25T型客車由小減壓引起制動機緩解不良問題的分析與解決

【摘 要】客車制動機緩解不良問題是困擾我國鐵路多年的影響客車行車安全的常見故障，根據KAX 行車安全監測系統采集的數據，緩解不良的規律和特點，并提出解決小減壓制動引起的制動機緩解不良的措施。

【關鍵詞】制動；安全；25T型客車

客車制動機緩解不良問題是影響我國鐵路的客車行車安全的常見故障，由于緩解不良可造成車輛抱閘行乍，當列車速度高，故障狀態持續時間長，制動缸壓力大時，閘片摩擦制動盤積累的熱能可出現制動盤和閘片冒煙、起火、熱熔等事故。這是造成列車被攔停的主要原之一。國產25T型客車投入運用后，車上安裝了中國鐵道科學研究院機車車輛研究所研發的KAX 型客車行車安全監測診斷系統。可以對制動系統轉向架系統和防滑器系統進行實時監測、診斷和數據記錄。其中KAX，系統的客車制動監測診斷子系統可準確地診斷客車制動機緩解不良故障，發生故障時及時報警，提醒乘務員進行故障處理。長時間裝車運用證明效果良好。同時，通過分析KAX制動監測診斷系統的大量故障記錄數據，發現列車管小減壓是造成列車運行中車輛制動系統出現制動機緩解不良故障的主要原因。通過對小減壓現象的分析，提出了解決問題的措施和辦法。困擾我國鐵路多年的客車制動機緩解不良問題基本得到了解決。

一、小減壓引起制動機緩解不良的現象

KAX 系統記錄的數據顯示，正常狀態下列車運行中制動缸應處于緩解狀態，列車管壓力應穩定在定壓壓力600 kPa附近。當出現小減壓現象時，列車管壓力會突然發生短時間的、減壓量不大的壓力下降，且在3～4S內就會開始回升，這一過程中列車管減壓量小于40kPa，制動缸最初的躍升壓力一般小于50 kPa，制動缸穩定后，壓力一般小于60 kPa，隨著列車管壓力的回升，車輛緩解不一致，最快約2分，慢的可持續很長時間，從KAX 系統數據記錄上可觀察到持續40分不緩解的故障案例。甚至有個別車制動缸出現壓力飄升現象，制動缸壓力可上升到很高，從KAX 系統數據記錄上可觀察到制動缸壓力最高飄升至200 kPa的故障案例。因此，制動機緩解不良故障嚴重影響行車安全。

二、減壓引起制動現象的分析

（一）小減壓gf起制動與制動機穩定性的關系

根據TB／T 1789—1986《104和103型客、貨車空氣分配閥試驗規范》的規定，lO4分配閥的穩定性標準是1 kPa ／s，即減壓速率小于穩定性標準時不應引起制動作用。

（二）小減壓5l起的制動是1O4閥發生了常用制動動作

104閥的制動工況按照列車管減壓速率區分有兩種，一是常用制動，二是緊急制動。常用制動區的制動要滿足兩個條件，一個條件是列車管的排風速率在1O～40 kPa／s之間，同時還要滿足一個很重要的條件，即工作風缸壓力和列車管壓力要有至少20 kPa的壓差。只有這兩個條件都滿足，才可以順利發生第1階段局減、第2階段局減和常用制動作用，使副風缸開始向制動缸供風。一次常用制動動作，都要經過這3個階段。在制動過程中第2階段局減和常用制動作用基本上同時發生。KAX 的制動監測子系統監測到的小減壓發生時排風速率為3．5～9 kPa／s，也就是說小減壓發生在減壓速率處于常用制動區域和穩定性區域之間的空白區域，104閥發生常用制動動作或保持制動缸壓力穩定不上升的狀態都是合理的。以上案例中可以看出，列車管減壓量都大于20 kPa，使常用制動的第2個條件得到了滿足。因列車管的排風速率在空白區，靈敏度較高的閥有可能會發生常用制動動作。

（三）列車管快速升壓階段的升壓量不夠是制動機緩解不良的主要原因

在小減壓引起常用制動動作后，隨著列車管壓力的回升，制動機若能夠緩解就不會發生制動機緩解不良故障。此時制約制動機能否正常緩解的條件是104閥的緩解靈敏度，104閥的緩解靈敏度是影響制動機緩解性能主要因素。104閥是兩壓力閥，通過主閥膜板上下壓力差(即列車管和工作風缸的壓力差)來產生充氣、局減、制動、保壓、緩解等動作的。發生制動動作后主閥處于制動保壓位，這時如果發生緩解動作，就需要列車管升壓推動主活塞移動到緩解位，使得104閥緩解。從車輛發生常用制動后，緩解時的制動缸、列車管壓力曲線可知，機車本身供風量充足的情況下，發生常用制動后，緩解時初始升壓速率很快，使得列車管的壓力迅速大于工作風缸的壓力。試驗室試驗數據和KAX 系統記錄數據都可看到，緩解時列車管升壓初始階段的速率大于9 kPa／S，且升壓量大于20 kPa時制動機能正常緩解。從KAX 系統監測到的小減壓引起制動的數據看，列車管壓力回升時速率較快的階段很短，升壓量10 kPa左右就進入極緩慢的升壓過程，之后列車管壓力上升速率慢，遠遠低于9 kPa／s，此時不能保證制動機出現緩解動作．大量的記錄數據顯示小減壓制動時列車管的慢速升壓速率不超過O．5 kPa／s，列車管升壓速率慢導致列車管壓力和工作風缸的壓力差的數值很小，而104閥要求列車管的壓力大于工作風缸壓力20 kPa時才可保證出現緩解動作。若壓力差與主活塞重力之和不能迅速大于滑閥和滑閥座之間的摩擦阻力，使主活塞帶著滑閥一起向下移動到緩解位，就會導致104閥不能發生緩解動作。即使能夠勉強推動滑閥發生緩解動作，在緩解過程中每個閥內部的摩擦力、彈簧剛度的細微差別，滑閥內的清潔情況都有所不同，會導致每個閥緩解的時間或長或短，沒有規律性。由此可得出結論，小減壓引起制動后，由于減壓量過小，列車管快速升壓階段的升壓量不能滿足保證104閥發生緩解的需要，使車輛制動機發生緩解不良故障。

三、小減壓問題的解決措施

車輛制動機緩解不良的危害是顯而易見的。列車在較高速度下運行時，長時間抱閘不緩解，制動盤和閘片可出現燃燒起火現象，嚴重危害行車安全。通過以上的分析，小減壓是引起車輛制動機發生緩解不良故障的主要原岡。因此可采取以下措施避免車輛制動機發生緩解不良故障。

四、利用KAX 系統迅速排除故障

25T車安裝的KAX 客車行車安全監測系統可以實時的顯示制動系統的狀態，制動監測報警功能可準確及時對制動系統的故障發出報警，對制動機緩解不良故障的報警信息中還增加了嚴重緩解不良的報警提示。有關部門可制定相關流程，當隨車乘務員發現嚴重緩解不良報警時，及時聯系機車司機施行一次減壓量大于50 kPa的制動后再緩解，就可排除全列所有車輛因小減壓引起的制動機緩解不良故障。