某型號(hào)內(nèi)燃調(diào)車機(jī)空氣制動(dòng)系統(tǒng)改造

何延君

摘要：由于某型號(hào)內(nèi)燃調(diào)車機(jī)使用過程中空氣制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)單元制動(dòng)器卡滯、水分大等問題，通過查找原因發(fā)現(xiàn)是由其設(shè)計(jì)缺少空氣干燥裝置導(dǎo)致，因此對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，為了不造成該車型原有空氣系統(tǒng)布局大的變動(dòng)，通過分析對(duì)比選擇了加裝雙塔型空氣干燥裝置，徹底解決了該型內(nèi)燃調(diào)車機(jī)空氣制動(dòng)系統(tǒng)凝水的問題。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃調(diào)車機(jī);空氣干燥裝置;單元制動(dòng)器;緩解

0? 引言

筆者原單位曾經(jīng)采購(gòu)了兩臺(tái)中車旗下某子公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)制造的某型號(hào)內(nèi)燃調(diào)車機(jī)（以下簡(jiǎn)稱調(diào)車機(jī)），可能是缺少設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，該型號(hào)調(diào)車機(jī)在使用過程中，同時(shí)出現(xiàn)較多的問題，典型的有空氣制動(dòng)系統(tǒng)水分大造成管路銹蝕、車速達(dá)到30km/h后前端駕駛室明顯能感覺到車體抖動(dòng)、車軸齒輪箱滲油等。這些問題一直影響這兩臺(tái)調(diào)車機(jī)的使用，廠家技術(shù)人員多次處理也未能得到解決，有的甚至技術(shù)人員也無(wú)處下手，無(wú)奈只能依靠自己力量進(jìn)行研究。經(jīng)過研究認(rèn)為主要是設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致，必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造才能徹底整改。本文僅對(duì)空氣制動(dòng)系統(tǒng)的改造進(jìn)行分析總結(jié)。

1? 該調(diào)車機(jī)風(fēng)源系統(tǒng)原理

該車空氣制動(dòng)系統(tǒng)原理空壓機(jī)—總風(fēng)缸部分如圖1所示。

這套風(fēng)源系統(tǒng)主要部件有空壓機(jī)、冷卻器、油水分離器、除水器、總風(fēng)缸，油水分離器與除水器設(shè)計(jì)安裝在冷卻器后邊，意在冷卻后的壓縮空氣通過除油、除水工序后，其中的水、油等雜質(zhì)被過濾掉后進(jìn)入總風(fēng)缸。

2? 使用過程中存在的問題

2.1 風(fēng)源系統(tǒng)水量大

每次用車后均須手動(dòng)對(duì)總風(fēng)缸排水，排水量較大，并且水中摻有鐵黃色雜質(zhì)。

2.2 除水器經(jīng)常堵塞

除水器在此應(yīng)具有自動(dòng)排出管路內(nèi)水分功能，但其經(jīng)常自動(dòng)排水不暢，導(dǎo)致風(fēng)源系統(tǒng)供風(fēng)不足，須經(jīng)常更換除水器，維護(hù)成本較高。

2.3 個(gè)別單元制動(dòng)器停放制動(dòng)無(wú)法緩解

兩車各有一臺(tái)JSP-2型單元制動(dòng)器多次出現(xiàn)停放制動(dòng)無(wú)法手動(dòng)緩解情況，司機(jī)在整備作業(yè)過程中多次發(fā)現(xiàn)操作停放制動(dòng)無(wú)法緩解，其余單元制動(dòng)器均能正常緩解，手動(dòng)操作問題單元制動(dòng)器手動(dòng)緩解也無(wú)法緩解的問題，導(dǎo)致整備作業(yè)無(wú)法正常完成。該問題每次出現(xiàn)時(shí)，司機(jī)車上、車下頻繁操作均無(wú)法緩解，技術(shù)人員也無(wú)法解決，并且公司內(nèi)不具備自主拆解單元制動(dòng)器的條件。而在停放一段時(shí)間再次試車試驗(yàn)時(shí)，又恢復(fù)正常了。這個(gè)問題是在使用了3年多的時(shí)間出現(xiàn)的，給行車安全和運(yùn)營(yíng)保障帶來(lái)了極大的安全隱患，導(dǎo)致這兩臺(tái)車只能段內(nèi)調(diào)車使用，無(wú)法參與正線施工及救援保障工作。

