某型號內燃調車機空氣制動系統改造

何延君

摘要：由于某型號內燃調車機使用過程中空氣制動系統出現單元制動器卡滯、水分大等問題，通過查找原因發現是由其設計缺少空氣干燥裝置導致，因此對其進行技術改造，為了不造成該車型原有空氣系統布局大的變動，通過分析對比選擇了加裝雙塔型空氣干燥裝置，徹底解決了該型內燃調車機空氣制動系統凝水的問題。

關鍵詞：內燃調車機;空氣干燥裝置;單元制動器;緩解

0? 引言

筆者原單位曾經采購了兩臺中車旗下某子公司設計并生產制造的某型號內燃調車機（以下簡稱調車機），可能是缺少設計生產經驗，該型號調車機在使用過程中，同時出現較多的問題，典型的有空氣制動系統水分大造成管路銹蝕、車速達到30km/h后前端駕駛室明顯能感覺到車體抖動、車軸齒輪箱滲油等。這些問題一直影響這兩臺調車機的使用，廠家技術人員多次處理也未能得到解決，有的甚至技術人員也無處下手，無奈只能依靠自己力量進行研究。經過研究認為主要是設計缺陷導致，必須對其進行技術改造才能徹底整改。本文僅對空氣制動系統的改造進行分析總結。

1? 該調車機風源系統原理

該車空氣制動系統原理空壓機—總風缸部分如圖1所示。

這套風源系統主要部件有空壓機、冷卻器、油水分離器、除水器、總風缸，油水分離器與除水器設計安裝在冷卻器后邊，意在冷卻后的壓縮空氣通過除油、除水工序后，其中的水、油等雜質被過濾掉后進入總風缸。

2? 使用過程中存在的問題

2.1 風源系統水量大

每次用車后均須手動對總風缸排水，排水量較大，并且水中摻有鐵黃色雜質。

2.2 除水器經常堵塞

除水器在此應具有自動排出管路內水分功能，但其經常自動排水不暢，導致風源系統供風不足，須經常更換除水器，維護成本較高。

2.3 個別單元制動器停放制動無法緩解

兩車各有一臺JSP-2型單元制動器多次出現停放制動無法手動緩解情況，司機在整備作業過程中多次發現操作停放制動無法緩解，其余單元制動器均能正常緩解，手動操作問題單元制動器手動緩解也無法緩解的問題，導致整備作業無法正常完成。該問題每次出現時，司機車上、車下頻繁操作均無法緩解，技術人員也無法解決，并且公司內不具備自主拆解單元制動器的條件。而在停放一段時間再次試車試驗時，又恢復正常了。這個問題是在使用了3年多的時間出現的，給行車安全和運營保障帶來了極大的安全隱患，導致這兩臺車只能段內調車使用，無法參與正線施工及救援保障工作。

3? 問題原因分析

3.1 風源系統水量大

通過分析風源系統，空氣經過壓縮后產生一定熱量，也夾雜一定量的水分，同時空氣壓縮機工作需要潤滑油潤滑及冷卻，壓縮空氣內也夾雜少量的潤滑油，因此系統內設計油水分離器和除水器，壓縮空氣經過油水分離器過濾掉夾雜在壓縮空氣內的潤滑油后，通過除水器排出水分，而除水器不能自動排出水分導致大量水分殘存在壓縮空氣內，跟隨壓縮空氣進入總風缸，同時風源系統多部件長期在內部潮濕的條件下工作，導致內部銹蝕。

3.2 除水器經常堵塞

風源系統部件、管路內部長期潮濕，而除水器的作用是排出少量水分，但系統內存在大量水分，因此除水器自動工作不暢通導致其內部積水，并且由空氣壓縮機到除水器之間部件、管路內部在長期潮濕環境下工作出現銹蝕，同時壓縮空氣內仍存在未被過濾掉的微小顆粒均進入除水器并積存下來導致除水器堵塞，也就加大了除水器的更換頻次，系統問題未解決，在除水器更換不及時的情況下必然繼續堵塞。

3.3 單元制動器不緩解

3.3.1 單元制動器手動緩解工作原理

帶有手動緩解閥的JSP-2型單元制動器停車制動及手動緩解狀態如圖2所示。

當彈簧停車制動器處于制動時，在沒有壓縮空氣緩解彈簧停車制動器的情況下，可用手緩解鑰匙拉動彈簧停車制動器的手緩解拉手7，使棘爪與棘輪之間的鎖閉脫開，實現手動快速緩解。這時在制動主彈簧1作用力下，棘輪可以自由地旋轉，制動勾貝4向下移動，同時在螺紋副和塔式彈簧力的聯合作用下，螺桿向回運動到全緩解位置。

