104型分配閥制動性能不良問題的分析及探討

林 原

(廣州鐵路集團公司 長沙車輛段,湖南長沙410001)

通過對長沙車輛段2009年制動室檢修104型緊急閥返修原因的分析和運用旅客列車制動性能不良問題的故障表現,提出104型緊急閥檢修及對試驗設備要求的改進意見。

1 問題的提出

長沙車輛段開行的圖定旅客列車19列,配屬客車2 228輛,除配屬的25K和25Z型4趟車體共計228輛裝用F8閥外,其他均裝用104閥。表1為近一年來長沙車輛段制動室檢修緊急閥的返修情況和運用客車104型緊急閥的故障匯總。

從制動室返修故障率比較中可以看出,懷化制動室104型緊急閥返修故障率占兩制動室返修故障率的87.8%,長沙制動室返修率為12.2%;另從運用客車故障率來看,長沙客車整備所庫內作業發生的制動故障率為18%,懷化為73%;懷化、長沙客車整備所開行車輛在運行過程中發生的故障率分別占80%和20%。

表1 長沙車輛段104型緊急閥運用客車(制動室檢修)故障統計

2 原因分析

2.1 104型緊急閥檢修及組裝質量不高

造成104型緊急閥故障79%的原因是由于閥的檢修工藝執行不當,在制動室的檢修質量不高,以及運用及檢修時吹塵等工藝執行不到位。

(1)從對長沙、懷化兩制動室104型緊急閥檢修返修率分析來看,懷化制動室故障返修率明顯高于長沙制動室;從檢修工藝分析來看,長沙制動室外部清洗采用高壓沖洗,懷化制動室則采用細鋼丸拋丸,拋丸后,緊急閥體內進入大量鋼丸(見圖1),造成閥內配件損傷,少量鋼丸在閥體內難以吹出,檢修后的閥上試驗臺,其性能相比之下也有所下降。因此,拋丸防護不到位易使制動室檢修的104型緊急閥故障返修率偏高。

圖1 鋼丸進入閥體

(2)閥體本身質量缺陷或夾心閥座松動等造成104型緊急閥返修,甚至無法修復。從長沙制動室記錄的緊急閥返修原因分析看,有3件因為閥體或配件損壞,主要是由于夾心閥座與閥體松動,造成無法修復夾心閥座上竄,致使夾心閥與緊急活塞桿間的相對距離δ縮短,制動安定性靈敏度相對提高(見圖2)。

圖2 緊急閥構造示意圖

(3)緊急活塞桿縮孔Ⅲ堵塞,造成常用制動時,活塞兩側形成較大的壓差而產生緊急制動。

(4)夾心閥檢修工藝執行不到位。在兩制動室返修故障或運用輔修故障閥來看,有7起因夾心閥在檢修過程中未按工藝消除結合面的凹痕(見圖3)或更換新品,組裝后,造成防風閥與夾心閥座結合的不密貼而性能不良。夾心閥的4個導向卡角與導向桿上的導槽卡死(見圖4),造成夾心閥的頂面與夾心閥座不密貼而產生緊急制動。

(5)緊急活塞兩側壓差容易壓縮安定彈簧而使緊急活塞向下移動。

圖3 夾心閥與夾心閥座結合面的凹痕

圖4 夾心閥卡死

2.2 緊急閥內配件材質不良或配件質量缺陷

在57起故障中,有7起因緊急閥內配件材質不良或配件缺陷造成104型緊急閥返修或運用客車途中起非常。

(1)濾塵網質量不高,存在網孔過大的現象。塵埃在充風時易進入緊急室堆積,制動管排風時,易使堆積在緊急室的塵埃隨排出的氣體堵塞或堆積在緊急活塞桿縮孔Ⅲ。同時大顆粒塵埃也會使夾心閥與夾心閥座間夾有雜物,形成制動管通往排氣口的漏縫。

(2)緊急活塞桿縮孔Ⅴ存在大小不一,緊急活塞桿下部的徑向縮孔直徑有兩種,造成緊急制動時控制緊急室風壓向大氣排出的速度不一。

(3)夾心閥的V型角深度不一,造成夾心閥安裝后,與導向桿的導槽鑲入深度不一,夾心閥裝入后卡角與導槽的活動量要求不一。

2.3 試驗器設備性能不能滿足要求

在運行途中出現的5起常用制動起非常的故障中,均因列車試驗器或單車試驗器的性能不符合文獻[3]規定要求,而造成故障閥在列車試驗或單車試驗過程中未被發現。

懷化客整所股道中的試驗器與第一輛客車之間的連接軟管過長(28 m),輔臨修使用的單車試驗器連接軟管管徑小(20 mm),不符合文獻[3]的規定。影響制動安定性能檢測結果,造成單車試驗時,試驗單車試驗時,試驗性能受到影響。

