動車組用壓力調(diào)整閥的濾網(wǎng)設(shè)計研究

鹿峰凱，杜建華，馬 璐，章 萍，汪 松

（南京中車浦鎮(zhèn)海泰制動設(shè)備有限公司，江蘇 南京 211800）

0 引言

壓力調(diào)整閥是動車組制動系統(tǒng)緊急回路用調(diào)壓閥，其失效模式主要為泄漏。當(dāng)壓力調(diào)整閥泄漏后，緊急制動輸出的緊急制動壓力會偏低，從而導(dǎo)致行車安全。

動車組在組裝過程中，稍有不慎，都有可能引入雜質(zhì)，雜質(zhì)進(jìn)入壓力調(diào)整閥后，將閥口破壞或滯留在閥座上，導(dǎo)致其泄漏。為了減少因雜質(zhì)引起的壓力調(diào)整閥泄漏，需對其加裝濾網(wǎng)。

1 濾網(wǎng)選材

國產(chǎn)1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9和進(jìn)口的321鋼種生產(chǎn)的極細(xì)絲存在的問題：①絲材強(qiáng)度高、塑性差，織網(wǎng)困難，織機(jī)損害嚴(yán)重；②鋼質(zhì)不純凈，拉絲很困難，斷線多；③金剛石拉絲模消耗極大，制造成本高，經(jīng)濟(jì)效益差[1]。

不銹鋼極細(xì)絲一般是指將304、304L、305、316 及316L等材料拉成φ＜0.1mm、可纏繞的軟態(tài)工業(yè)用金屬細(xì)絲，具有強(qiáng)度高、塑韌性好、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性優(yōu)異，耐磨、耐熱、耐酸堿腐蝕等一系列優(yōu)良性能[2]。根據(jù)其研究結(jié)果，進(jìn)口不銹鋼絲性能優(yōu)于國產(chǎn)。

因此，濾網(wǎng)選用進(jìn)口316L不銹鋼絲。

2 強(qiáng)度分析

根據(jù)匯總的故障品雜質(zhì)大小，現(xiàn)選用的120目 （線徑：φ0.094mm）的進(jìn)口316L不銹鋼絲。

濾網(wǎng)有效通徑為φ8mm，進(jìn)氣口壓力1MPa，過濾網(wǎng)單根線徑最大作用力為：

濾網(wǎng)受到的拉應(yīng)力：

不銹鋼絲 316L抗拉強(qiáng)度 Rm=500～750MPa，108.42＜500MPa。

因此，316L不銹鋼強(qiáng)度完全滿足目前工況的使用要求。

3 試驗驗證

對設(shè)計的濾網(wǎng)進(jìn)行單閥例行試驗、系統(tǒng)響應(yīng)試驗、壓脫力試驗。旨在滿足氣路不節(jié)流、濾網(wǎng)強(qiáng)度滿足實際使用要求，盡量避免雜質(zhì)引入導(dǎo)致閥功能下降的目的。

3.1 單閥例行試驗

隨機(jī)抽取 3個壓力調(diào)整閥（150808、150812、150811為編號），分別將濾網(wǎng)安裝在同一個閥上進(jìn)行單閥例行試驗。試驗結(jié)果見表1。

由表1知，在隨機(jī)抽取的3個壓力調(diào)整閥進(jìn)、出口分別不加裝濾網(wǎng)與加裝濾網(wǎng)，試驗結(jié)果表明兩者差別較小。

表1 單閥容量試驗情況Tab.1 Sing le valve capacity test

3.2 系統(tǒng)響應(yīng)試驗

在制動系統(tǒng)試驗臺上，對上述3個壓力調(diào)整閥進(jìn)行系統(tǒng)響應(yīng)試驗。從初始壓力上升到壓力調(diào)整閥高壓值的90%。讀取采集示例見圖1，測試情況見表2。

圖1 響應(yīng)時間采集示例Fig.1 Sam ple for response time acquisition

表2 單閥系統(tǒng)響應(yīng)試驗測試情況Tab.2 Test condition of single valve system response test

表2中的測試時間為3次平均值。由表2數(shù)據(jù)知，加裝濾網(wǎng)和不加裝濾網(wǎng)相比：從初始壓力上升到壓力調(diào)整閥高壓值的90%的時間波動很小。

3.3 壓脫力測試

對120目濾網(wǎng)進(jìn)行壓脫力試驗。具體壓脫情況見圖2。

壓脫力5次試驗的平均值為132.25N。

以上壓脫力試驗，濾網(wǎng)底部出現(xiàn)撕裂等現(xiàn)象，冷壓處在更大的壓脫力作用下才會出現(xiàn)局部撕裂現(xiàn)象。

圖2 壓脫力試驗Fig.2 Pressure drop test

4 結(jié)論

綜上所述，通過設(shè)計計算及系列試驗知：

（1）120目濾網(wǎng)單根線徑最

大作用力為0.752N，受到的拉應(yīng)力為108.42MPa，遠(yuǎn)小于316L不銹鋼絲的抗拉強(qiáng)度。

圖3 濾網(wǎng)Fig.3 Filter

（2）選用120目濾網(wǎng)進(jìn)行的單閥、系統(tǒng)試驗均滿足要求，不加濾網(wǎng)與加濾網(wǎng)試驗值相比，兩者波動較小。

（3）120目（線徑 0.094mm，篩孔尺寸 0.125mm）濾網(wǎng)壓脫力為132.25N。

因此，可以滿足動車組實際運(yùn)營工況的使用。