當壓縮空氣重新充入儲能缸體，制動勾貝壓縮制動主彈簧，棘輪裝置重新嚙合，彈簧停車制動裝置再次進入作用前的準備狀態儲能備用。

3.3.2 停放制動卡滯的主要原因

①主彈簧、螺紋副和塔式彈簧故障：拉動彈簧停車制動器的手緩解拉手后，棘爪與棘輪之間的鎖閉脫開，但主彈簧、螺紋副和塔式彈簧這套回位裝置未動作。

②棘爪和棘輪故障：用手緩解鑰匙拉動彈簧停車制動器的手緩解拉手有動作，但棘爪與棘輪之間的鎖閉未脫開。

3.3.3 結論

由于僅有兩個單元制動器停放制動、手動緩解出現問題，因此可以排除控制電路和制動管路的問題，而這兩個單元制動器手動緩解不工作的問題時而出現時而自動消失，說明主彈簧工作正常，因此可以排除主彈簧及螺紋副組合的問題，而風源系統內水分大導致的銹蝕出現在棘爪與棘輪鎖閉裝置上也是存在這種可能的，并且這兩臺車都存在使用頻率不高每天僅進行整備作業的情況，而手動緩解裝置由于使用頻率低，由于風源系統的污染不排除會出現由于雜質、銹蝕出現卡滯的情況，需要具體拆解單元制動器可以確認。

3.4 問題原因總結

通過以上分析，可以確定由于除水器工作不暢，導致這兩臺車空氣系統存在較大量水分及其它雜質，進而出現除水器堵塞、單元制動器停放制動卡滯等問題，因此必須對這兩臺車空氣系統進行徹底改造，在壓縮空氣進入總風缸前去除水分、雜質。

4? 整改方案

4.1 風源系統

改進油水分離器和除水器組合為空氣干燥裝置和油水分離器組合來降低整個系統內水量。

①空氣干燥裝置選型。干燥器有吸附式、冷凍式、潮解式、滲膜式及組合式等多種型式。由于吸附式、滲膜式使用成本較高，潮解式在國家標準中不推薦，而冷凍式對環境溫度較為敏感，同時對公司采購的中車旗下另一公司軌道車空氣制動系統進行對比，選取與該車同型的可連續供風并且無熱再生式雙塔空氣干燥器，可防止軌道車輛制動系統及氣動設備產生銹蝕、堵塞、凝水、結冰等現象，從而避免由上述現象引起的制動機及氣動設備失靈而造成的行車和運行事故，延長制動系統及氣動設備的檢修周期，節省人工和檢修費用。該型干燥器在其閥集板上設有溫控加熱管，3℃時可自動開啟加熱，可有效防止干燥器閥類在寒冷冬季結冰，適應的環境溫度為-40～+50℃。經干燥器處理的壓縮空氣，其主要凈化指標可達：含油量低于10ppm;含塵埃的顆粒不大于10μm;相對濕度低于35%。

②改造后的風源系統原理。改造后的風源系統原理如圖3所示。

該空氣干燥器進風管路裝有油水分離器，壓縮空氣經油水分離器分離一部分液態油、水后進入干燥器，干燥器將壓縮空氣進一步過濾凈化。

4.2 管路及部件

對兩臺車空氣管路、風缸及連接件全部解體使用脫漆劑、草酸進行了除銹，為了加強防腐，管路、風缸除銹并清潔干燥后又做了內外鍍鋅處理，對檢查銹蝕嚴重的連接件進行了更換。

4.3 單元制動器

由于單元制動器的拆解、試驗、安裝需要專業設備，現場不具備解體條件，再者維修人員沒有單元制動器維修經驗，即使解體發現問題或部件損壞現場也沒有備件，同時兩臺車共16臺單元制動器，JSP-1、JSP-2型各8臺，需要全部解體維修，工作量較大，最終選擇返廠維修。

4.4 制動機及閥件

兩臺車JZ-7制動機及全部閥件上試驗臺進行了校驗。

5? 改造后使用情況

兩臺車空氣系統經過改造后，風源系統總風缸內水分較以前明顯減少，可以說取得了成功。

參考文獻：

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