重載鐵路貨車車輛抱閘故障的分析及措施

曹政祥

【摘 要】重點分析重載貨車車輛抱閘的原因，并針對故障原因提出整改建議及相關措施。

【關鍵詞】重載；貨車；抱閘

0 引言

大秦鐵路是中國第一條雙線電氣化重載運煤專線，自2004年起全線大量開行單元萬噸、組合萬噸和兩萬噸重載組合列車，為提高長大編組列車制動機的一致性，大秦線C80型系列貨車裝用了120-1型空氣控制閥，但在實際運用中，制動閥性能的差異對列車運行乃至整體運輸組織方面都有著嚴重的影響，重載貨車的抱閘故障仍是困擾安全平穩運輸的主要難題之一。

1 大秦線配屬C80型車輛抱閘問題提出

大秦鐵路西起山西大同、東至河北秦皇島，兩地海拔落差達700多米，因此大秦線存在多處長達下坡道，列車運行中機車再生力調速、空氣制動調速等操作頻繁，僅茶塢以西，因坡道慣性需使用空氣制動調速的地段多達11處。頻繁使用空氣制動，長大編組列車因空氣制動閥性能的差異，存在制動缸緩解不到位、緩解不及時、不緩解等現象，直接導致車輛抱閘運行。2016年上半年，大秦線C80型系列車輛編組的萬噸、兩萬噸列車發生抱閘故障52起，分別為：TFDS預報鞲鞴外露故障21起、THDS預報抱閘波形31起，對行車組織存在一定的影響，同時也存在著行車安全隱患。

2 機車減壓量的試驗與分析

按照現行機車制動規范，列車使用空氣制動進行調速時，機車操縱的“初制動”列車管減壓量為50kPa，為真實掌握機車初制動時的車輛閘瓦壓力情況，我們分別選取了大秦線配屬車輛C80（H）型12輛、C80B型12輛，利用單車試驗器，在定壓500 kPa、減壓50 kPa時，主要有以下現象：

2.1 閘瓦壓力不均衡

測試的24輛車、112塊閘瓦，各閘瓦壓力從0～4.69kN不等，單輛車閘瓦壓力之和最大15.81 kN、最小僅為3.9kN。可見，小減壓量時，制動缸壓力通過基礎制動裝置傳遞后，需克服制動梁端軸與滑槽磨耗板的摩擦力，導致閘瓦作用在車輪踏面的壓力大小不均衡。

2.2 制動缸壓力不穩定

在列車管壓力減壓50kPa時，120-1閥處于“第二局減”階段、局減閥未關閉，列車管、副風缸分別通過局減閥與制動缸相通，列車管與副風缸間接相通、并平衡，如列車管壓力涌動或波動，很容易造成列車管與副風缸的壓力平衡，從而影響制動缸的壓力。在單車試驗小減壓量的過程中（60s），制動缸壓力值存在波動情況。

3 抱閘車輛的檢查與分析

2016年上半年52起抱閘故障車輛制動閥入段進行試驗，并與其檢修修竣時支出的試驗數據對比，發現：故障后試驗數值與段修支出的數據有兩項指標差異較大，分別是“緩解阻力”、“列車管減壓量”，段修支出時兩項指標的平均值分別為：13.2kPa、30.4 kPa，而發生故障后測試的兩項指標平均值為：8.1kPa、25.5kPa。以“2016年5月14日茶塢TFDS預報P74330次 （編組201輛）機后170位C80 4374487車輛1位臺車抱閘”為例：

3.1 首先測試制動閥靈敏度：利用單車“制動管排風位”排風，制動管壓力從512kPa減至506kPa（關閉排風位），制動管壓力仍在下降，繼續下降約10kPa時，制動缸開始有壓力值、制動缸鞲鞴開始伸出，當制動管壓力值降至478kPa時，一位端制動缸壓力為46kPa、制動缸鞲鞴外露79mm后，二位端制動缸壓力為43kPa、制動缸鞲鞴外露77mm后，靜置30min后，制動管壓力值、鞲鞴行程等數值基本穩定不變（類似于運用中鞲鞴外露故障狀態）。

