對CRH2型動車組制動控制裝置部件三、四級檢修的探討

談科倫 上海鐵路局上海動車客車段

時(shí)速 200kmCRH2型動車組分為 CRH2A、CRH2B、CRH2E型。該型動車組即將大批量進(jìn)入三、四級檢修周期。目前，僅靠南車集團(tuán)青島四方機(jī)車車輛股份有限公司（以下簡稱四方公司）承擔(dān)檢修任務(wù)，已無法滿足實(shí)際需求。為此，鐵道部分別在北京、武漢、上海、廣州成立了四個(gè)動車組檢修段（基地）。我們上海動車客車段計(jì)劃于今年上半年開始對CRH2型動車組進(jìn)行三級檢修工作，下半年開始四級檢修工作。

動車組三、四級檢修，對我段技術(shù)人員來說，是個(gè)陌生的專業(yè)領(lǐng)域，是一個(gè)學(xué)習(xí)探索的過程。目前，只能借鑒四方公司的經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)、整理出一套適合自己工裝設(shè)備的檢修流程和工藝標(biāo)準(zhǔn)，因此，筆者于去年10月去四方公司進(jìn)行了為期三周的學(xué)習(xí)考察，并對CRH2型動車組制動控制裝置的部件檢修提出了自己的思考。

1 CRH2型動車組制動控制裝置三、四級檢修現(xiàn)狀

根據(jù)運(yùn)裝客車 [2009]724 號附件 2《CRH2A、CRH2B、CRH2E型動車組三級檢修規(guī)程》，和部下發(fā)給四方公司的《CRH2A型動車組四級檢修規(guī)程》，CRH2型動車組檢修分為五個(gè)等級。一級和二級檢修為運(yùn)用檢修，三、四、五級檢修為定期檢修。CRH2型動車組三級檢修周期為距上次三級以上修程運(yùn)行45±3萬公里或不超過1年，四級檢修是指從新造或上次五級檢修起，每運(yùn)行90萬公里或每3年進(jìn)行一次的修理。檢修周期循環(huán)如圖1。

CRH2型動車組三級檢修主要是對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行檢修，而對制動控制裝置的部件不作任何拆卸、分解，只在靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試時(shí)，現(xiàn)車檢測各項(xiàng)制動參數(shù)；四級檢修時(shí)，才對零部件作分解檢修。筆者認(rèn)為，現(xiàn)有的CRH2型動車組三、四級檢修規(guī)程，對制動部件的檢修規(guī)定要求過低。這不利于高速列車的運(yùn)行安全。

圖1 CRH2型動車組檢修周期循環(huán)

2 CRH2型動車組制動控制裝置部件構(gòu)造與原理

為證明上述觀點(diǎn)，有必要簡單介紹一下CRH2型動車組制動控制裝置部件的構(gòu)造與原理。

制動控制裝置安裝于每輛車的車底中部，其部件包括：制動控制器（BCU）、電空轉(zhuǎn)換閥（EPLA閥）、FD-1中繼閥、B11、B10調(diào)壓閥、VM14電磁閥、單向閥、UMA濾塵器、風(fēng)缸等詳見圖2，圖中1-制動控制器（BCU）；2-VM14電磁閥；3-FD-1中繼閥；4-電空轉(zhuǎn)換閥（EPLA 閥）；5-B11調(diào)壓閥；6-旋塞；7-B10調(diào)壓閥。各輛車除BCU略有不同外，其余部件均相同。

由于大多數(shù)部件不直接與制動管子聯(lián)接，而是通過安裝面法蘭與箱體聯(lián)接，因此，拆裝相當(dāng)方便。

圖2 CRH2型動車組制動控制裝置組成

各部件參與制動作用過程詳見圖3（連接虛線表示電信號，實(shí)線表示壓縮空氣）。

圖3 CRH2型動車組制動作用過程示意圖

BCU是制動控制裝置的“大腦”。它采用由微處理器（CPU）進(jìn)行數(shù)據(jù)演算處理的方式，將司機(jī)室所發(fā)來的制動指令，經(jīng)過中央裝置和傳送終端，通過光纜接收后，根據(jù)各車輛的載荷信號和速度信息，演算出必要的制動力，進(jìn)行電氣制動及空氣制動的控制；此外，還具有滑行控制機(jī)能。它還跟傳送終端之間互相進(jìn)行信息的傳輸，能實(shí)時(shí)輸出各種控制數(shù)據(jù)。

