)生；其次，要嚴(yán)格觀察電氣設(shè)備接口，并根據(jù)電氣設(shè)備接口變化選擇制作方式。如果接口情況不同于常規(guī)接口狀況，那么連接末端等工作環(huán)節(jié)就需要在現(xiàn)車中才能完成；最后，要積極尋求科學(xué)合理的安裝方式，來完成電氣模塊的安裝，減少安裝過程中的難度，使得安裝工作的效率得到有效提升。

（三）電氣布線模塊化的優(yōu)缺點分析

在對地鐵車輛進行整車裝配時，由于車輛總裝較為復(fù)雜，因此在裝配過程中，不僅會增加裝配難度，而且其工作效率也差強人意。這種背景下，將車輛的電氣系統(tǒng)進行劃分，使劃分出來的模塊作為整體，并進行裝配，這樣在進行車輛總裝時，只需要將各模塊按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求裝配到固定位置即可。由此看來，電氣布線模塊化具有以下優(yōu)點：第一，降低了裝配難度，簡化了裝配流程，在地鐵車輛裝配時，被劃分好的各模塊同時進行，使得裝配效率得到了顯著提升，為相關(guān)技術(shù)人員提供了較大的便利；第二，在電氣布線模塊化組裝工藝中，產(chǎn)品的布線質(zhì)量得到了應(yīng)有的重視，使其與傳統(tǒng)裝配過程中布線質(zhì)量相比有了很大的提高。同時傳統(tǒng)布線設(shè)置一般都是由人工操作來完成的，因此布線最終設(shè)置會出現(xiàn)明顯的差異性，布線出現(xiàn)差錯的情況時有發(fā)生。而模塊化工藝的使用，有效避免了因人工操作差異導(dǎo)致布線美觀性和精準(zhǔn)性降低的情況；第三，電氣布線模塊化改變了以往在車上進行各結(jié)構(gòu)裝配的方式，在地面就能完成相關(guān)準(zhǔn)備工作，這樣一方面可以確保總裝場地的整潔性與有序性，另一方面從某種角度來講，還方便了后續(xù)的管理。此外，在車下進行布線工作，還能減輕相關(guān)人員的工作強度。

總結(jié)：綜上所述，雖然城市地鐵交通獲得了迅猛發(fā)展，但是在地鐵交通設(shè)計制作過程中，仍然存在著一些亟待解決的問題，例如地鐵車輛電氣布線模塊化工藝還不夠完善等?；诖?，相關(guān)技術(shù)人員要加大對其研究，并不斷豐富自身所掌握的理論知識和技術(shù)水平，提高地鐵車輛運行的安全性，從而為我國地鐵交通運輸行業(yè)的發(fā)展提供必要的技術(shù)支持。