車輛意外緊急制動(dòng)及閘瓦抱死的研究

郭罕智

（吉林石化公司，吉林 吉林 132000）

1 旅客列車產(chǎn)生意外緊急制動(dòng)的原因分析

列車在運(yùn)行過(guò)程中施行緊急制動(dòng)，這是司機(jī)在特殊情況下才采用的制動(dòng)方式，施行緊急制動(dòng)時(shí)，車輪踏面和鋼軌被擦傷。然而列車在運(yùn)用過(guò)程中，難免出現(xiàn)自然緊急制動(dòng)的情況?？赡艿脑蛴兴緳C(jī)操作不當(dāng)、局部減壓量過(guò)大、緊急閥故障造成。其中，緊急閥故障是造成自然緊急制動(dòng)的最主要原因。

常見緊急閥故障如下：①造成104 型緊急閥故障79%的原因是閥的檢修工藝執(zhí)行不當(dāng)，在制動(dòng)室的檢修質(zhì)量不高，以及運(yùn)用及檢修時(shí)吹塵等工藝執(zhí)行不到位。②緊急閥充風(fēng)慢，充風(fēng)慢可能是充風(fēng)限孔堵塞或者是緊急閥上蓋漏泄。但是在實(shí)際過(guò)程中，充風(fēng)慢的故障以充風(fēng)限孔堵塞的幾率較多，如充風(fēng)限孔堵塞，列車管減壓時(shí)，緊急室的壓力空氣無(wú)法排出，在緊急活塞上下兩側(cè)形成較大壓差，列車管稍微減壓，就會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)。③安定彈簧軟(或折斷)和緊急活塞桿過(guò)長(zhǎng)，檢修緊急閥時(shí)改變了安定彈簧的彈性。④緊急活塞桿縮孔Ⅲ雜質(zhì)顆粒進(jìn)入。由于濾塵網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不合理，雜質(zhì)顆粒經(jīng)濾塵網(wǎng)進(jìn)入緊急活塞桿縮孔Ⅲ減小了縮孔Ⅲ孔徑，造成緊急室壓縮空氣逆流速度降低而產(chǎn)生緊急制動(dòng)。⑤緊急閥的緊急靈敏度過(guò)高。列車運(yùn)行中司機(jī)遇到某些情況短時(shí)間內(nèi)連續(xù)減速(即多次制動(dòng)緩解)時(shí)，造成列車尾部客車存在虛壓，尾部客車緊急靈敏度高的緊急閥易發(fā)生意外緊急制動(dòng)。⑥夾心閥檢修工藝執(zhí)行不到位。因夾心閥在檢修過(guò)程中未按工藝消除結(jié)合面的凹痕或更換新品組裝后，造成防風(fēng)閥與夾心閥座結(jié)合的不密貼而性能不良。夾心閥的4 個(gè)導(dǎo)向卡角與導(dǎo)向桿上的導(dǎo)槽卡死造成夾心閥的頂面與夾心閥座不密貼而產(chǎn)生緊急制動(dòng)。

2 旅客列車產(chǎn)生自動(dòng)抱閘的原因分析

車輛自動(dòng)抱閘是指在機(jī)車司機(jī)沒有進(jìn)行制動(dòng)操作的情況下，正在運(yùn)行的列車中，存在著部分或個(gè)別車輛閘瓦抱緊車輪的現(xiàn)象。一般有以下幾種情形：①人力制動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)位；②車輛空氣制動(dòng)機(jī)故障；③車輛基礎(chǔ)制動(dòng)裝置抗勁；④不屬于上述原因的車輛自動(dòng)抱閘。

2010 年8 月29 日昆開2650 次列車運(yùn)行于六盤水至草海間，發(fā)現(xiàn)有緩解不良現(xiàn)象，經(jīng)檢查機(jī)后19 位車輛(尾部一輛)存在抱閘現(xiàn)象，乘務(wù)員判斷為104 閥故障，將該車104 閥進(jìn)行調(diào)換處理。返昆后，由昆明車輛段相關(guān)人員調(diào)查分析，并對(duì)車輛進(jìn)行現(xiàn)車檢查試驗(yàn)，調(diào)查結(jié)果為制動(dòng)盤散熱筋處無(wú)雜物，也無(wú)雜質(zhì)燃燒痕跡。