3? 問題原因分析

3.1 風(fēng)源系統(tǒng)水量大

通過分析風(fēng)源系統(tǒng)，空氣經(jīng)過壓縮后產(chǎn)生一定熱量，也夾雜一定量的水分，同時(shí)空氣壓縮機(jī)工作需要潤(rùn)滑油潤(rùn)滑及冷卻，壓縮空氣內(nèi)也夾雜少量的潤(rùn)滑油，因此系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)油水分離器和除水器，壓縮空氣經(jīng)過油水分離器過濾掉夾雜在壓縮空氣內(nèi)的潤(rùn)滑油后，通過除水器排出水分，而除水器不能自動(dòng)排出水分導(dǎo)致大量水分殘存在壓縮空氣內(nèi)，跟隨壓縮空氣進(jìn)入總風(fēng)缸，同時(shí)風(fēng)源系統(tǒng)多部件長(zhǎng)期在內(nèi)部潮濕的條件下工作，導(dǎo)致內(nèi)部銹蝕。

3.2 除水器經(jīng)常堵塞

風(fēng)源系統(tǒng)部件、管路內(nèi)部長(zhǎng)期潮濕，而除水器的作用是排出少量水分，但系統(tǒng)內(nèi)存在大量水分，因此除水器自動(dòng)工作不暢通導(dǎo)致其內(nèi)部積水，并且由空氣壓縮機(jī)到除水器之間部件、管路內(nèi)部在長(zhǎng)期潮濕環(huán)境下工作出現(xiàn)銹蝕，同時(shí)壓縮空氣內(nèi)仍存在未被過濾掉的微小顆粒均進(jìn)入除水器并積存下來(lái)導(dǎo)致除水器堵塞，也就加大了除水器的更換頻次，系統(tǒng)問題未解決，在除水器更換不及時(shí)的情況下必然繼續(xù)堵塞。

3.3 單元制動(dòng)器不緩解

3.3.1 單元制動(dòng)器手動(dòng)緩解工作原理

帶有手動(dòng)緩解閥的JSP-2型單元制動(dòng)器停車制動(dòng)及手動(dòng)緩解狀態(tài)如圖2所示。

當(dāng)彈簧停車制動(dòng)器處于制動(dòng)時(shí)，在沒有壓縮空氣緩解彈簧停車制動(dòng)器的情況下，可用手緩解鑰匙拉動(dòng)彈簧停車制動(dòng)器的手緩解拉手7，使棘爪與棘輪之間的鎖閉脫開，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)快速緩解。這時(shí)在制動(dòng)主彈簧1作用力下，棘輪可以自由地旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)勾貝4向下移動(dòng)，同時(shí)在螺紋副和塔式彈簧力的聯(lián)合作用下，螺桿向回運(yùn)動(dòng)到全緩解位置。

當(dāng)壓縮空氣重新充入儲(chǔ)能缸體，制動(dòng)勾貝壓縮制動(dòng)主彈簧，棘輪裝置重新嚙合，彈簧停車制動(dòng)裝置再次進(jìn)入作用前的準(zhǔn)備狀態(tài)儲(chǔ)能備用。

3.3.2 停放制動(dòng)卡滯的主要原因

①主彈簧、螺紋副和塔式彈簧故障：拉動(dòng)彈簧停車制動(dòng)器的手緩解拉手后，棘爪與棘輪之間的鎖閉脫開，但主彈簧、螺紋副和塔式彈簧這套回位裝置未動(dòng)作。

②棘爪和棘輪故障：用手緩解鑰匙拉動(dòng)彈簧停車制動(dòng)器的手緩解拉手有動(dòng)作，但棘爪與棘輪之間的鎖閉未脫開。

3.3.3 結(jié)論

由于僅有兩個(gè)單元制動(dòng)器停放制動(dòng)、手動(dòng)緩解出現(xiàn)問題，因此可以排除控制電路和制動(dòng)管路的問題，而這兩個(gè)單元制動(dòng)器手動(dòng)緩解不工作的問題時(shí)而出現(xiàn)時(shí)而自動(dòng)消失，說(shuō)明主彈簧工作正常，因此可以排除主彈簧及螺紋副組合的問題，而風(fēng)源系統(tǒng)內(nèi)水分大導(dǎo)致的銹蝕出現(xiàn)在棘爪與棘輪鎖閉裝置上也是存在這種可能的，并且這兩臺(tái)車都存在使用頻率不高每天僅進(jìn)行整備作業(yè)的情況，而手動(dòng)緩解裝置由于使用頻率低，由于風(fēng)源系統(tǒng)的污染不排除會(huì)出現(xiàn)由于雜質(zhì)、銹蝕出現(xiàn)卡滯的情況，需要具體拆解單元制動(dòng)器可以確認(rèn)。

