铁路客车制动供风系统故障分析及优化--中国期刊网

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铁路客车制动供风系统故障分析及优化

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第19期作者：徐晓薇赵明慧刘军

[导读] 摘要：随着我国经济的飞速发展，铁路运输的速度也得到了大幅度的提升，这给运输带来方便、快捷的同时，铁路客车制动供风系统故障的问题的出现也相应变得频繁，如何诊断铁路客车制动供风系统的故障，减少制动系统故障的发生是本文将要讨论的重点。

        （中车四方车辆有限公司山东青岛 266000）
        摘要：随着我国经济的飞速发展，铁路运输的速度也得到了大幅度的提升，这给运输带来方便、快捷的同时，铁路客车制动供风系统故障的问题的出现也相应变得频繁，如何诊断铁路客车制动供风系统的故障，减少制动系统故障的发生是本文将要讨论的重点。基于此，本文详细探讨了铁路客车制动供风系统故障分析及优化，旨在降低铁路客车制动供风系统故障导致危险发生的概率。
        关键词：铁路客车；制动供风系统；故障分析；优化
        制动系统故障是影响旅客列车安全的主要故障之一。2015年全年铁路客车故障共562件，其中制动供风系统故障218件，约占客车故障总数的38.8％。制动故障率较高的发生部位是分配阀、管系、软管连接器、电子防滑器、制动缸、KLW（旅客列车尾部安全防护装置，简称客列尾）、集便器等。故障的主要表现形式是漏泄超标、抱闸或紧急制动停车。由于空气制动故障点不易查找确认，处理时间往往较长，因此对列车运行秩序影响较大。
        1 制动供风系统故障的分析
        1.1防尘设计不合理
        目前的客车制动供风系统防尘设计现状是，104型分配阀仅在中间体与列车管连通处设滤尘杯，分配阀与副风缸、工作风缸及制动缸连通处未设任何滤尘设施，管路及风缸内的杂质易进入分配阀；主阀作用部与均衡部排气口为普通弯头结构，杂质灰尘易通过此处进入制动系统。电空制动集成安装板的滤尘装置安装位置未紧靠分配阀主阀，不能有效防止安装板内杂质进入阀内。防滑排风阀的滤尘网结构不能有效防尘。异物杂质易进入分配阀滑阀面或电子防滑器防阀内，造成１０４型分配阀滑阀座拉伤或防滑阀阀座与动铁芯卡滞，形成非正常排风或漏风故障。
        1.2防水设计不合理
        目前的客车制动供风系统未充分考虑防水设计。皮碗式单元制动缸的呼吸器为直通式，易进入雨雪；客车制动系统管系整体设计也未对各阀的安装位置给予充分考虑，不能保证各阀处于局部管路相对最低位置。因此，风源的冷凝水在分配阀或防滑阀内积聚结冰，外部雨雪进入皮碗式单元制动缸内积水结冰，极端雨雪天气时冰雪堵在分配阀排风口处形成制动故障。此外，运用车辆及试风设备在日常管理中排水作业要求不到位，也是造成制动装置锈蚀、积水、结冰的重要原因。
        1.3集成度不高
        客车制动供风系统车下管系林立，松动及漏泄的故障点增多；车下各阀分散分布，且未做有效防护，易受异物击打形成漏风故障（图1）。