故障閥試驗(yàn)情況： 將原車拆卸的104 分配閥主閥送至檢修車間內(nèi)制動(dòng)班組進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)705 試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)檢查發(fā)現(xiàn)104 分配閥主閥制動(dòng)時(shí)無(wú)法緩解，故障現(xiàn)象同現(xiàn)車試驗(yàn)現(xiàn)象一致。分解檢查：經(jīng)分解檢查，發(fā)現(xiàn)104 分配閥主閥均衡活塞膜板壓板螺母松動(dòng)，均衡活塞與活塞壓板、膜板間配合不嚴(yán)密存在間隙。將均衡活塞膜板螺母緊固后重新組裝試驗(yàn)，故障消除。

原因分析：根據(jù)調(diào)查及現(xiàn)車檢查試驗(yàn)的情況，2650 次列車途中發(fā)生抱閘的具體原因是：檢修職工工作不細(xì)致，在104 分配閥主閥檢修組裝過(guò)程中，對(duì)均衡活塞膜板壓板螺母未緊固到位，致使車輛在投入運(yùn)用后壓板螺母逐漸松脫，均衡活塞與膜板、壓板配合不嚴(yán)密，緩解時(shí)均衡活塞桿在閥座內(nèi)產(chǎn)生蹩勁阻滯不下移，制動(dòng)缸壓縮空氣無(wú)法從活塞桿軸向中心孔經(jīng)均衡部排氣口排出，單元制動(dòng)缸無(wú)法緩解，閘片緊抱輪對(duì)閘盤，導(dǎo)致自然制動(dòng)。

3 改進(jìn)方案探討

造成車輛自動(dòng)抱閘和意外緊急制動(dòng)的原因是多方面的，為提高104 閥的作用效果、分別從制動(dòng)波速、104 型分配閥的作用時(shí)間t(s)、列車管減壓量與制動(dòng)缸壓強(qiáng)的關(guān)系進(jìn)行研究，以整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)，分析管系通暢情況，查找問(wèn)題存在的原因，探討104 型分配閥在檢修和運(yùn)用過(guò)程中的改進(jìn)方案。

3.1 制動(dòng)波速探討

機(jī)車供排風(fēng)時(shí)，由于空氣波由前向后逐輛傳播，如果104 型分配閥或者三通閥的型式和靈敏度都一樣，那么制動(dòng)作用沿列車長(zhǎng)度方向由前向后逐輛發(fā)生。實(shí)際上，閥的靈敏度受其結(jié)構(gòu)性能和狀態(tài)的影響，是不可能完全一樣的，制動(dòng)作用的發(fā)生不但是間歇性的，而且也不是完全由一前向后逐輛發(fā)生。列車中一輛或幾輛的制動(dòng)作用有時(shí)可能比其后的車輛發(fā)生得晚，或者比前面的車輛發(fā)生得早。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證列車管堵塞大小對(duì)列車制動(dòng)波速的影響。通過(guò)在列車管頭部設(shè)置大小不同尺寸通風(fēng)口徑的縮孔堵，直徑由lmm 變化到18mm，模擬列車管堵塞。根據(jù)列車的出庫(kù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，最大減壓為170kPa，最小減壓為40kPa，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為：常用制動(dòng)實(shí)驗(yàn)和緊急制動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①通過(guò)模擬列車管管壁縮小不同尺寸情況或者管系內(nèi)部有堵塞物情況進(jìn)行充風(fēng)和最大、最小減壓試驗(yàn)，在列車尾部和頭部列車管位置安裝壓力傳感器，記錄列車管頭、尾部的列車管壓力變化，比較不同堵塞情況下的壓力變化情況。②模擬列車管管壁縮小不同尺寸或者管系內(nèi)部有堵塞物情況，在列車頭部安裝縮孔堵，口徑由小到大的順序，用單車試驗(yàn)器在列車頭部進(jìn)行充風(fēng)后，進(jìn)行緊急制動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)列車管減壓是否起緊急制動(dòng)。③通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果如表1 所示：

