CRH380A型動車組總風保壓不良的故障分析及改進措施

王英紅

摘 要：高速動車組主供風系統若發生泄漏會直接對動車組制動系統造成影響，是高速動車組能否正常運行的重要因素之一，本文對CRH380A型高速動車組總風保壓不良問題進行了分析，并且針對故障情況提出相應的改進措施。

關鍵詞：CRH380A型動車組;主供風系統;膜式干燥器;MPV單向閥;故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.093

1 CRH380A型動車組供風系統說明

CRH380A型動車組主供風系統由螺桿式主空氣壓縮機、膜式干燥器、主風缸以及相應的管路閥件組成，為制動系統及其它風動裝置提供清潔、干燥的壓縮空氣，工作壓力為780kPa～880kPa，如圖1所示。

2 總風保壓不良的故障分析及改進

2.1 膜式干燥器故障分析及改進

CRH380A型動車組運營過程中暴露出了總風保壓不良的問題，主要原因為主空氣壓縮機組膜式干燥器漏泄導致總風壓力下降。

（1）膜式干燥器工作原理。膜式干燥器由數以千計的薄膜纖維組成。當壓縮機工作時，壓縮空氣經干燥器入口處的止回閥流過干燥器;潮濕的壓縮空氣流經薄膜纖維，壓縮空氣中的水在壓力的作用下從膜管中排出;分離出的水在反吹氣流的作用下排出干燥器;當壓縮機停機時，電磁閥關閉，反吹停止。

（2）膜式干燥器故障原因分析。空壓機運行過程中，壓力的上升使薄膜膨脹;空壓機停止運行時，干燥器內壓力下降至0，薄膜恢復其原來的形狀，這種循環的形變導致纖維的疲勞，縮短干燥器的壽命。空壓機出口直接和總風缸相通，當空壓機停止工作時，通過總風缸儲備的壓縮空氣向膜式干燥器補風，以保持纖維薄膜處于膨脹狀態，從而降低空壓機啟動時對干燥器薄膜的沖擊，延長干燥器的使用壽命;由于空壓機停機時薄膜纖維有著微量的自然泄露，這就會導致總風缸壓力下降。

（3）改進措施。針對此問題，解決措施是將干燥器與總風隔離，在主空壓機干燥器到總風缸的管路之間可增加50L儲氣風缸及MPV單向閥。

在空壓機打風時，首先向儲氣風缸供風，MPV單向閥壓力設置在600 kPa，當儲氣風缸達到600kPa后開啟，壓縮空氣通過MPV單向閥向總風缸充風，總風壓力達到880 kPa時，空壓機停止工作，此時MPV單向閥起到止回閥的作用，防止總風缸壓力逆流至膜式干燥器，可避免總風壓的漏泄。

2.2 MPV單向閥故障分析及改進

CRH380A型動車組在MPV單向閥安裝后車輛運行約60萬公里后，相繼出現了該閥故障導致保壓不良的問題。

（1）MPV單向閥工作原理。MPV單向閥結構如圖2所示。無氣壓狀態時：調整彈簧⑥通過彈簧座③直接作用在閥座⑦上，閥座④壓緊在閥體①的閥口上，閥口壓緊力等于調整彈簧⑥的彈簧力，進氣口于與氣口處于截斷狀態。當空壓機供風時：進氣口壓力逐漸增大，當大于彈簧力時，調整彈簧⑥壓縮量增加，彈簧閥座③、復位彈簧⑦與閥座④一同往上運動，閥口打開，壓力空氣主風管供風。止回功能：當空壓機停止供風時，由于干燥器的自然泄漏，進氣口壓力小于出氣口壓力，閥座在氣壓及彈簧力作用下，重新回位壓在閥體①的閥口上，壓緊力等于復位彈簧力與進、出氣口壓力差之和，由于閥口關閉，進氣口壓力持續下降時，保證主風管空氣不會通過進氣口排出，實現止回功能。

（2）故障原因分析。根據以上原理分析，止回功能主要依靠件⑦的復位彈簧力以及進、出氣口壓差實現。在整車測試過程中，由于干燥器緩解排風，導致初始階段壓差極小，止回密封性功能完全依靠復位彈簧力實現，在彈簧力較小的情況下，易造成件④與閥口之間密封不嚴，導致空氣逆流，止回功能失效。（MPV單向閥在出廠止回功能測試時，采用的國內外常規測試方法：迅速排出輸入端壓縮空氣，測試輸出端壓力是否有下降情況。此種方法可以快速建立壓力差，與彈簧力共同保證密封，壓力不回流。）MPV單向閥在車輛整車保壓測試工況與出廠測試工況存在差異，導致了現車止回故障，造成了總風保壓不良的問題。

（3）改進措施。從結構原理上分析，MPV單向閥的止回功能取決于彈簧力大小以及進、出口壓差，止回功能不佳為彈簧力偏小所致。通過加大彈簧力，可以有效改善整車保壓試驗情況下的止回功能不良現象。

為此，通過改進彈簧設計即增加彈簧直徑和彈簧長度來解決上述問題，從而增強MPV單向閥止回功能。更換MPV閥內的彈簧后，進行性能測試，性能良好。

改進后的MPV單向閥經過現車裝車驗證止回效果達到很好的改善，目前車輛上MPV單向閥已更新為改進升級后的新件，有效解決了車輛上總風壓力保壓不良的問題。另外，車輛在日常的檢修維護工作時，要加強保壓檢測，對可能出現的故障現象進行有效預防;同時，MPV單向閥的生產過程也要加強嚴格的質量卡控。

3 結束語

本文首先介紹了CRH380A型高速動車組主供風系統，并對引起總風保壓不良故障的膜式干燥器、MPV單向閥的工作原理及故障原因進行了分析介紹，并提出了相應的改進措施。