旅客列車制動盤冒煙原因及防范措施淺析

包崇遠

(昆明鐵路局 昆明車輛段,云南昆明650010)

從2008年至今,昆明車輛段總計發生了8次制動盤冒煙現象。因制動盤冒煙發生于車輛下部,不便于車輛乘務員識別和判斷,嚴重影響了旅客列車的安全正點運行。

1 統計情況

2008年昆明車輛段發生了1次制動盤冒煙現象,2009年發生了4次,2010年發生了3次。制動盤冒煙統計情況如表1所示。

從制動盤冒煙的統計情況看,發生制動盤冒煙的車輛多為列車編組的中后部車輛或試軸車輛(如餐車、硬臥、發電車等)。

表1 制動盤冒煙情況統計

2 原因分析

2.1 夾鉗杠桿機構、閘片托及制動盤散熱筋處的紙屑或雜物因高溫導致冒煙

車輛在施行制動后,制動盤散熱筋的溫度一般在85～110℃,制動盤盤面溫度為65～85℃,閘片65～85℃、閘片托的溫度為45～60℃。為掌握經制動后制動盤的溫度情況,2010年6月份昆明車輛段派專人到處于長大下坡道的車站對制動盤溫度情況進行了測量。其中分別在羅平站、師宗站、宜良北站對車號為673196及553027的制動盤進行了點溫測量,最高溫度是在宜良北,測量數據為:散熱筋95℃、制動盤65℃、閘片65℃、閘片托45℃、吊桿36℃。當列車施行的制動距離更長時,制動盤及附屬裝置的溫度將更高。若溫度接近或高于130℃時,普通的紙張將可能發生燃燒,而導致冒煙現象,因此當制動盤散熱筋內有紙屑等燃點較低的雜物,且在長大下坡道時,容易發生冒煙現象。

2.2 噴涂有油漆的制動盤散熱筋容易產生冒煙現象

對輪對進行段(A2、A3)修或制動盤新造后,一些車輛廠、車輛段對制動盤散熱筋位置進行防銹處理時,采取了對輪對制動盤散熱筋進行噴涂防銹油漆的處理方法。而油漆一般由一些樹脂類、添加劑、溶劑、催干劑、甲醛等組成,其中溶劑、甲醛等均為易燃易爆的化學品,在高溫時極易產生冒煙現象。

(1)2010年7月23日昆明車輛段的試軸車CA25K998421運行至長大下坡道時,制動盤散熱筋油漆發生了冒煙現象。

該試軸車CA25K998421(2010年2月份段修,試軸原因為換輪)編掛于7451次上試軸時發生了冒煙現象,車輛回庫后,進行微控列車試驗、單車試驗檢查均未發現異常。對制動盤及散熱筋進行檢查發現該車3位、4位輪對制動盤的散熱筋顏色有差異。

(2)2010年8月11日昆明車輛段的試軸車SYW25675109,SYW25675127,SYW25675120運行至長大下坡道時,制動盤散熱筋油漆發生了冒煙現象。

經檢查發現冒煙的制動盤均為新盤,散熱筋均經過防銹漆處理。檢查散熱筋發現,噴涂油漆的散熱筋顏色色差較大,有發熱冒煙痕跡。經判定,該3輛試軸車制動盤冒煙是由于制動盤散熱筋油漆因高溫發熱造成的。

2.3 閘片及閘片托使用潤滑脂時,導致冒煙現象

為便于組裝,一些車輛廠、車輛段在新造或檢修中,對閘片與閘片托的燕尾槽的結合部位涂抹潤滑油脂。

(1)昆明車輛段在閘片及閘片托位置使用油脂的情況

在閘片及閘片托結合位置所用的油脂是二硫化鉬鋰基脂(可耐溫度120℃左右),使用潤滑油脂主要是為方便組裝。昆明車輛段對油脂進行了烘烤試驗發現在200℃左右,該油脂會發生冒煙現象。

(2)對耐高溫潤滑脂進行烘烤試驗

昆明車輛段對廠家提供的幾種耐高溫潤滑脂樣品(180℃,1 000℃,1 400℃,1 400℃以上)分別進行了試驗:①用氧乙炔烘烤,4種耐高溫油脂均產生冒煙現象;②用烤箱對耐高溫潤滑脂進行烘烤試驗,當溫度達到215～235℃時均會發生冒煙。試驗現象及結果與二硫化鉬鋰基脂基本一致。

