电控单车试验器研制

宋 强，刘保华，田 宇，周超洪，白鹏飞，赵海静

(眉山中车制动科技股份有限公司，四川 眉山 620010)

近年来我国每年出口货车数千辆，近半数出口车辆都安装了符合AAR标准的制动系统[1]。但由于目前单车试验所用的单车试验器均为国外进口，供货周期长，而且有时单车试验器不单独销售，需要与产品配套销售，即便单独销售单车试验器，其价格也比与产品配套销售高。单车试验器售后服务和维修的周期和成本很高，影响出口车的整车交车时间，造成生产延误和经济损失。另外，符合AAR标准的单车试验器的采购也不方便。

1 既有单车试验器结构

既有单车试验器由两级减压阀、操纵阀、双针压力表、流量计、塞门等组成(图1)，其中操纵阀有6个档位,5个孔。

图1 既有AAR标准单车试验器

图2为单车试验器操纵阀位置，表1为其限制孔径。

图2 单车试验器操纵阀位置

表1 既有单车试验器的操纵阀限制孔径

2 电控单车试验器研制

既有单车试验器采用机械操纵阀，国内常用的机械操纵阀生产厂家少，且价格昂贵，为此电控单车试验器用电磁阀+缩孔来实现机械操纵阀不同位置开关，不仅方便、简单而且能控制成本。

电控单车试验器由2个减压阀、2个两位三通电磁阀、6个两位两通集成电磁阀、压力表、流量计等组成。管路连接为塑料管及快接接头；管路和塞门的通量为DN15。

试验台箱体尺寸为700 mm×670 mm×1 000 mm，箱体底部用带制动的工业脚轮，钢板厚3 mm。试验台顶面为操作面板，前面安装压力表和流量计；箱体内前面为电气系统，后面为气路系统。图3为电控单车试验器箱体。

图3 电控单车试验器箱体

2.1 气路系统

图4为电控单车试验器气路系统原理图。

图4 电控单车试验器气路系统原理图

气路系统中调压过滤器调压范围为0～1 MPa；高低压调换阀F1采用K23JD-L15T-RT型电磁阀,充排气两位两通电磁阀F2～F6采用MFTK22D-L15-J112型电磁阀，流量塞门两位三通阀F8采用MFH-3-1/2-S型电磁阀。管路为塑料材质，主气路通径12 mm，流量计气管通径3 mm。管路接头采用快插接头。

压力表为双针形式，满量程为100 kPa，2个进气接口为M20×1.5外螺纹，表外壳材质为不锈钢。流量计采用英制单位(in3/min)。流量计管上的每个刻度线表示25 in3/min的流量。底部刻度为50 in3/min，极限刻度值为225 in3/min,最大量程为500 in3/min。2个接头为G1/4外螺纹。

两级减压阀用2个过滤调压阀和1个两位三通阀F1替代, 电磁阀F2～F6替代原操纵阀，紧急电磁阀F7替代原in塞门，电磁阀采用集成板安装。原流量塞门用一个两位三通阀F8替代，F8必须是大通量双向性的电磁阀。同时各位孔径试验数据应符合表2的要求，各电磁阀的流量大小通过缩堵控制，缩堵孔径应符合表3的规定。

表2 各位孔径试验要求

表3 电磁阀缩堵孔径 mm

2.2 电气系统

电气系统主要由充电器、空气开关、保险、蓄电池、开关电源、选择开关等组成。

蓄电池组成为2个12 V、9 Ah的蓄电池串联而成，开关电源输入电压AC 180～240 V，输出电压DC 24 V，电流4 A。充电器输入电压AC 180～240 V，输出电压DC 24 V，输出电流1 A。在断电的情况下仍然能进行单车试验。

2.3 操作面板

电控单车试验器操作面板上有1个钥匙开关、1个电源指示器和8个选择开关。高低压开关对应既有单车试验器高低压杠杆。其余选择开关分别是Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅳ位、Ⅴ位、Ⅵ位、紧急和漏泄位，分别与原单车试验器Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅳ位、Ⅴ位、Ⅵ位、in截断塞门和流量计旁通塞门一一对应。操作面板开关除漏泄开关外其他开关为“关”位时，电磁阀不得电，电磁阀不动作；其他开关为“开”位时，相应的电磁阀得电，电磁阀动作。漏泄开关在“关”的位置表示流量计旁通塞门关闭，在“开”的位置表示流量计旁通塞门打开。图5为电控单车试验器操作面板。