        图1 制动系统车下管系
        1.4部分部件设计结构不合理
        客车制动供风系统部分部件设计结构不合理。例如，104型分配阀滑阀副工作面因润滑不良造成干摩擦，进而导致漏泄；SAB型电子防滑器排风阀动铁芯与阀间易卡滞、膜板弹簧易倾斜；管系活接密封垫未有明确技术要求，使用的密封垫在低温环境下易收缩，造成活接松动、漏泄；管系采用管螺纹加密封垫方式连接密封，不适应我国长距离运行、南北温差较大及北方极寒天气的气候特点。
        1.5研磨工艺不规范
        滑阀的研磨是104型分配阀的关键工艺。但是，由于各车辆段研磨设备和人员的差异，滑阀副研磨质量仍不够稳定，不能十分有效地控制研磨质量。
        1.6集便器耗风量大
        因集便器质量问题造成抽真空时间与耗风量超标。若列车中存在多个故障集便器，则造成机车总风压力低，列车供风不足。
        1.7缺乏有效监测
        缺乏对客车制动供风系统的全面、有效监测（仅25T型客车安装有制动监测装置），不能有效判断故障；途中出现故障时，不能准确及时判断故障点，乘务员查找、确认、处理故障时间较长，影响列车运行秩序。
        2 优化建议
        综上，客车制动系统的防尘、防水措施不到位，104型分配阀、单元制动缸、电子防滑器防滑阀局部结构设计不合理，104型分配阀检修工艺不完善等是造成客车制动故障频发的主要原因。为减少客车制动故障，应对空气制动系统进行综合研究，改进提高其性能。
        2.1对客车制动系统整体结构进行设计优化
        对制动系统各管路及设备进行集成化设计。集成化设计的做法是尽量采用气路控制箱内集成安装板的模式，除风缸、制动缸外，其他各阀、塞门、缩孔（节流孔）等或设计在安装板里，或安装在集成板上，以减少管路长度及接头数量。集成安装板采用高性能铝合金材质，管系活接胶垫应使用硅胶或符合条件的密封垫，尽量减少锈蚀或因管系安装不规范造成的抗劲、漏泄等现象，减少故障点。在管路设计上避免各阀类设备处于管系的相对低点，避免积水结冰；管路活接应设在方便维修和处理故障的位置。采用更可靠的卡套式接头或球面活接等管系连接方式。
        2.2对104型分配阀进行改进设计
        在分配阀与副风缸、工作风缸及制动缸连通处设置滤尘装置，改进作用部与均衡部排气口结构，排气弯管内部变为螺旋结构，从整体上提高104型分配阀内外部的防尘效果；增设工作风缸和列车管的逆流孔，使104型分配阀具有压力保持功能，提高其运用可靠性。组织对滑阀副研磨人员进行研磨工艺培训，规范104型分配阀滑阀副研磨工艺及标准，粗研尽量采用机研，精研可采用手工研磨。
        考虑增设滑阀自润滑功能，提高滑阀副摩擦性能，防止因润滑不良而产生干摩擦；考虑对滑阀副材料匹配特性进行研究，以延长其使用寿命；考虑对滑阀副所用润滑油脂技术参数及用量进行研究，以提高其润滑性能；考虑采用柱塞结构的104型分配阀，减少因检修工艺水平差异等因素造成的故障。
        2.3提高单元制动缸防尘防水性能
        在不改变原整体结构的情况下，将皮碗式单元制动缸呼吸器结构由直通式改为迷宫式，防止因外部雨雪进入缸内而积水结冰。对无防尘罩的制动缸加装波纹防护套，以提高防尘效果。在检修工艺文件或作业指导书中明确单元制动缸组装时后盖进风口的位置，确保制动缸安装后排水孔朝下，呼吸孔背向制动盘。对单元制动缸软管长度进行统型，检修时严格按原设计长度安装软管，避免因改变原设计长度而产生抗劲或松动的情况。
        2.4防滑器优化改进
        电子防滑器检修时避免使用非配套配件。防滑阀组装前确保各清洗零部件吹干、烘干或晾干，不允许有残留清洗液。优化SAB型电子防滑器阀座和动铁芯结构尺寸，优化弹簧材质，改进滤尘装置，提高滤尘性能。
        2.5提高风源质量
        在各级修程中应确保制动系统各部除尘、除锈及清洗质量，检修各工序做好密封防护，严禁异物、灰尘、水分带入制动系统。从冬季制动故障明显增多的情况来看，由于灰尘、水分、冰冻造成的制动故障占总制动故障的比例较大，因此制动故障整治的重点应放在排水、除尘上。建议明确对风源质量和过滤等级的要求，加强总风缸及管系的排水，车辆运用中定期除尘。
        3 结束语
        综上所述，铁路客车制动供风系统故障的发生是无法百分之百避免的。相信，随着科技的进步，对于铁路客车制动供风系统故障的诊断及处理会越来越完善。工作人员也要在工作当中，在问题当中，不断的总结经验，提高技能，降低货车制动系统故障的发生。
        参考文献：
        ［1］中国铁路总公司运输局．关于印发《客车制动故障攻关研讨会会议纪要》的通知（运辆客车函［2015］201号）［Z］．2015．
        ［2］中国铁路总公司运输局．关于客车１０４型分配阀优化改进实施有关要求的通知（运辆客车函［2016］128号）［Z］．2016．