車輛運(yùn)用和入庫檢修中104分配閥局減排氣口漏風(fēng)的原因及建議

劉延慶

(中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司 濟(jì)南車輛段, 濟(jì)南 250001)

制動系統(tǒng)是列車的重要組成部分，2016年冬季，濟(jì)南局104閥局減排氣口漏風(fēng)的故障比較多，局減排氣口漏風(fēng)會造成104閥自然緩解，使列車失去制動力，為行車安全埋下了隱患。同時造成104閥返修率居高不下，不但增大了勞動強(qiáng)度，而且縮短了104閥的運(yùn)行周期，造成材料的大量浪費(fèi)。因此，有必要針對縮孔漏風(fēng)的故障進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，以保證列車安全正點(diǎn)運(yùn)行。

2017年2月、8月濟(jì)南庫檢車間在進(jìn)行列車試驗(yàn)時，先后發(fā)現(xiàn)車輛充氣緩解位時，104閥局減排氣口排風(fēng)不止，并且制動保壓位自然緩解和104閥制動位局減排氣口排風(fēng)不止，庫檢作業(yè)人員對故障104分配閥進(jìn)行了更換。

1 104分配閥工作過程分析

當(dāng)主活塞兩側(cè)形成一定的壓強(qiáng)差后，主活塞上移。首先其活塞桿尾部壓縮穩(wěn)定彈簧，并帶動節(jié)制閥向上移動4 mm，由于節(jié)制閥相對于滑閥背面向上移動，在滑閥背面上處于上位，于是產(chǎn)生下列通路：

(1)節(jié)制閥關(guān)閉滑閥背面的充氣孔g1，已切斷列車管與工作風(fēng)缸的通路，不讓工作風(fēng)缸壓力空氣繼續(xù)向列車管逆流。

(2)節(jié)制閥開放滑閥背面的制動孔r1，為下一階段滑閥上移后工作風(fēng)缸壓力空氣經(jīng)此孔向容積室充氣做好準(zhǔn)備。

(3)節(jié)制閥底面的局減閥聯(lián)絡(luò)槽l10連通滑閥背面的l6和l7孔，將充氣緩解位時就已連通的l3→l6和l7→ju1兩條通路經(jīng)局減聯(lián)絡(luò)槽l10連通起來。這樣就使來自列車管壓力空氣經(jīng)l→l3→l6→l10→l7→ju1,然后經(jīng)主閥體內(nèi)通路，一路通過主閥安裝面ju1孔→中間體通路→局減室；另一路經(jīng)主閥安裝面處擰入的局減排氣口，再沿著主閥橡膠墊上的槽路排向大氣。隨著主活塞

兩側(cè)的壓差增大，主活塞帶動滑閥節(jié)制閥繼續(xù)上移，使l3與l6錯開，第一階段局減結(jié)束。

由以上的通路分析可以看出，104閥在充氣位緩解位和制動位時，通向局減排氣孔ju1的通路都是關(guān)閉的。因此，正常情況下104閥只有在第一階段局減時，局減排氣口會出現(xiàn)排風(fēng)現(xiàn)象，排風(fēng)時間不會超過15 s。在充氣緩解位和制動保壓位，局減排氣口通往大氣的通路是封閉的，不應(yīng)出現(xiàn)漏泄。

圖1 節(jié)制閥、滑閥和滑閥座上的通孔和槽穴的布置

2 針對性試驗(yàn)分析

(1)針對庫檢作業(yè)中104閥故障，制動室對故障閥在試驗(yàn)臺上進(jìn)行了全部試驗(yàn)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，確定充氣位緩解位、制動位保壓位局減排氣口漏風(fēng)不止，保壓時間不到1 min就發(fā)生自然緩解，與庫檢反饋的故障吻合。

分解檢查，可以發(fā)現(xiàn)滑閥座上有黑色油污和雜質(zhì)，ju1孔附近有較深的劃痕。為了便于判斷分析，將滑閥接觸面清理干凈，然后重新組裝，經(jīng)過試驗(yàn)臺試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)縮孔漏風(fēng)明顯減弱，也未發(fā)生自然緩解現(xiàn)象?？梢詳喽ㄊ腔y面上的雜質(zhì)侵入使滑閥面與滑閥座密貼不嚴(yán)，導(dǎo)致工作風(fēng)缸壓力空氣通過ju1孔漏入大氣。