表1 不同堵塞孔情況下，列車的制動(dòng)情況表

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：①列車管通路堵塞到剩余孔徑面積為 78.5mm2時(shí)(圓孔通徑為 10mm 時(shí))，作為緊急制動(dòng)的臨界點(diǎn)，起緊急制動(dòng)作用。當(dāng)圓孔通徑10mm 時(shí)，在緊急制動(dòng)情況，列車的緊急制動(dòng)作用失效;列車管通路堵塞到剩余孔徑面積為153.9mm2時(shí)(圓孔通徑為14mm 時(shí))，對(duì)制動(dòng)波速產(chǎn)生影響，使整列車緊急制動(dòng)效率降低，緊急制動(dòng)效果減弱;當(dāng)圓孔通徑小于5mm 時(shí)，最小減壓不起制動(dòng)作用，列車管通路堵塞到 12.56mm2時(shí) (圓孔通徑為 4mm 時(shí))，常用制動(dòng)作用失效，導(dǎo)致列車不可操控，即制動(dòng)失效。②列車充風(fēng)隨著堵塞孔徑的縮小列尾壓力變化將趨緩，堵塞越嚴(yán)重，偏離越大，達(dá)到最終平衡時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，規(guī)律性較差。③列尾制動(dòng)波形與堵塞尺寸的大小對(duì)應(yīng)關(guān)系較差，無(wú)嚴(yán)格數(shù)學(xué)對(duì)應(yīng)關(guān)系。為解決列車管通風(fēng)不暢和孔徑小的問(wèn)題，新車制的管系必須清除卷邊，在未裝車之前，必須進(jìn)行過(guò)球?qū)嶒?yàn)，而且不能使用內(nèi)嵌式堵頭進(jìn)行防塵，因內(nèi)嵌式堵頭易進(jìn)入管內(nèi)。

3.2 加強(qiáng)檢修質(zhì)量

改善閥體外部除銹工序，對(duì)閥體的外部清洗盡量采用500kPa 以上的高壓加適當(dāng)溫度的清水進(jìn)行沖洗。采用拋丸工序時(shí)，必須做好緊急閥安裝面和排氣口的防護(hù)，避免鋼丸進(jìn)入，影響閥的性能。加強(qiáng)對(duì)閥體與夾心閥座鑲合質(zhì)量的檢測(cè)，在檢修過(guò)程中，可以測(cè)量緊急活塞與夾心閥座間的距離，如小于16.5mm，則需要進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)廢處理。在檢修過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，尤其是加強(qiáng)夾心閥的檢修，存在開膠或變形時(shí)須更換，閥面不平、壓痕過(guò)深者在相應(yīng)砂紙上研磨平整，磨耗超限時(shí)更換。檢修時(shí)用直徑為1.5mm 的通針對(duì)緊急活塞桿縮孔Ⅱ以及其他縮孔進(jìn)行疏通，防止各縮孔堵塞; 閥內(nèi)彈簧如安定彈簧按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測(cè)，如出現(xiàn)衰弱、變形、自由高過(guò)低等現(xiàn)象時(shí)須進(jìn)行更換。

3.3 加強(qiáng)制動(dòng)閥內(nèi)配件檢測(cè)，避免故障發(fā)生

對(duì)緊急閥濾塵網(wǎng)網(wǎng)孔稀密、濾塵網(wǎng)深淺及外形尺寸進(jìn)行規(guī)范，確保濾塵網(wǎng)能有效阻止超過(guò)規(guī)定數(shù)目要求的塵埃進(jìn)入閥體，解決濾塵網(wǎng)容易松動(dòng)掉落的問(wèn)題。同時(shí)，建議將網(wǎng)狀濾塵網(wǎng)改為粉末冶金形式的濾塵器。

檢修時(shí)對(duì)夾心閥的V 型角度進(jìn)行檢測(cè)，夾心閥安裝后仍能與導(dǎo)向桿的導(dǎo)槽鑲?cè)肷疃扔幸欢ǖ幕顒?dòng)量，避免出現(xiàn)夾心閥卡死的現(xiàn)象。