装甲车辆信息系统新型线槽设计

    何俊杰 蒋松奇

    

    

    

    摘 要:文章深入挖掘装甲车辆信息系统线槽需求,详细设计并阐述了一种装甲车辆新型线槽的结构和特点,并从模块化、装卸、维修、布线、电磁兼容、空间利用等方面将其与传统线槽进行了对比分析,说明该线槽更具优势。

    关键词:装甲车辆;信息系统;线槽

    1 概述

    装甲车辆信息系统一般由信息处理、通信网络、供配电等分系统组成,设备多、集成度高,涉及大量线缆连接及布局,线槽的设计至关重要。

    目前,装甲车辆的线槽基本可分为封闭式和开放式两类。

    封闭式线槽呈盒状,一般安装在装饰层中,每隔一段距离开孔供线缆出入,具体如图1和图2所示。此类线槽线缆隔离度高,电磁屏蔽效果好,但有三点缺陷,一是出线位置固定,走线受限于线槽开孔位置,会出现走线冗余的现象,增加线缆长度;二是采用封闭式设计,安装难度高,维修性不高;三是电源线缆和信号线缆不同类型线缆分开走线需要多套线槽,线缆交叉部位走线困难,增加经济成本。

    开放式线槽呈走廊状,一般安装在装饰层表面,每隔一段距离有柱状结构件连接上下层板,作为上下层板的连接器和线缆的固定柱,具体如图3和图4所示。此类线槽走线方便,线缆能够随遇接入线槽,且线槽采用模块化设计,装卸便捷、维修性好,但基本不具备电磁屏蔽能力,需要线缆自身具有强大的电磁兼容性能。

    2 线槽需求分析

    装甲车辆内部线槽主要用于线缆的敷设,辅助电磁兼容设计,一般采用贴壁安装方式。从线槽安装维度方面主要分为横向线槽、纵向线槽及跨桥线槽,依次对应三维坐标轴的X向、Z向及Y向(坐标系设定:以前部左右轮毂中心线垂直面、车体纵向中心面、底甲板外表面相交处为坐标原点,向车尾方向为X正向、纵向中心面向右为Y正向、底甲板向上为Z正向);其中横向线槽和纵向线槽内敷设电源线缆及信号线缆,跨桥线槽内只敷设信号线缆。电磁兼容方面,针对电流量大,电磁兼容性差的线缆,线槽需要具备一定的电磁屏蔽能力。

    装甲车辆内部环境具有整体结构不规整、设备安装方式多样、环境复杂的特点,亟须模块化线槽设计,以适应不同装备内部结构差异大的特点;同时需要合理利用空间,尽可能少的占用装甲车辆空间资源。

    装甲车辆内部线缆功能角度主要分为电源线缆及信号线缆。其中,电源线缆主要用于连接供电设备和用电设备,其数量基本和用电设备数量一致,与信号线缆相比数量少且走线固定,不会通过跨桥线槽,同时具有可靠性高,维护量小的特性;信号线缆主要用于连接各设备,传输相关信息,其数量远超设备数量,量大且走线复杂,同时具有可靠性低,维护量大的特性。

    综上,深入挖掘新型线槽需求,全面考量线槽、环境、线缆特性及安装维护等因素,需设计出装卸便捷、线缆敷设方便、电磁兼容设计精准、维护简单、空间利用率高、空间结构适应性强的模块化线槽。

    3 新型线槽结构

    在传统线槽的基础上,紧紧围绕线槽的特性作用,以敷设线缆的基本特征为抓手,充分研究系统环境要求,针对线缆类型及特性,深入挖掘需求,设计了一种装甲车辆信息系统新型线槽,该线槽根据装备空间、线缆特性等实际情况,有效利用封闭式和开放式线槽优势特性,完成模块化叠加形态线槽设计,具有拆装方便、维修性强、走线便捷、电磁屏蔽精准、空间利用率高等特点,满足装甲车辆线槽需求。该线槽分为封闭式线槽和开放式线槽两部分,开放式线槽叠加在封闭式线槽上方,具体如图5所示。

