1.紧急阀排风不止故障给运输造成的隐患
据2018年安监信息汇总制动漏泄故障统计,2018年度全路共上报铁路货车故障信息1452件。其中制动系统故障714件,占比49.17%;制动系统故障中制动漏泄故障212件,占故障总数的14.6%,而因紧急阀排风不止造成的制动漏泄故障时有发生。近几年我公司也不止一次接到过该故障反馈,如2017年11月16日南宁车辆段对C70 1617966的制动漏泄故障反馈,漏泄部位为紧急阀排风口,对其紧急阀进行试验,发现排风口处有持续漏泄现象。紧急阀排风不止将造成列车意外制动,使其不能正点运行或造成车轮损伤,给列车运行的稳定、安全带来隐患。
2.紧急阀排风不止故障分析
2.1 紧急阀作用
紧急阀作用是在列车紧急制动时加快列车管的排气,从而提高制动波速,加快列车制动作用。既要满足常用制动时的安定性;有要具备紧急制动时的灵敏度。
2.2 紧急制动原理
紧急制动时,列车管压力下降速率大,紧急活塞上下腔形成较大压差,紧急室压力空气来不及从紧急活塞杆上限位向活塞下腔逆流,压力差使紧急活塞下移,活塞杆顶部密封圈离开紧急阀盖,紧急室压力空气经过活塞杆轴向中心孔和限位孔流到紧急活塞下侧,由于此时流量受到限位孔的限制,使得紧急活塞上下两侧形成足够压缩安定弹簧的压差,紧急活塞继续下移,下移量为3mm时,紧急活塞杆的下端面与先导阀顶杆接触。此时,紧急室压力空气通过紧急活塞杆下端面孔口逆流到列车管的这条通路被切断,导致紧急活塞上下压差增大,这样促使紧急活塞继续下移,克服先导阀弹簧的阻力,通过顶杆顶开先导阀,使放风阀导向杆下腔列车管压力空气经开启的先导阀口→放风阀导向杆4个径向孔→紧急排气孔排入大气。此时由于缩孔Ⅵ的限制使紧急活塞下腔压力空气不能大量流到放风阀导向杆腔室,降低了放风阀的背压,使得活塞继续下移顶开放风阀,放风阀口开启,使压力空气通过开启的放风阀口快速排入大气,产生紧急制动作用。
2.3紧急阀排风不止原因
2.3.1放风阀口或面不平、先导阀侧翻影响
在列车充风时,因为先导阀,列车管空气从其结合面直接排向大气,造成排风不止,漏泄路线为:列车管压力空气经紧急阀安装面→滤尘网→紧急活塞下腔,放风阀面结合处→大气。当先导阀侧翻时 ,车管压力空气经紧急阀安装面→滤尘网→开启的先导阀口→放风阀导向杆4个径向孔→紧急排气孔排入大气,造成紧急排风不止。
2.3.2放风阀盖与放风阀导向杆的影响
在列车发生紧急制动时,放风阀导向杆会在放风阀开启时压缩放风阀弹簧,在放风阀盖内间隙配合下移,如果放风阀盖和放风阀导向杆配合使用时有卡滞情况,不能正常回位,就会在列车充风时,造成紧急排风不止。
2.3.3逆流孔尺寸的影响
在列车管急速减压速率达到70~80kp每秒时,紧急阀产生紧急制动。在列车管减压速率达到10~40kp每秒时发生常用制动。减压速率影响紧急阀作用,逆流孔尺寸是控制减压速率的重要因素,因此逆流孔孔径是关键参数,尺寸必须控制恰当,若逆流孔尺寸小了,则会导致紧急室压力空气向列车管逆流速率慢,紧急制动灵敏度过高易发生意外紧急制动;若逆流孔尺寸大了,则会使紧急室压力空气向列车管逆流速率快,紧急灵敏度低不易起紧急制动作用。
2.3.4试验台检测精度的影响