通過試驗情況看油脂在200～250℃左右均會發生冒煙現象。通常在車輛施行制動時,閘片背部及閘片托位置的溫度較制動盤散熱筋及摩擦盤盤面的溫度低,一般不超過100℃,在閘片托燕尾槽位置使用潤滑油脂不會發生冒煙現象。但當列車在下坡道頻繁采取制動減速,且油脂較多時也會產生冒煙現象。

2.4 長大下坡道上,機車操作不當時,易產生制動盤冒煙現象

列車在長大下坡道上行駛時,需采取限速措施。若司機操作不當,易導致列車中后部車輛抱閘冒煙。

(1)頻繁采用小減壓制動易造成車輛抱閘冒煙現象

當列車運行至長大下坡道時,司機頻繁采用小減壓控制速度時可能會使客車制動盤產生冒煙現象。減壓情況下,充風緩解時,若在中后部車輛未緩解完畢情況下,司機再次采取減壓制動,導致中后部車輛來不及緩解又開始制動,此種情況下易產生抱閘冒煙現象,且對車輛(特別是輪對)的危害極其嚴重。

(2)長大下坡道時,司機使用“長波浪”制動法易造成閘片和輪箍過熱,造成閘片熔化,輪箍松弛或抱閘冒煙等現象。

2.5 客車制動機故障,緩解不良時易導致抱閘冒煙現象

手制動機被緊固或恢復不到位,制動缸杠桿彎曲、變形,復原不到位;制動缸緩解彈簧折斷;管系漏泄(如主管漏泄),分配閥膜板穿孔、作用閥因塵垢導致卡死、均衡閥下蓋裂紋漏泄等均可能導致車輛緩解不良,此時易導致車輛抱閘,使得制動盤、夾鉗杠桿機構的溫度急劇升高,導致制動盤及散熱筋發紅,此時易使閘片,散熱筋處的塵垢、銹皮等發生冒煙。

2.6 客車制動閘片質量較差時,會導致冒煙現象

制動閘片中含有20%左右的有機物,若閘片配方中的有機物含量不合格,且當溫度過高時,有機物會發生分解并產生冒煙現象,甚至會在閘片表面形成一層油狀物質,影響制動效果。

3 預防措施

旅客列車產生制動盤冒煙嚴重影響其安全正點運行,會對車輛造成嚴重危害,為此,必須采取措施有效避免產生制動盤冒煙。

(1)針對夾鉗杠桿機構、閘片托及制動盤散熱筋處的雜物紙屑可能因高溫而導致燃燒冒煙問題,建議各客車車輛段定期對列車的夾鉗杠桿機構、閘片托及制動盤散熱筋處的雜物紙屑等進行清理。

(2)針對散熱筋涂刷油漆后,易產生冒煙的問題,建議輪對的檢修廠(段)、制動盤新造廠對制動盤散熱筋不施行噴涂油漆處理,或采用耐高溫的防銹處理工藝。

(3)針對閘片托使用油脂可能導致冒煙的問題,使用潤滑油脂主要是為組裝方便,而閘片與閘片托有潤滑脂易導致制動時閘片上下竄動,且使用潤滑脂的量難以卡控,易因擠壓流致摩擦面,所以該處不宜使用潤滑油脂。為此,對閘片進行組裝時,建議不使用潤滑脂(組裝前,將閘片、閘片托燕尾槽的銹垢清除干凈,更易于組裝)。

(4)針對長大下坡道司機操作不當,易導致冒煙問題,建議司機嚴格按照列車在長大下坡道運行時的操作規程進行操作。列車在長大下坡道運行中,應采用動力制動為主,空氣制動為輔的操縱方法。避免“長波浪”和“短波浪”時對機車、車輛的危害。

(5)各車輛段須嚴格執行庫、站、乘技檢作業標準,進行列車試驗檢查和單車試驗專項檢查,可有效避免因客車制動故障導致的抱閘冒煙現象。

(6)制動閘片的生產與驗收須嚴格執行TB/T 3118—2005《鐵道車輛用合成閘片》、TB/T 2638—1995《車輛用閘瓦、閘片性能試驗方法》的相關規定,可有效避免因閘片質量導致的冒煙現象。