鐵路機車內燃機車制動缸壓力不緩解或緩解不到零的原因分析

徐耀培

一、問題提出

獨山子石化公司鐵路運輸公司機務段配屬10臺內燃機車，承擔著獨山子石化公司大部分原料運入及化工產品運出工作。這10臺內燃機車所使用的制動機全部為JZ-7型制動機。2016年冬季，天氣寒冷，氣溫在零下20多度，我段DF4DD0256機車在一次作業過程中出現以下現象：在北站掛車后車輛試風作業一切正常，途中運行也沒有發生異常，列車到達煉化站制動停車，車站列檢摘完車后給司機信號讓機車向前移動，司機緩解自閥后提手柄走車時，發現機車輪對抱閘，機車制動缸壓力未緩解。

二、危害

這種故障若不能及時發現處理，將會造成閘瓦抱輪，直接影響牽引電機的正常轉速，使牽引電機運行電流過高，電流高導致牽引電機溫度升高，影響電機使用壽命；甚至會造成動輪遲緩或運緩事故。因此必須引起高度重視，防止此類事件的發生。

三、故障原因分析

1.自閥常用制動區的綜合作用

該位置是列車運行中，在正常情況下，使列車緩慢停車或調節速度時使用。常用制動區設有最小減壓位和最大減壓位（列車管定壓為500kPa時，最大有效減壓量為140kPa；列車管定壓為600kPa時，最大有效減壓量為170kPa），在這兩位之間，隨著自閥手柄移動的位置不同，列車管的減壓量也隨之不同。

（1）自動制動閥

調整閥先呈制動狀態，均衡風缸和膜板右側的壓力空氣經排氣閥口排向大氣。待膜板右側及均衡風缸風壓與柱塞在調整閥內所處位置確定的風壓后，調整閥膜板兩側壓力平衡時，調整閥自動呈制動后的保壓狀態。重聯柱塞閥柱塞凸槽仍連通均衡風缸管與中均管。緩解柱塞閥柱塞中心孔使總風缸經客貨車轉換閥（手柄在貨車位）通總風遮斷閥管。同時，柱塞凹槽將過充管與大氣連通，防止因過充柱塞左側有壓力空氣影響制動。

（2）中繼閥

由于總風缸緩解柱塞閥、客貨車轉換閥（手柄在貨車位）通總風遮斷閥套彈簧側，使總風遮斷閥呈關閉狀態。由于均衡風缸減壓，中繼閥膜板活塞左側中均室壓力降低，在制動管及膜板活塞右側的壓力空氣推動下打開排氣閥口，制動管壓力空氣由排氣口排向大氣，其減壓量與均衡風缸的減壓量相同時，膜板活塞兩側壓力平衡，排氣閥口關閉，呈制動后的保壓狀態，全列車制動。

（3）分配閥

由于制動管減壓，副閥由緩解位經局部減壓位至制動位，柱塞凹槽開通制動管經局減止回閥與局減室和充氣閥柱塞尾端小孔與大氣的通路，引起分配閥附近制動管局部減壓，以提高主閥制動的靈敏度。同時，柱塞尾端還切斷了工作風缸與降壓風缸的通路，柱塞中心孔還連通降壓風缸經保持閥通大氣的通路，待降壓風缸壓力降至與制動管壓力相等時，活塞在彈簧作用下右移至中立位，降壓風缸停止減壓。

主閥因制動管的減壓量呈制動位，總風經主閥供氣閥口及常用限壓閥柱塞凹槽向小膜板活塞上方和作用風缸充風。當作用風缸壓力達到24kPa時，充氣閥由緩解位移至作用位，柱塞凹槽切斷了制動管與工作風缸的通路，防止逆流破壞制動作用；柱塞尾端切斷了制動管經局減止回閥排向大氣的局減通路，結束局減作用。直到小膜板活塞上方作用風缸的增壓與大膜板活塞上方制動管的減壓量相適應（比例為2.5：1）時呈中立位，總風停止充風。如制動管減壓量過大，當作用風缸壓力達到常用限壓閥調整的壓力時，常用限壓閥由正常狀態自動呈限壓狀態，切斷總風向作用風缸等處充風的通路，停止充風起限壓作用。