異物進(jìn)入滑閥座，一部分雜質(zhì)是制動管系中產(chǎn)生的。列車在充氣緩解位時列車管的壓縮空氣經(jīng)過中間體上的濾塵杯進(jìn)入104分配閥的滑閥室向工作風(fēng)缸充風(fēng)。冶金粉末的濾塵杯可以過濾雜質(zhì)，但是無法過濾壓力空氣中的水分，含有水分的壓力空氣通過分配閥進(jìn)入工作風(fēng)缸及其管系。列車制動時，工作風(fēng)缸的壓縮空氣會經(jīng)過滑閥和滑閥座的通路進(jìn)入容積室。列車緩解時，容積室的壓力空氣通過滑閥及座上的r2孔→緩解聯(lián)絡(luò)槽d1→d2→大氣。由于壓力空氣中含有水分，而中間體是由鑄鐵鑄造而成，經(jīng)長時間的運(yùn)用鑄鐵件會產(chǎn)生銹渣或顆粒，這些小顆粒會沿著制動緩解通路進(jìn)入滑閥室，并粘貼到滑閥和滑座的溝槽上，特別是緩解聯(lián)絡(luò)槽d1上。當(dāng)列車在進(jìn)行初充氣時，由于滑閥面與滑閥座，經(jīng)過一段時間的運(yùn)用，已經(jīng)不是十分密貼，再加上滑閥彈簧稍軟，列車管充入的壓力空氣就會進(jìn)入滑閥與滑閥座間的不密貼處，形成向上的作用力，將滑閥稍稍抬起，離開滑閥座(俗稱滑閥浮起)。這時依附在滑閥面溝槽上的雜質(zhì)，由于壓力空氣的作用就會進(jìn)入到滑閥與滑閥座之間，導(dǎo)致漏泄。再加上ju1孔與r2孔距離最近，當(dāng)中間體內(nèi)有雜質(zhì)時，最先影響的就是ju1孔附近，所以局減排氣口排風(fēng)不止的現(xiàn)象更易發(fā)生。另一部分雜質(zhì)是在列車運(yùn)行中，由外部空氣倒灌入滑閥室產(chǎn)生的。列車在運(yùn)行過程中由于運(yùn)行速度很快，空氣會沿著作用部排風(fēng)口的排風(fēng)彎管進(jìn)入到閥體，然后被緩解聯(lián)絡(luò)槽d1堵住，使空氣中攜帶的大量雜質(zhì)依附在緩解聯(lián)絡(luò)槽d1上。還有一部分空氣會通過縮孔進(jìn)入到中間體的局減室，再進(jìn)入到滑閥座上的的ju1孔，然后被l7孔封堵，但是依然有雜質(zhì)會依附在l7孔上。由圖4不難看出，滑閥套背面d1孔和ju1孔表面附著的雜質(zhì)最多，這是由于外部空氣就是通過這兩個孔吹進(jìn)閥體內(nèi)部的，由于吹入的空氣被滑閥封堵，所以ju1孔和d1孔附近就出現(xiàn)了雜質(zhì)堆積物，從而造成滑閥座劃傷。

圖2 l7和緩解聯(lián)絡(luò)d1上沉積的雜質(zhì)

圖3 作用部排氣口d2兩側(cè)嚴(yán)重的劃傷

圖4 滑閥套背面的d1孔和ju1孔

(2)冬季是制動故障的多發(fā)期，其中局減排風(fēng)口排風(fēng)不止是發(fā)生最多的故障，對故障104閥進(jìn)行試驗(yàn)，充氣緩解位、制動位、制動保壓位都沒有出現(xiàn)局減排風(fēng)口排風(fēng)不止并伴隨發(fā)出異響的現(xiàn)象，與庫檢反應(yīng)的故障現(xiàn)象不一致。在進(jìn)入冬季嚴(yán)寒天氣后，局減排氣口漏風(fēng)現(xiàn)象增多，但是故障閥進(jìn)行試驗(yàn)臺試驗(yàn)時基本沒有出現(xiàn)故障現(xiàn)象，這一問題引起了注意。庫檢作業(yè)中反應(yīng)的情況，這起局減排氣口漏風(fēng)只發(fā)生在制動位，充氣緩解位沒有漏風(fēng)。局減通路是：列車管壓力空氣→l3→l6→l10→l7→ju1，充氣緩解位時節(jié)制閥在下方，滑閥頂面的g1孔露出，遮住了l6、l7孔；滑閥遮住了ju1孔，l7→ju1的通路是連通的，此時ju1孔不漏風(fēng)，證明緩解位滑閥與滑閥座的配合以及節(jié)制閥與節(jié)制閥座的配合都是合格的。制動位時，第1階段局減已經(jīng)結(jié)束，這時滑閥的位置停留在第2階段局減的位置，也就是制動位，這時節(jié)制閥遮住g1孔和l7孔；滑閥在制動位向上移動，滑閥依然遮住了ju1孔，l7→ju1依然連通。由此看出制動位的局減排氣口的漏泄是由于節(jié)制閥在制動位時，與閥座不密貼造成的。在制動室用試驗(yàn)臺試驗(yàn)沒有故障，因?yàn)閲a(chǎn)機(jī)車上，供風(fēng)系統(tǒng)中用來消除油，水和塵埃的凈化裝置不完善，進(jìn)入車輛列車管的壓力空氣中依然含有油霧，水和塵埃，104閥雖然具有遠(yuǎn)心集塵器和大濾塵網(wǎng)等濾塵裝置，但是對油霧和水蒸氣的過濾效果不明顯，因此，進(jìn)入閥體的壓力空氣依然帶有不少油霧和水霧，壓力空氣在通過充氣孔后，由于氣體的突然膨脹，氣體溫度隨之下降，同時還大量吸收充氣孔附近零件的熱量，使得充氣孔周圍溫度下降。給通過充氣孔的壓力空氣中的油霧，水汽創(chuàng)造了良好的冷凝條件(這種現(xiàn)象就如同打開副風(fēng)缸排水閥排除副風(fēng)缸余風(fēng)時一樣，在副風(fēng)缸壓力空氣迅速通過排水閥閥口排入大氣時，排水閥體上會出現(xiàn)冰或霜)，再加上冬季天氣寒冷，充氣孔附近更容易結(jié)冰，制動位時，由于小冰晶(通過試驗(yàn)證實(shí)一根頭發(fā)絲粗細(xì)的雜物就能造成局減排氣口排風(fēng)不止)的作用，造成節(jié)制閥與節(jié)制閥座不密貼，工作風(fēng)缸壓力空氣，順著l7→ju1的通路排向大氣，造成局減排氣口排風(fēng)不止。由于制動室是室內(nèi)作業(yè)，溫度較高，小冰晶融化，所以試驗(yàn)臺試驗(yàn)沒有故障現(xiàn)象。