由于BCU的技術(shù)專業(yè)性較強(qiáng)，四方公司委托專業(yè)生產(chǎn)廠家維修，我段也不例外。

本文著重介紹EPLA閥和中繼閥的構(gòu)造與原理。兩者構(gòu)造如圖4、圖5所示。

圖4 EPLA閥構(gòu)造

圖5中繼閥構(gòu)造

EPLA閥的作用是，把BCU所發(fā)出的電流指令變換成空氣壓力，然后控制中繼閥的供、排氣。其空氣壓力能實(shí)現(xiàn)連續(xù)且無級地控制。

當(dāng)司機(jī)操縱手柄至常用制動位（B1～B7檔），或快速制動位（EB檔）時(shí)，EPLA閥的電磁鐵得電，推動頂桿向上，再通過導(dǎo)桿打開夾芯閥。這時(shí)，等待于此的供氣風(fēng)缸壓縮空氣（MR）即通過打開的夾芯閥進(jìn)入AC1，這時(shí)即處于制動狀態(tài)；同時(shí)，AC1的空氣通過節(jié)流孔進(jìn)入膜板上方，逐漸推動導(dǎo)桿向下移動。當(dāng)兩者達(dá)到平衡時(shí)，夾芯閥落于閥座而關(guān)閉，導(dǎo)桿頂部接觸夾芯閥底面，也處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)即處于保壓狀態(tài)。

當(dāng)司機(jī)操縱手柄至運(yùn)行位時(shí)，EPLA閥的電磁鐵失電。導(dǎo)桿因失去向上的力而向下移動，這時(shí)，導(dǎo)桿頂部脫離夾芯閥，這樣，AC1空氣通過打開的導(dǎo)桿中心孔，排向大氣（EX），EPLA閥處于緩解狀態(tài)。由此可見，可通過控制電流的大小，來控制電磁鐵吸力的大小，從而控制EPLA閥的輸出壓力AC1。

中繼閥的作用是，將EPLA閥的空氣流量進(jìn)行放大后，供給增壓缸。以提高制動和緩解靈敏度，減小電磁鐵的設(shè)計(jì)電流和線圈尺寸，EPLA閥的夾芯閥、活塞、各氣室和各空氣通路均設(shè)計(jì)得比較小。如果由EPLA閥直接向增壓缸供氣或排氣，勢必影響增壓缸壓力上升或下降速度，因此，CRH2型動車組制動控制裝置采用由EPLA閥輸出壓力，控制中繼閥壓力輸出的間接控制方式。

當(dāng)常用制動或快速制動時(shí)，來自EPLA閥的空氣AC1進(jìn)入中繼閥上部膜板室，通過活塞帶動閥桿上移，打開夾芯閥。這樣，供氣風(fēng)缸壓縮空氣（MR）通過打開的夾芯閥進(jìn)入增壓缸（BC），這時(shí)中繼閥即處于制動狀態(tài)；同時(shí)，BC的空氣通過節(jié)流孔進(jìn)入膜板上方，逐漸推動閥桿向下移動。當(dāng)兩者達(dá)到平衡時(shí)，夾芯閥落于閥座而關(guān)閉，導(dǎo)桿頂部接觸夾芯閥底面，也處于關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)即處于保壓狀態(tài)。

當(dāng)司機(jī)操縱手柄至運(yùn)行位時(shí)，AC1空氣通過EPLA閥排向大氣。閥桿因失去向上的力而向下移動，這時(shí)，閥桿頂部脫離夾芯閥，這樣，BC空氣通過打開的閥桿中心孔，排向大氣（EX），中繼閥處于緩解狀態(tài)。

當(dāng)司機(jī)操縱手柄至緊急制動位（UB）或列車分離時(shí)，VM14電磁閥失電。這樣，VM14電磁閥將B11調(diào)壓閥的空氣，引入中繼閥下部膜板室AC2（詳見圖4、圖5）。與常用制動一樣，通過活塞帶動閥桿上移，打開夾芯閥，產(chǎn)生緊急制動作用。

另外，B11調(diào)壓閥、B10調(diào)壓閥也通過活塞、閥桿、夾芯閥、膜板等實(shí)現(xiàn)供氣、保壓和排氣。在此不作詳細(xì)介紹。

3 EPLA閥、中繼閥與104閥比較

通過以上對EPLA閥和中繼閥的構(gòu)造與原理的介紹可見，EPLA閥和中繼閥與間接作用式的104閥的均衡部相比，其結(jié)構(gòu)與作用原理十分相似。104閥均衡部構(gòu)造如圖6所示。