（4）作用閥

由于作用風缸增壓，作用閥呈制動位，總風缸壓力空氣經供氣閥向制動缸和膜板上方充氣，機車發生制動作用，當膜板兩側壓力平衡時，自動呈保壓位。

（5）制動缸

由于壓力空氣充入制動缸，推動活塞及活塞推桿壓縮緩解彈簧移動產生推力，經傳動裝置使閘瓦壓緊車輪，產生制動作用。制動缸壓力的大小與作用風缸壓力有關，當列車管定壓為500kPa時，常用全制動最高壓力340～360kPa；列車管定壓為600kPa時，常用全制動最高壓力400～430kPa。

2.故障判斷

綜上所述，機車制動缸壓力的變化，受分配閥、作用閥的控制，而與自閥、中繼閥無任何關系。自閥只是控制中繼閥的壓力變化，而中繼閥只是控制制動管的壓力變化。根據制動系統原理，判斷該故障為：①分配閥故障；②作用閥故障。

要區分這兩個故障，首先，將自閥、單閥均置于運轉位，排出制動缸內的壓力空氣，關閉分配閥列車管塞門或分配閥總風塞門，制動管的壓力變化無法控制作用閥的壓力變化，機車始終呈緩解狀態。若單閥制動和緩解性能良好，為分配閥故障，反之為作用閥故障。因此，經上述試驗可以判定為分配閥故障。

四、應急處理

為了順利完成這趟運輸任務，在不耽誤生產的情況下，可以關閉分配閥的列車管塞門或分配閥總風塞門，排出制動缸內的壓力空氣維持運行至回段檢修處理。在進站制動停車時需注意：自閥減壓停車前應將單閥置于制動區，讓機車提前上閘（制動缸壓力大小由自閥減壓量定），防止因車輛制動力過大造成斷鉤事故的發生。

五、后續及應對措施

回段檢修拆下分配閥進行解體時發現，由于當時氣溫特別低，分配閥內部有水分進入發生凍凝，造成緊急限壓閥失靈。由于常用限壓閥在限壓狀態時，切斷了作用風缸經常用限壓閥柱塞凹槽由主閥排氣口的排氣通路。作用風缸的壓力空氣不能排出，機車也就不可能得到緩解。常用限壓閥由限壓狀態向正常狀態自動轉換，必須依靠緊急限壓閥的止閥呈緩解狀態，開放閥口為作用風缸提供一條排氣通路之后，才能保證常用限壓閥由限壓狀態可靠的向正常狀態自動轉換。

為此，機務段采取多項措施避免類似事情再次發生。

（1）定期更換風源凈化裝置中的干燥劑。風源凈化裝置裝在機車空壓機和總風缸之間，其主要作用是為了降低壓縮空氣的濕度，過濾掉壓縮空氣中的水分，提高壓縮空氣的質量。裝置中的干燥劑由于長時間使用，其干燥過濾效果已經不是太好，所以機務段要定期對風源凈化裝置中的干燥劑進行更換。

（2）機車分配閥上加裝電加熱套。雖然風源凈化裝置對降低壓縮空氣的濕度有很好的作用，但在實際工作中還會有少量的水分進入管路和閥體中。在極嚴寒的天氣中，機車分配閥內部容易發生凍凝現象，影響到閥件的動作靈活度，造成制動系統的故障，影響到機車的安全運行。在分配閥上加裝電加熱套，通電加熱后，即使閥體中有少量水分也不會發生凍凝。這就有效避免了因天氣寒冷發生的分配閥凍凝現象。

（作者單位：獨山子石化公司鐵路運輸公司機務段）