姚昕 崔宪伟 刘洪涛 杨建龙
中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心，130062，长春
摘 要：文章根据地铁车辆设计过程中车下设备布置及布线进行了阐述，提供一种创新性的轨道车辆车下设备和管线的布置方法，该布置方法可以高效利用车下空间且提高车下整体安全性能，适用于车下空间较小的轨道车辆运行环境，文章的描述和总结可供地铁车辆设计的同行提供技术指引和参考。
关键词：地铁；车下设备布置；布线;
中图分类号：TN03
文献标识码：A
0 引言
目前随着城市现代化的发展，轨道车辆在交通运输中扮演的角色越来越重要。与此同时，人们对于轨道车辆功能多样性的要求也越来越高，轨道车辆不仅仅需要提供运输功能，还需要提供良好的网络通讯，舒适的乘坐环境等。这些辅助功能的引入大大增加了轨道车辆设备数量以及复杂性。车辆很多大型设备例如辅助逆变器、牵引逆变器、滤波电抗器、蓄电池等均布置在底架下方（简称：车下）。一方面，由于车下空间受到轨道线路条件，站台位置以及车辆供电方式的制约，车下设备和管线的布置空间十分有限。另一方面，人们对轨道车辆安全性的要求越来越高，如何在有限的车下空间布置各种设备，同时保证其运行的安全性和便于维修维护成为本领域技术人员需要解决的重要问题。文章提供一种创新性的轨道车辆车下设备和管线的布置方法，该布置方法可以高效利用车下空间且提高车下整体安全性能，适用于车下空间较小的轨道车辆运行环境，
1 背景技术
目前在现有技术中，铝车体采用在铝合金型材地板的型腔中布线的方式来增加车下布线的空间。但此种布线方法只适用于铝车体。对于钢结构车体，由于加工困难，很少使用封闭且复杂断面的型材。因此，钢车体不具备封闭断面的型腔供线路穿过。另外，因为车下线路需连接车下各个设备，所以必然会有管线从型腔中穿入和穿出。如何保证管线在穿入和穿出时不被割伤或者磨损也是需要解决的问题。
2 地铁车下布置及布线应用
2.1 车下设备布置
为实现上述目的，本发明提供具体涉及一种轨道车辆车下设备和管线的布置方法，其特征在于：车下设备包括制动电阻、蓄电池箱、高压分配箱、辅助逆变器、高速断路器、牵引逆变器和滤波电抗器，其中具有较大高度尺寸的滤波电抗器布置在车的端部，蓄电池箱布置在制动电阻一侧。
图1车下限界示意图
1-车下限界可用高度为500mm左右，2-车下限界可用高度为660mm左右.
图2车下设备布置图
3-制动电阻；4-蓄电池箱；5-高压分配箱；6-辅助逆变器；7-高速断路器；8-牵引逆变器；9-滤波电抗器；
车下主要设备布置图2中，显示了各个设备之间的相对位置关系。滤波电抗器9高度较大，所以完全布置在车下高区2。制动电阻3在工作时温度较高。蓄电池箱4内有蓄电池，在工作时可能产生易燃易爆的氢气。为了提升车下线缆的安全性和寿命，本发明在制动电阻3和蓄电池箱4的上方不布置线缆。为了减少车下布线空间因此造成的损失，特将制动电阻和蓄电池布置在一起。在制动电阻周围设计隔热防护装置，减小制动电阻的热影响区域，避免制动电阻的热量影响蓄电池。
2.2 车下设备布线
在车下设备上方有波纹板，波纹板分为普通波纹板和高波波纹板，高波波纹板宽度和高度均大于普通波纹板，高波波纹板内腔可用于走线（布置线缆），高波波纹板的高度至少为30mm，宽度至少为60mm；在高波波纹板下方设计布置可拆卸的托板，进而与高波波纹板形成封闭的空间；
图3主横梁及波纹板图
10-边梁；11-横梁；12-高波波纹板；13-普通波纹板
车下设备大都吊装在横梁11上，横梁11安装在两个边梁10之间，普通波纹板13和高波波纹板12都布置在横梁11和边梁10上。高波波纹板12的高度和宽度均大于普通波纹板13，其内腔可以走线。
在高波波纹板出线和进线处设计线夹板，保护线缆在穿入穿出时不受磨损且提供良好的固定支撑；线管与线管或线管接头处采用新型的接头密封装置，该接头密封装置包含上下两部分，采用螺栓连接，并采用密封胶进行密封；新型带线管的分线箱结构，用于车下需要分线但空间不足的区域；在制动电阻周围设计隔热防护装置，减小制动电阻的热影响区域，提高车下布线空间。
图4高波波纹板，托线板，线夹板组合图
高波波纹板12内布置有线缆16。高波波纹板12下侧设置有托线板15，形成封闭腔室。线缆16从高波波纹板12走出，通过线夹板141和线夹17，进入到设备箱或者分线箱18。线夹板141起到一个均匀过度的作用，使得从高波波纹板12走出的线缆16经过一个较小的转角走向它连接的设备箱或者分线箱18。线夹17能够给线缆16提供一定的支撑和固定。
3 结论
基于本文所述的轨道车辆车下设备和管线的布置方法，可满足第三轨供电，小曲线，较低站台等等造成的车下空间紧张的轨道运行环境。按照该方法设计的车下设备和管线布置方案，已经通过分析和试验证明了其有效性和可行性，并且在生产中得到应用。
参考文献：
1. 席天宇. 中国城市地铁站声环境设计策略研究，哈尔滨，哈尔滨工业大学学报，2008