检测紧急室20S内压力下降不超过5kp时的紧急阀各结合面和排气口漏泄项点,若泄露量大易导致意外紧急。检测列车管减压160kp前发生紧急放风作用灵敏度试验项点,如灵敏度过高易发生意外紧急,过低则不易起紧急。试验台本就是在精度达到一定范围内的检测工具,本身就具有差异性。为了验证试验台试验数据差异,每周将2个紧急阀分别用3台试验台进行抽样试验,发现以上两试验项点差异明显,最大差值为68,紧急室20s内漏泄量多数1.0以下,部分超过1.0。由于试验台紧急阀专用风缸容积不一致会导致灵敏度试验项点差值大。
3.解决紧急阀排风不止故障的工艺控制措施
3.1解决放风阀口或面不平、先导阀侧翻的措施
3.1.1 在组装紧急阀时,对放风阀座口部及放风阀工作面进行外观检查,如发现放风阀口或面不平的不进行组装。
3.1.2 将老型夹心阀φ16替换为新型加长导向型夹心阀φ16,防止夹心阀侧翻导致紧急阀出现泄露故障。
3.2解决放风阀盖和放风阀导向杆卡滞的措施
3.2.1在组装前检修人员须对紧急阀配件进行吹扫擦拭,保证紧急阀配件的清洁,并检查配件外观状态,出现严重划痕、拉伤的需更换。
3.2.2在组装紧急阀前,先对放风阀盖和放风阀导向杆在专用工装上进行试压,用手压阀盖7次,每次须压缩至最大量,每次压缩后放风阀盖均能回位且放风阀盖和放风阀导向杆配合无卡阻现象方可进行组装使用。
3.3解决紧急阀杆逆流孔孔径尺寸不可控的措施
用尺寸精度为0.001mm通止规对检修紧急阀杆逆流孔进行检测,控制逆流孔尺寸在2.5-2.6mm之间且外观状态良好后可正常使用;2.6mm止规能通过阀杆,会导致紧急阀紧急灵敏度不足,不易发生紧急制动,须报废处理;2.5mm通规不能通过的阀杆,会导致紧急阀紧急灵敏度过高,从检修成本的角度考虑,可对此类阀杆逆流孔采用2.5mm钻头进行扩孔处理,用风枪吹净扩完后残留铜屑,通止规检查合格后方可使用。
3.4解决因试验台精度造成试验数据差异的措施
3.4.1 经上述原因分析可知,多数阀紧急室20s内压力下降泄露不超过1kpa,为了保证放风阀座或口无轻微漏泄,则可将紧急室20S内压力下降泄露不超过5kpa内控为1kpa,超过时必须返修检查放风阀座或是否平整。
3.4.2 因试验台精度差异对紧急阀试验影响最关键的项点为紧急灵敏度,为了减小不同试验台带来的影响,可缩小紧急灵敏度试验参数范围,将“列车管减压160kpa前发生紧急放风作用”的标准由“160kpa以下”内控为“40kpa~100kpa”。
3.4.3 通过对试验台结构及原理分析,发现影响紧急灵敏度准确性的原因在于试验台内紧急阀试验专用风缸容积存在差异,通过对该风缸更换并统一可增加试验准确性以减小试验误差,更换风缸后各试验台紧急灵敏度差异缩小在5kPa以内,满足试验要求。
4. 取得效果
经过采取以上措施后紧急阀检修质量有明显提升,交车线反馈紧急阀漏风次数大大减少。在针对紧急阀排风不止采取解决措施前,紧急阀在每天组装后试验一次通过率在85%左右,在采取针对性解决措施后试验一次通过率达到95%左右,有明显提高。
参考文献
[1]夏寅荪、吴培元.120型空气制动机[M].北京:中国铁道出版社,2006:154.
[2]张旺狮.车辆制动装置.北京:中国铁道出版社,2011.