3 結(jié)論和建議

通過以上兩個故障情況的分析，可以看出104分配閥局減排氣口漏風(fēng)故障，可以根據(jù)故障出現(xiàn)的不同作用位置進(jìn)行分析，不同的作用位置造成漏風(fēng)的原因也不同。

(1)充氣緩解位、制動位局減排氣口都漏風(fēng)的原因是雜質(zhì)進(jìn)入滑閥與滑閥座之間，破壞了它們的密貼狀態(tài)，使工作風(fēng)缸的壓力空氣通過ju1孔排出。造成雜質(zhì)進(jìn)入滑閥室通道主要是以下兩條：一是容積室、工作風(fēng)缸及其管路在使用過程產(chǎn)生的雜質(zhì)，通過空氣流動進(jìn)入滑閥與滑閥座之間；二是列車運(yùn)行過程中，攜帶雜質(zhì)的風(fēng)，通過作用不排氣孔和局減排氣孔，進(jìn)入滑閥底面，在104閥初充氣時，壓力空氣頂開滑閥使雜質(zhì)進(jìn)入閥座與滑閥中間，造成漏泄。

(2)僅制動位局減排氣口漏風(fēng)是節(jié)制閥與節(jié)制閥座密貼不嚴(yán)，這一現(xiàn)象多發(fā)于冬季。冬季天氣寒冷，滑閥溫度低，列車管的壓力空氣經(jīng)過g1孔向工作風(fēng)缸充風(fēng)，由于壓力空氣中含有水分，很容易在g1孔附近形成冰渣，在制動位時造成節(jié)制閥在移動時被頂起，造成局減排氣口漏泄。

(3)建議列車入庫檢修時，除按新制規(guī)要求對試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行排塵排污外，還應(yīng)對列車的列車管管系、工作風(fēng)缸管系，及各風(fēng)缸進(jìn)行排污排塵，特別是在冬季，防止管系和風(fēng)缸內(nèi)的水分進(jìn)入104閥內(nèi)，產(chǎn)生漏泄。

(4)建議104在研磨過程中，除了保證滑閥和滑閥面的平面度外，還應(yīng)該提高表面粗糙度，減少由于金屬疲勞產(chǎn)生的剝離；在組裝過程中，應(yīng)注意滑閥彈簧(蝶形簧)的角度不能太小，角度太小會造成滑閥在滑閥座上的壓力減小。這兩種情況都會造成滑閥浮起現(xiàn)象的發(fā)生。

(5)建議安裝104閥排風(fēng)彎管時，應(yīng)使用迷宮式排風(fēng)彎管，安裝時注意排風(fēng)彎管的角度，要使排風(fēng)彎管的角度垂直向下，不要偏，以減少空氣的灌入。

(6)建議安裝104分配閥前，各風(fēng)缸、管系應(yīng)徹底吹塵，104閥中間體是鑄鐵材料，內(nèi)部容易銹蝕，特別是容積風(fēng)缸。在清除時可以用木槌輕輕敲擊，然后再進(jìn)行吹塵，將中間體內(nèi)壁上的雜質(zhì)清除干凈。