FBO高度閥與差壓閥的性能特點研究

杜濤　彭杰　齊煜昕

摘要：目前我國鐵路客車裝用的高度閥與差壓閥主要來自國外進口，其中由法國FBO公司生產的高度閥與差壓閥裝用在中車南京浦鎮車輛有限公司制造的PW220K型轉向架客車上，FBO高度閥與差壓閥除了有可靠的性能以外，還便于日常維護和檢修。

關鍵詞：高度閥;差壓閥;空氣彈簧

當今中國鐵路客運為旅客出行提供了快捷方便的服務，更為旅客出行帶來了舒適的感受，而這種舒適度主要靠各車型轉向架安裝的懸掛裝置保證，其中通過高度閥與差壓閥調整轉向架空氣彈簧高度，保證了車輛運行平穩性。目前我國鐵路客車裝用的高度閥與差壓閥主要來自國外進口，其中由法國FBO公司生產的高度閥與差壓閥裝用在中車南京浦鎮車輛有限公司制造的PW220K型轉向架客車上。

1 結構組成

1.1 高度閥由以下主要部件組成

（1）一個控制桿。（2）一個控制連桿和閥門活塞來傳遞轉向架與車身之間距離信息的體統（控制軸、銷、活塞、調節螺釘、等）。（3）三個艙室：進空氣彈簧（A室）、壓力室（B室）和排空氣彈簧（C室）。（4）一個開啟和關閉艙室的系統（由兩個閥門啟動——進氣閥和排氣閥，由相互獨立的一個連桿操作）。

1.2 差壓閥由以下主要部件組成

由閥體、單向閥、彈簧、調節螺母、密封圈、鎖緊卡簧、濾網等部件組成。

2 主要技術參數

2.1 高度閥技術參數

（1）最大工作壓力：10.4bar：150.8psi。（2）正常工作壓力：-25℃，+70℃（專用閥可適用于-40℃）。（3）流量曲線：D4曲線（法鐵標準）。（4）重量：1.324kg。（5）防腐處理：陽極氧化處理（240小時）。

2.2 差壓閥技術參數

（1）最大工作壓力：10.4bar：150.8psi。（2）正常工作壓力：-25℃，+70℃（專用閥可適用于-40℃）。（3）開啟壓力差：（150±20）kPa。（4）重量：0.3kg。（5）防腐處理：陽極氧化處理（240小時）。

3 工作原理

3.1 高度閥工作原理

當高度閥集成在同一轉向架組成時，可控制空氣彈簧中的供氣量（圖1）。無論車輛的負載如何變化都可以確保轉向架梁與車身之間的恒定距離。

3.1.1 啟動位置工況（圖2）

負載車體與轉向架的恒定距離無變化。如果車體負載不變，則控制桿（11）不發生作用，它處于盲區中心點位置。與裝置連接的滑塊（13）不移動。控制連桿（16）處于空檔位，其余各活塞閥門均停留在閥門座上。三個艙室間沒有相互作用。

3.1.2 負載增加工況（圖3）

當車身負載變化加大時，控制裝置會接收到此信息：控制桿（11）轉動，觸發滾柱上的控制軸（22），因是偏心的，所以銷（23）被拉向滑塊（13）槽內側，從而觸發滑塊（13）和操縱連桿（16）移動。在控制連桿（16）上部的六角螺母（18）與進氣閥連接，并打開進氣閥（9）。然后A艙與B艙相通，通過連接到空氣彈簧的出口供氣，以補償車身負載增加而導致車身與轉向架間距離的變化。當空氣彈簧充氣后，車身與轉向架間距離變為正常。控制桿（11）返回盲區中心位置，控制連桿（16）與其相連返回原位，進氣閥（9）同時歸位關閉。高度閥回到啟動狀態。

3.1.3負載減少工況（圖4）

當車身負載減輕時，控制裝置會接收到此信息：控制桿（11）轉動，觸發滾柱上的控制軸（22）及銷（23），從而觸發滑塊（13）和操縱連桿（16）向上移動。在控制連桿（16）的螺母與排氣閥連接，并打開排氣閥（4）。然后B艙與C艙相通，因空氣彈簧壓力較高，可通過連接到空氣彈簧的出口排氣，導致車身與轉向架間距離的變化。當空氣彈簧排氣后，車身與轉向架間距離變為正常。控制桿（11）返回盲區中心位置，控制連桿（16）與其相連返回原位，排氣閥（4）同時歸位關閉。高度閥回到啟動狀態。

3.2 差壓閥

3.2.1 差壓閥的作用

差壓閥是保證同一個轉向架兩側空氣彈簧的內壓之差，不能超過行車安全的規定值。

3.2.2 差壓閥工作原理

（1）在轉向架左右兩側均載情況下，車輛正常運營是，該壓差值不影響由于車輛振動所引起的空氣彈簧內壓力變化的值。（2）差壓值應高于車輛在曲線運行時，僅車體兩側載荷變化而使空氣彈簧內壓力變化的壓差值。（3）當轉向架一側空氣彈簧發生破裂時，另一側空氣彈簧內壓不能過高，并能使車輛以較低速安全運行，一邊于事故的處理。

3.2.3 差壓閥工況

差壓閥兩個連接口分別連接兩個空氣彈簧（圖5），在這里我們將兩個空氣彈簧分別定義為空氣彈簧Ⅰ和空氣彈簧Ⅱ。（1）啟動工況：當空氣彈簧Ⅰ的壓力充氣至200kPa，此時單向閥Ⅱ檢查到氣壓向空氣彈簧Ⅱ補充氣壓。（2）動作壓差工況：當空氣彈簧Ⅰ的壓力充氣至400kPa，待壓力穩定后，兩空氣彈簧壓差應為（130～170）kPa，此時通過單向閥Ⅱ向空氣彈簧Ⅱ補充氣壓。（3）綜合壓差工況：當兩空氣彈簧均充至500kPa，然后將其中一空氣彈簧降至200kPa，待壓力穩定后，兩空氣彈簧壓差應為（130～170）kPa。

4 結語

FBO高度閥與差壓閥體采用鋁合金，重量輕巧，表面采用陽極氧化處理，防腐性能好，常規檢修時不需重新進行防腐處理。內部結構純屬機械結構，結構簡單，便于檢修。結構上無液態介質，環境溫度適用范圍廣。高度閥采用模塊化設計，檢修時只需將連接閥體組成和接口模塊的螺栓即可完成高度閥更換，不需分解進、出風管路，大大減少維修工作量，而差壓閥由于重量輕，結構上不需設置專門的螺栓孔進行安裝，只需通過管路即可完成安裝。綜上所述，FBO高度閥與差壓閥除了有可靠的性能以外，還便于日常維護和檢修。

參考文獻：

[1]張奎全.3種進口高度調整閥結構特點分析[J].鐵道車輛，2000，38（12）：2427.

[2]呂松江.PW220轉向架用高度閥與差壓閥檢修標準探討[J].機車車輛工藝，2016，（3）：3435.

[3]FBO.The overhaul and test technical specification for the FBO.leveling valve differential valve[Z].2013.

作者簡介：杜濤（1980—），男，漢族，江蘇南京人，本科，助理工程師，研究方向：軌道交通。