2.4 風源質量及機車誤操作等其他關聯因素

除檢修質量不高、風源質量不良的因素之外,還有2起故障是由于機車誤操作等因素造成。

(1)在安裝104型緊急閥前,未對管系及中間體進行吹塵處理,使夾心閥與夾心閥座間夾有雜物,形成制動管通往排氣口的漏縫。同時,壓風間和相應崗位作業者未按要求排水,造成風源含水和油,逐步造成縮孔Ⅲ等因有油泥而使孔徑縮小,影響緊急閥的性能。

(2)2009-11-07深圳西到懷化的K9061次在深圳站始發時,司機進行試風作業因減壓量過大,造成機后4位YZ341205起緊急,始發做關門處理,運行一個區間開門運行至終點均無異常,而在庫內試風、單車試風及705試驗臺均正常,分解該緊急閥也未見其他異常情況。

3 改進措施

雖然104型緊急閥因運用一段時間后,緊急制動靈敏度有提高的趨勢,在一些不利因素耦合下,會爆發意外緊急制動,但通過對104型緊急閥檢修及運用故障原因的分析,可從工藝、工裝、人員操作等方面來提高緊急閥的性能。

3.1 對關鍵工藝進行卡控,提高制動安定性和緊急制動波速

(1)改善閥體外部除銹工序,對閥體的外部清洗盡量采用500 kPa以上的高壓加適當溫度的清水進行沖洗。采用拋丸工序時,必須做好緊急閥安裝面和排氣口的防護,避免鋼丸進入,影響閥的性能。同時,鋼丸的大小要適中,拋丸時間不宜過久,防止長期使用拋丸工藝造成閥體壁厚不斷變薄的現象。

(2)加強對閥體與夾心閥座鑲合質量的檢測,在檢修過程中,可以測量緊急活塞與夾心閥座間的距離,如小于16.5 mm,則需要進行相應的報廢處理。

(3)在檢修過程中嚴格執行工藝要求,尤其是加強夾心閥的檢修,存在開膠或變形時須更換,閥面不平、壓痕過深者在0號以下砂紙上研磨平整,磨耗超限時更換。同時,組裝時需檢查夾心閥與夾心閥導向桿間的配合情況,夾心閥應能在導向槽自由轉動,避免卡角與導向槽卡死。

(4)檢修時用直徑為1.5 mm的通針對緊急活塞桿縮孔Ⅲ以及其他縮孔進行疏通,防止各縮孔堵塞;閥內彈簧如安定彈簧按標準要求進行檢測,如出現衰弱、變形、自由高過低等現象時須進行更換。

3.2 加強制動閥內配件的檢測,避免有質量缺陷的配件裝車使用

(1)對緊急閥濾塵網網孔稀密、濾塵網深淺及外形尺寸進行規范,確保濾塵網能有效阻止超過規定數目要求的塵埃進入閥體,解決濾塵網容易松動掉落的問題。同時,建議將網狀濾塵網改為粉末冶金形式的濾塵器。

(2)統一緊急活塞桿縮孔Ⅴ直徑,使緊急活塞桿下部的徑向縮孔直徑由原來的φ 1.2 mm按現有設計要求改為φ 1.15 mm,減低緊急制動時緊急室風壓向大氣排出的速度。

(3)檢修時對夾心閥的V型角度進行檢測,夾心閥安裝后仍能與導向桿的導槽鑲入深度有一定的活動量,避免出現夾心閥卡死的現象。V型角度為70°,V型槽不宜過深。根據TB/T 2206-91《車輛用103/104型空氣分配閥橡膠件》中規定的夾心閥的圖樣(見圖6)可以看出,對夾心閥70°V型角的深度和底部圓坑半徑尺寸未給出,造成生產廠家對該尺寸難以控制,建議按圖7所示,增加尺寸L及R。

3.3 規范試驗器及試驗檢測設備的檢修和改進

縮短列車試驗器與列車第一輛客車間的連接軟管長度,選用10—15 m,輔臨修使用的單車試驗器連接軟管管徑選用25 mm,符合文獻[3]的規定。

圖6 TB/T 2206-91提供的夾心閥圖樣

圖7 建議修改的 夾心閥圖樣

3.4 降低影響緊急閥安定性不良的其他關聯因素

(1)加強風源質量及潔凈度的控制,降低壓風機、列車供風風源的含油、含水量。

(2)目前內燃機車大多裝用JZ-7型空氣制動機,電力機車大多數裝用DK1型電空制動機。

建議將庫內列車試驗標準進行適當放大,即把H6型列車試驗器改為JZ-7型式列車試驗器,避免發生列車試驗時靈敏度差的現象。

[1] 藍春紅.車輛制動[M].北京:中國鐵道出版社,2000.

[2] TB/T 2206—91.車輛用103/104型空氣分配閥橡膠件[S].北京:中國鐵道出版社,2004.

[3] 中華人民共和國鐵道部.車輛空氣制動裝置檢修規則[S].北京:中國鐵道出版社,1986.