3.2 然后對該故障車分解下車的制動閥返段制動室進行試驗分解，試驗結果4項不合格，2項性能指標數值偏小（緩解阻力、列車管減壓量），與其它發生抱閘故障車輛的制動閥表象基本一直。

3.3 通過測試發現，制動閥主要的幾項性能指標存在差異、制動閥靈敏度較高，因此現車試驗時，列車管壓力小減壓量（減壓僅6kPa）便導致制動閥動作，容易產生“一局減”、即列車管壓力開始排大氣，使列車管持續減壓，導致制動閥活塞上下壓力增大，主活塞帶動滑閥上移，隨后產生“二局減”，即列車管、副風缸同時作用于制動缸，從而導致制動缸產生壓力、鞲鞴外露等情況。這與列車運行中預報車輛抱閘、鞲鞴外露等故障相符。

4 原因分析

運行中列車發生抱閘故障是較為常見的，其原因也是多方面的，例如閘調器故障、基礎制動別勁、手制動機松動不到位以及列車過充風等，但這都屬個例，問題普遍存在的主要原因在于機車操作、車輛安裝的空氣控制閥的性能有直接關系。

4.1 重載列車編組較長，機車減壓50kPa時，車輛制動作用不同步、存在先后，并且各車輛的制動閥性能不完全相同、靈敏度有差異，因此車輛排風、制動缸壓力穩定等節點都不同，制動缸壓力、副風缸剩余壓力等數值不同；在此前提下，列車充風緩解，各車輛風源吃入量、吃入時間不同，需要克服制動閥活塞阻力不同，因此存在制動缸緩解不同步、甚至不緩解的情況。另外，大秦線重載列車的列車管定壓600kPa、其它線路為500kPa，減壓50 kPa時，大秦線列車減壓比為8.3%、而其它線路列車減壓比為10%，減壓量相對較小。

4.2 制動閥本身性能存在差異，其中“緩解阻力”、“列車管減壓量”對閥性能影響較明顯。緩解阻力是制動閥緩解狀態時，列車管壓力與副風缸壓差的最大值（即主閥活塞上、下腔的壓差值），導致緩解阻力大的原因可能有：其一是列車管向副風缸充風的滑閥與座之間通路，或閥體內通路較為不順，導致流速過慢；其二是主閥活塞自身重量、活塞各部件與閥體摩擦力、減速彈簧的工作負荷等方面的影響，使得該制動閥在緩解狀態時容易處于減速充氣緩解位（滑閥座l1孔對準的是截面面積較小的減速充氣孔l3，而不是l4）。上述兩種原因，在試驗臺上制動閥的實驗數據可能表現為“緩解阻力”值偏高，在實際運用過程中，可能導致制動缸緩解慢、鞲鞴外露等故障現象，從而引起車輛抱閘。

5 建議措施

5.1 對列車“初制動”所設定的列車管減壓量的大小進一步進行深入研究，減壓量應控制在保證車輛制動機完全克服基礎制動裝置的阻力后，各閘瓦壓力均衡作用在踏面以上。

5.2 提高制動閥檢修質量方面，除落實工藝要求外，檢修部門應深入研究制動閥的穩定性、延長制動閥的“保質期”，建議落實以下幾個方面措施。

5.2.1 保證制動閥超聲波清洗的時間，研磨后的配件要單獨二次清洗并保證清洗介質的質量，超聲波清洗后使用壓縮空氣反復吹凈各孔路、配件表面。

5.2.2 加強制動閥試驗數據的研判，試驗中“漏泄測試”項目進行兩次試驗，先進行單項試驗比對兩次數據差異，研判制動閥存在的不穩定性，并有針對性的返工修復。

5.2.3 空氣制動閥性能指標的控制方面。重點加強對“緩解阻力”、“列車管減壓量”兩項指標的控制，在保證制動閥原設計性能的前提下，我們發現穩定彈簧工作負荷數值能夠直接影響制動閥試驗項中“緩解阻力”、“列車管減壓量”數值，并且工作負荷數值越大，制動閥性能試驗時產生的列車管減壓量值越大。建議提高穩定彈簧的工作負荷值。

【參考文獻】

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[責任編輯：田吉捷]