    3.1 模块化设计

    新型线槽采用模块化设计,可分为三型三层。

    三型分别为一字型、T字型和十字型,具体如图6、图7、图8所示。三型模块化线槽主要用于拼接整装备线槽网络,根据各装备的具体情况,组合个性化的线槽网络。以两横两纵的线槽网络为例,选用12块一字型线槽、2块T字型线槽和2块十字型线槽完成模块化拼接设计,具体如图9所示。

    三层分别为底层、中间层和顶层,三型模块化线槽均具有三层结构,其中底层和中间层组合构成封闭式线槽,中间层和顶层构成开放式线槽,各裸露边角均采用倒角工艺,对电缆进行有效防护,最大程度上减少线缆的摩擦[1]。具体如图10所示。

    3.2 装卸设计

    线槽三层结构均通过螺装方式固定,装卸通过拆装螺钉即可。

    安装步骤依次为:底层安装→中层安装→顶层安装。

    (1)底层安装:通过底层板四个安装螺孔固定于车体,与车体良好接触,使线槽处于地电位,为良好的电磁屏蔽奠定基础,具体如图11所示。

    (2)中层安装:通过中层底板的四个安装螺孔固定于底層,具体如图12所示:

    (3)顶层安装:通过顶层板的四个安装螺孔固定于中层螺柱,具体如图13所示:

    线槽的正常拆卸步骤与安装步骤相反。

    3.2.1 维修性设计

    新型线槽的电源线缆和信号线缆分开走线,电源线缆敷设于底层与中层之间、信号线缆敷设于中层与顶层之间,在维修拆卸中,可按拆卸流程正常拆卸,也可单独拆卸顶层板或中层板。

    顶层板的宽度小于中层板宽度,且固定螺孔错开,为工具操作预留了空间,具体如图14、图15所示。在维修时可单独拆卸顶层板或中层板,加快了维修速度,提高了装备的维修性能。

    3.2.2 布线设计

    针对电源线缆走线简单、可靠性高、维护量小的特点,敷设于下层的封闭式线槽中,通过固定的开孔进入新型线槽。

    针对信号线缆走线复杂、可靠性低、维护量大的特点,敷设于上层的开放式线槽中,随遇接入新型线槽。

    3.2.3 电磁兼容精准设计

    按信号线缆、电源线缆对线缆进行分类,不同类型的线缆分开走线,减少敏感线缆间的平行布线。由于电源线缆具有电流大、辐射强的特点,将其敷设于下层电磁屏蔽能力强的封闭式线槽中,减少电缆间的耦合。为对线槽进行接地保护[2],同时保证电磁屏蔽效果,新型线槽底层板须与车体良好接触。

    3.2.4 空间利用设计

    新型线槽分为两层,较现有线槽占用更多的纵向空间。但封闭式线槽为获得较好的屏蔽性能,需要与车壁紧密连接使得整线槽处于地电位,一般安装于装饰层中;开放式线槽为获得较好的布线效果及出入线槽的便捷性,一般安装于装饰层表层,所以,新型线槽有效利用两种线槽的空间布局差异,未多余占用装甲车辆的内部空间,安装效果与开放式线槽一致。

    4 结语

    这种新型线槽精准定位现状需求,融合各类线槽优点及集成方式,重点考虑电磁兼容能力,综合考量空间布局,完成三型三层模块化设计。其适用于装甲车辆整舱布线,具有组合简单、装卸便捷、布线方便、易于维护、电磁兼容性强等特点;能够依据装备内部空间结构,灵活配置三型部件,形成整体线槽布局,并通过调整底层开孔位置应对各种不同的设备及设备布置方案,实现整舱设备互联互通。目前,这类线槽的上部和下部分别在装甲车辆应用,根据实际装配安装使用的过程来看,具有上述各种优势。

    参考文献:

    [1]姜义.轨道车辆中央线槽布线方式的工艺探讨[J].科学技术创新,2019(6):141-142.

    [2]胡显,杨偶.新型城轨车辆底架线槽设计[J].电力机车与城轨车辆,2019(2):45-46.

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