新型城際動車組撒砂單元故障分析及處理

王振宏++陳磊++朱立強++李童生++張冬冬

摘 要：針對城際動車組運營過程中壓差式撒砂單元出沙量偏少的故障進行了分析，介紹了撒砂裝置及撒砂單元的工作原理，通過對撒砂單元拆解、縮堵及濾芯的更換，使出砂量得到明顯改進，運營效果良好。并給出了撒砂單元的維護建議，對于采用同類型撒砂單元的動車組解決出沙量偏少問題起到了一定的指導作用。

關鍵詞：城際動車組；壓差式撒砂單元；縮堵；濾芯

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0054-02

城際動車組制動系統依托高速動車組技術平臺，綜合考慮高速動車組和時速250公里動車組的優點，根據運營模式和速度等級對系統參數進行優化，進而升級而成的動車組制動系統技術平臺。該動車組設計時速為250KM/h，并于2015年10月起奔赴大西線進行自主化部件運營考核。

撒砂系統作為制動系統的重要組成部分，可以改善輪軌接觸面的工作環境，改善粘著系數，提高運行品質。如果動車的撒砂裝置不能正常工作，輪軌間不能提供合理、有效地粘著力，將會大大降低動車組功率的有效發揮。特別是在遇降雨、雪等惡劣天氣，極易發生動車組輪對空轉，致使動車組牽引力下降，造成坡停和堵塞正線，嚴重干擾正常行車，給鐵路運輸造成極大的安全隱患，因此撒砂裝置對動車組列車的安全運行起到了一定的保障作用。

1 城際動車組撒砂裝置構成及工作原理

動車組頭車的第一根軸的每一個車輪前裝有一個撒砂單元，撒砂單元受撒砂控制裝置控制，執行撒砂動作。撒砂單元主要由砂箱、撒砂加熱器及管路附件等組成，每列車共4套。

撒砂裝置由撒砂控制模塊、撒砂單元、砂箱蓋和撒砂加熱器組成。其中撒砂控制模塊位于BCU內，砂箱、砂箱蓋、撒砂單元及加熱器如圖1所示。

1.1 撒砂裝置功能描述

撒砂裝置原理如圖2所示，通過壓縮空氣連接管，主風缸的壓力空氣經過隔離塞門（01）、減壓閥（02），到達干燥電磁閥（04）和撒砂電磁閥（05），最后流入撒砂單元（06）。撒砂裝置受列車控制系統控制，執行撒砂動作。

1.2 撒砂單元

撒砂單元有兩個空氣入口：

第一個通入由干燥電磁閥流入的壓力空氣，用于干燥砂子；

第二個通入由撒砂電磁閥流入的壓力空氣，用于撒砂。

砂箱采用帶有降壓保護作用的專用砂箱蓋密封，撒砂加熱器用于加熱砂管以避免低溫時砂管凍結。

2 撒砂故障描述及原因分析

城際動車組大西線自主化部件運營考核期間，撒砂裝置例行檢查時發現8車左撒砂裝置出沙量較之前例行檢查時明顯偏少，于是對1車撒砂裝置進行測試，發現1車撒砂裝置出沙量較8車明顯增多，經過對比分析，初步判定8車撒砂功能異常。

結合上述出沙量不同的現象，為了進一步驗證各撒砂裝置出沙量，決定對城際動車組頭車共四個砂箱出沙量采取量化對比分析。利用城際動車組庫內檢修期間進行撒砂功能試驗，試驗前準備4個塑料袋，先在1車兩個撒沙口套上塑料袋準備接沙，根據撒砂控制原理，在占用端司機室內啟動撒砂按鈕后，占用端頭車兩側砂箱會同時出沙，撒砂時間設定為30秒。司機換端后，同樣的操作方法在另一頭車進行撒砂試驗。試驗結果如圖3、圖4所示，由左向右依次為1車左、1車右、8車右、8車左等四個位置撒砂單元撒砂30s時撒砂噴嘴的出沙量。

經計算，1車左、1車右及8車右出沙量大約分別為0.62L、0.47L、0.3L，由此可判定，8車左砂箱基本不出沙，撒砂功能出現異常。

通過對撒砂裝置及功能原理分析，當撒沙量偏少時應該從風壓、砂箱氣密性、沙質、撒砂軟管堵塞及撒砂單元內部等方面進行分析。經過目視檢查及儀器檢測，通過對撒砂控制模塊壓力測試口檢測風壓符合要求。沙質來源為動車所與其他車型用沙一致，軟管目視檢查未見異常。8車左砂箱蓋與其他撒砂單元砂箱蓋的比較，未發現明顯異常。初步判定可能原因為撒砂單元內部問題。

3 撒砂故障處理

為保障撒砂檢修順利，在動車組二級修期間，對8車左砂箱撒沙單元進風口連接管路進行拆解，其拆解位置如圖5圈中所示。

將螺堵拆卸后，用鑷子將里面縮堵及濾芯小心取出，如圖6所示，左側為縮堵，右側為濾芯。

由圖可見，縮堵及濾網塑料外表均有少量灰塵，濾網（圖中圈）由于灰塵覆蓋已經相當嚴重。為此，將過濾網及縮孔進行更換，并將縮孔換成金屬材質的產品。擬更換的縮孔及濾網如圖7所示。

換裝新的縮堵及濾芯并恢復安裝后，對8車撒沙單元進行撒沙30S測試，8車左右砂箱出沙量如圖8所示。左圖為左砂箱出沙量（原來幾乎不出沙），右圖為右砂箱出沙量（與原來出沙量無變化）。

經測量，8車左沙箱30s出沙量約為0.56L，右砂箱出沙量仍約為0.3L，左沙箱出沙量明顯改善，撒砂功能恢復正常。

4 結語

通過對8車左撒砂單元縮堵及濾芯的更換，出沙量明顯改善，撒砂功能恢復正常，由此可以判定造成撒砂單元不能正常出沙的原因為，濾網的過濾作用將壓縮空氣中殘存的雜質附著于過濾網上，阻礙了撒砂單元供風口壓縮空氣的流動，風壓降低，從而導致撒砂單元不能正常出沙。

相對于原塑料縮堵，金屬縮堵具有耐高溫、耐老化，孔徑穩定等特點，更利于撒砂功能的持續運行。鑒于撒砂長時間工作可能出現的雜質沉積，動車組在后續運行期間可定期對撒砂單元撒砂供風口及干燥供風口內縮堵及濾芯進行檢查清理，必要時更換濾芯，確保撒砂功能正常，保障列車行駛安全。故障處理完后列車已運行近20萬公里，未出現撒砂量偏少的現象，運行效果良好。

因壓差式撒砂單元原理及結構非常相似，因此對裝有壓差式撒砂單元的其他車型同樣適用，對解決出沙量偏少問題起到了一定的指導作用。

參考文獻

[1]周小軍，汪虎，董智.HXD3機車撒砂裝置故障淺析.機車電傳動，2009.

[2]蔣紅果，徐紅星.撒砂裝置在低地板車輛上的應用.技術探討，2013.

[3]TB/T 3254-2011 機車、動車用撒砂裝置[S].