南京地鐵車輛溢流閥的故障分析與處理

張曉明

摘要：地鐵列車在運行中出現(xiàn)了車體抖動的現(xiàn)象，對地鐵運營產(chǎn)生了一定影響。經(jīng)過檢查分析，確定是溢流閥的故障造成。對故障件進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)溢流閥存在一定的質(zhì)量瑕疵。通過優(yōu)化溢流閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計，消除了故障，保證了乘客乘車的舒適度和列車運行的安全。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛、溢流閥、故障分析、處理

2015年5月，南京地鐵S8號線列車在運行中，部分車輛出現(xiàn)車體抖動的現(xiàn)象。車體抖動原因有多種，輪對踏面異常會造成車體的抖動，轉(zhuǎn)向架異常也會造成抖動。通過不落輪鏇床對故障車輛的輪對踏面以最小切削量進(jìn)行鏇修，然后再上線運營，車輛抖動現(xiàn)象依然存在。

1.故障查找

故障列車回庫后，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)有一節(jié)車的高度閥連桿有傾斜現(xiàn)象（見圖1），車體高度較低，說明空氣彈簧內(nèi)氣壓較低。

依據(jù)氣路原理圖（圖2）測量制動輔助控制箱內(nèi)11測試點壓力與主風(fēng)壓力一致，L3測試點壓力為230kPa，正常應(yīng)為約600kPa，打開空簧風(fēng)缸（B4）的排風(fēng)閥門，缸內(nèi)氣壓沒有補充現(xiàn)象，因此判定是此節(jié)車溢流閥（L1）故障。

更換故障溢流閥后，該車上線運營時抖動現(xiàn)象消失。但其它列車多次出現(xiàn)因溢流閥故障導(dǎo)致的車體抖動的現(xiàn)象，對S8號線運營產(chǎn)生了一定的影響。

2.溢流閥故障的原因分析

將溢流閥故障件返廠測試，發(fā)現(xiàn)有多個溢流閥開啟值偏高。為了查清故障原因，對故障件進(jìn)行拆解，發(fā)現(xiàn)溢流閥的膜板與溢流閥輸入口處均存在不同程度的壓痕（見圖3）。

通過對壓痕的仔細(xì)觀察，分析壓痕的產(chǎn)生是由于溢流閥組裝好后，將調(diào)壓旋鈕擰到最大位置靜置12小時產(chǎn)生的，該試驗步驟導(dǎo)致膜板在彈簧力作用下受壓從而與溢流閥下殼體進(jìn)口腔的金屬底面長時間貼合，使得溢流閥輸入口膜板受力面積由 mm?變?yōu)檩斎肟谕◤矫娣e mm?，因此溢流閥開啟壓力變大。

當(dāng)溢流閥開啟壓力大于當(dāng)時主風(fēng)壓力時，運用車輛有可能產(chǎn)生溢流閥無法開啟的故障。列車在運行過程中，高度隨著車輛重量的變化，會調(diào)整空氣彈簧內(nèi)的壓力并排出一部分空氣，由于溢流閥不能開啟，進(jìn)而導(dǎo)致溢流閥下游空氣彈簧里的氣壓無法得到補充，并呈逐漸降低趨勢，最終滿足不了當(dāng)時的工況要求，使車體產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。

3.故障處理

為了解決溢流閥故障，制造廠家改進(jìn)了溢流閥組裝工藝，減小了壓并時間，并對S8號線全部列車的溢流閥進(jìn)行了整改，但是，整改后仍然出現(xiàn)了溢流閥故障。將故障件返廠在試驗臺上測試，溢流閥開啟值在800 kPa以上，不滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。將溢流閥拆解，發(fā)現(xiàn)溢流閥膜板中心存在破損痕跡，會導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)口的壓力從該位置漏出，從而使溢流閥的開啟壓力變得更大。經(jīng)分析研究，認(rèn)為是由溢流閥在出廠試驗前的磨合試驗導(dǎo)致。由于膜板式溢流閥結(jié)構(gòu)特性決定，必須對彈簧、膜板反復(fù)磨合，消除彈簧應(yīng)力，使溢流閥輸出值穩(wěn)定。但是磨合試驗會導(dǎo)致膜板壽命降低，無法滿足產(chǎn)品6年大修周期，個別膜板質(zhì)量較差的情況下可能無法滿足3年檢修周期，極端情況下在短時間運用后出現(xiàn)質(zhì)量問題。

溢流閥膜板的國內(nèi)供應(yīng)商不能保證產(chǎn)品的一致性，個別橡膠件質(zhì)量較差，無法滿足現(xiàn)場的運用。對此，制造廠家對膜板式溢流閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計改變，變成一款新結(jié)構(gòu)的活塞式溢流閥（見圖4），兩種閥的工作原理、技術(shù)參數(shù)要求完全相同。新款溢流閥在通過了內(nèi)部測試后，進(jìn)行了外觀檢驗、高溫試驗、低溫試驗、沖擊振動試驗等第三方的試驗，測試結(jié)果滿足技術(shù)指標(biāo)，符號裝車運用的要求。

2015年12月至2016年3月，活塞式溢流閥裝在S8號線的三列車上進(jìn)行驗證。驗證期內(nèi)，定期對溢流閥的情況進(jìn)行跟蹤測試。相關(guān)測試結(jié)果正常，開啟值比較穩(wěn)定，2016年6月開始對S8號線其它列車進(jìn)行整改，9月份全部完成。活塞式溢流閥更換至今，未出現(xiàn)過故障，開啟值較穩(wěn)定，產(chǎn)品運用情況良好，保證了列車運營安全。

參考文獻(xiàn)

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