图5 电控单车试验器操作面板

3 试验

3.1 机能试验

整机组装完成后按照AAR S 486：2015《单车试验器 货车制动装置试验规程》的要求进行了电控单车试验器机能试验，机能试验结果显示合格。具体试验过程如下：

(1) 试验进风管压力保持在620 kPa以上检查选择开关功能。来回旋转开关，看各气路能否充排气。打开Ⅰ位开关，高低压开关在低压位置，并且保持1 min，压力表压力值550 kPa，再打开高低压开关并保持0.5 min，压力表压力值620 kPa。在电磁阀和气管连接处涂刷肥皂水，不允许漏泄。然后关闭Ⅰ位开关,在1 min之内观察单车试验器压力表，不允许漏泄。

(2) 打开Ⅰ位开关及漏泄开关，流量计应当没有空气流动的指示。关闭漏泄开关和截断塞门，允许空气通过截断塞门(0.28 mm)节流孔塞堵排出。关闭漏泄开关后流量计浮球应当在刻度170 kPa与管顶之间的区域上下浮动。如果试验失败，检查标定塞堵并重做试验。

(3) 容量风缸充风到620 kPa，并且保持1 min。关闭Ⅰ位开关，随着漏泄开关的打开，打开截断塞门(0.28 mm) 节流孔塞堵，容积风缸的风压表在62～73 s之间从590 kPa减少到555 kPa。

(4) 关闭截断塞门，打开漏泄开关，打开Ⅰ位开关，允许单车试验器充风1 min。

(5) 关闭Ⅰ位开关，打开紧急开关,容量风缸必须在1.0～1.5 s内压力从620 kPa减少到205 kPa。

(6) 关闭紧急开关，打开Ⅱ位开关并给容量风缸充风，压力充到205 kPa时，关闭Ⅱ位开关，保持1 min。

(7) 打开Ⅱ位开关，容量风缸压力必须在24～29 s内从275 kPa增加到345 kPa。

(8) 关闭Ⅱ位开关，打开Ⅰ位开关，保持1 min。

(9) 关闭Ⅰ位开关，打开Ⅳ位开关,容量风缸压力应在32～40 s内从620 kPa减少到415 kPa。

(10) 关闭Ⅳ位开关，打开Ⅰ位开关，保持1 min。

(11) 关闭Ⅰ位开关，打开Ⅴ位开关,容量风缸压力应在4.4～5.5 s内从620 kPa减到275 kPa。

(12) 关闭Ⅴ位开关，打开Ⅰ位开关，保持1 min。

(13) 关闭Ⅰ位开关，打开Ⅵ位开关,容量风缸压力应在3～5 s内从620 kPa减到205 kPa。

3.2 单车试验

机能试验结果合格后，参考AAR S 486：2015编写了电控单车试验器单车试验办法，并按此办法进行了试验。

试验装置为DCA-1型(AAR)单车试验器，总风源供风压力应不低于650 kPa，不高于1 000 kPa。外观检查合格后，在测试接头处(制动缸处)安装量程为1.2 MPa、精度等级为0.6级的精密压力表。压力表应垂直安装，所用的表、管和接头等不得有漏泄现象出现。将单车试验器的出风口与车辆一端的制动软管相连接，关闭车辆另一端的折角塞门或直端塞门。接上电源插座，除漏泄开关为“开”位，其余所有开关都为“关”位，打开电源钥匙开关，电源指示灯亮。单车试验结果表明，该单车试验器满足AAR标准对单车试验的要求。

4 结束语

机能检查试验报告数据和现场单车试验表明，电控单车试验器能替代现有进口的符合AAR标准的单车试验器，满足出口货车车辆制动系统单车试验的需求，且操作简单实用，降低了采购和维修成本。