圖6 104閥均衡部構(gòu)造

通過比較可見，EPLA閥和中繼閥與104閥均衡部一樣，均由阻斷氣室與氣室、腔與腔之間空氣竄通的O型圈、膜板、夾芯閥，以及活塞、閥桿、彈簧等組成，在檢修中，有相互參考和借鑒意義。走行公里相近的修程級別，CRH2型動車組制動控制裝置與104閥檢修情況比較見下表：

通過比較可見，CRH2型動車組制動控制裝置的檢修要求，比既有客車的104閥反而低了，橡膠件更換周期延長了。

在104閥以往的檢修、運(yùn)用實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)其均衡部主要故障有：橡膠膜板、O型圈老化、破損造成漏氣；O型圈遇油膨脹造成閥桿等卡阻；夾芯閥漏氣，原因是，夾芯閥橡膠與金屬閥座反復(fù)接觸后，產(chǎn)生凹痕，如果下次接觸點(diǎn)不在同一凹痕處，就造成夾芯閥關(guān)閉不嚴(yán)而漏氣。

由此可見，CRH2型動車組制動控制裝置的EPLA閥、中繼閥、B11、B10調(diào)壓閥等部件將來也會遇到同樣的問題。在橡膠件國產(chǎn)化，以及分解檢修周期更長的情況下，問題或許會很突出。

4 結(jié)論與建議

通過上面對CRH2型動車組制動控制裝置部件構(gòu)造和原理的介紹，以及與既有客車104閥檢修的比較，筆者認(rèn)為，現(xiàn)有的CRH2型動車組三、四級檢修規(guī)程，對制動部件的檢修規(guī)定要求過低，其理由如下：

（1）制動控制裝置三級檢修，只注重最后的現(xiàn)車試驗(yàn)結(jié)果，而忽略了中間環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢查和部件單項(xiàng)性能試驗(yàn)，這樣無法保證下一個(gè)45萬公里或1年的安全行駛；特別是一些橡膠件的質(zhì)量狀態(tài)無法得到確認(rèn)。如橡膠膜板因老化而處于將破未破的時(shí)候，無法在現(xiàn)車試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。

（2）現(xiàn)車檢測制動參數(shù)，與單項(xiàng)部件在地面試驗(yàn)臺測試相比，單項(xiàng)測試時(shí)要求更高，項(xiàng)目更多，更能檢測出制動部件存在的隱患。如EPLA閥，現(xiàn)車測試時(shí)最大壓力為500MPa，試驗(yàn)臺單項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)最大壓力為733MPa。這樣，單項(xiàng)測試更能檢測出橡膠膜板、O型密封圈等零件的耐壓情況；而且，現(xiàn)車檢測只測試最終的增壓缸壓力，對壓力上升過程曲線和各部件的靈敏度、穩(wěn)定性和安定性未能測試。

（3）四級檢修規(guī)程規(guī)定，制動控制裝置“橡膠密封墊每4年更換新品”。在實(shí)際操作中，因三級檢修不拆下部件，無法確認(rèn)橡膠密封墊的使用年限。

（4）與既有客車的104閥檢修相比，CRH2型動車組制動控制裝置的檢修要求反而低了，橡膠件更換周期延長了。

為更好地保證CRH2型動車組制動控制裝置檢修質(zhì)量，確保動車組列車運(yùn)行安全，筆者提出如下建議：

（1）CRH2型動車組三級檢修時(shí)，拆下制動控制裝置EPLA閥、中繼閥、B11調(diào)壓閥、B10調(diào)壓閥等部件（BCU除外），上試驗(yàn)臺進(jìn)行單項(xiàng)性能試驗(yàn)。作用良好者可不分解；作用不良者分解并處理故障后，再進(jìn)行單項(xiàng)性能試驗(yàn)。向制動控制裝置箱體組裝各部件時(shí)，檢查并更換損傷或超期的橡膠密封墊。

（2）三級檢修時(shí)，制動部件單項(xiàng)性能試驗(yàn)按四級檢修標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（與104閥一樣，各級修程的部件單項(xiàng)性能試驗(yàn)，均執(zhí)行同一標(biāo)準(zhǔn)）。

（3）四級檢修時(shí)，更換所有O型圈、膜板、夾芯閥等橡膠件。