3.4 問題原因總結(jié)

通過以上分析，可以確定由于除水器工作不暢，導(dǎo)致這兩臺(tái)車空氣系統(tǒng)存在較大量水分及其它雜質(zhì)，進(jìn)而出現(xiàn)除水器堵塞、單元制動(dòng)器停放制動(dòng)卡滯等問題，因此必須對(duì)這兩臺(tái)車空氣系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造，在壓縮空氣進(jìn)入總風(fēng)缸前去除水分、雜質(zhì)。

4? 整改方案

4.1 風(fēng)源系統(tǒng)

改進(jìn)油水分離器和除水器組合為空氣干燥裝置和油水分離器組合來(lái)降低整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)水量。

①空氣干燥裝置選型。干燥器有吸附式、冷凍式、潮解式、滲膜式及組合式等多種型式。由于吸附式、滲膜式使用成本較高，潮解式在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中不推薦，而冷凍式對(duì)環(huán)境溫度較為敏感，同時(shí)對(duì)公司采購(gòu)的中車旗下另一公司軌道車空氣制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，選取與該車同型的可連續(xù)供風(fēng)并且無(wú)熱再生式雙塔空氣干燥器，可防止軌道車輛制動(dòng)系統(tǒng)及氣動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生銹蝕、堵塞、凝水、結(jié)冰等現(xiàn)象，從而避免由上述現(xiàn)象引起的制動(dòng)機(jī)及氣動(dòng)設(shè)備失靈而造成的行車和運(yùn)行事故，延長(zhǎng)制動(dòng)系統(tǒng)及氣動(dòng)設(shè)備的檢修周期，節(jié)省人工和檢修費(fèi)用。該型干燥器在其閥集板上設(shè)有溫控加熱管，3℃時(shí)可自動(dòng)開啟加熱，可有效防止干燥器閥類在寒冷冬季結(jié)冰，適應(yīng)的環(huán)境溫度為-40～+50℃。經(jīng)干燥器處理的壓縮空氣，其主要凈化指標(biāo)可達(dá)：含油量低于10ppm;含塵埃的顆粒不大于10μm;相對(duì)濕度低于35%。

②改造后的風(fēng)源系統(tǒng)原理。改造后的風(fēng)源系統(tǒng)原理如圖3所示。

該空氣干燥器進(jìn)風(fēng)管路裝有油水分離器，壓縮空氣經(jīng)油水分離器分離一部分液態(tài)油、水后進(jìn)入干燥器，干燥器將壓縮空氣進(jìn)一步過濾凈化。

4.2 管路及部件

對(duì)兩臺(tái)車空氣管路、風(fēng)缸及連接件全部解體使用脫漆劑、草酸進(jìn)行了除銹，為了加強(qiáng)防腐，管路、風(fēng)缸除銹并清潔干燥后又做了內(nèi)外鍍鋅處理，對(duì)檢查銹蝕嚴(yán)重的連接件進(jìn)行了更換。

4.3 單元制動(dòng)器

由于單元制動(dòng)器的拆解、試驗(yàn)、安裝需要專業(yè)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)不具備解體條件，再者維修人員沒有單元制動(dòng)器維修經(jīng)驗(yàn)，即使解體發(fā)現(xiàn)問題或部件損壞現(xiàn)場(chǎng)也沒有備件，同時(shí)兩臺(tái)車共16臺(tái)單元制動(dòng)器，JSP-1、JSP-2型各8臺(tái)，需要全部解體維修，工作量較大，最終選擇返廠維修。

4.4 制動(dòng)機(jī)及閥件

兩臺(tái)車JZ-7制動(dòng)機(jī)及全部閥件上試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了校驗(yàn)。

5? 改造后使用情況

兩臺(tái)車空氣系統(tǒng)經(jīng)過改造后，風(fēng)源系統(tǒng)總風(fēng)缸內(nèi)水分較以前明顯減少，可以說(shuō)取得了成功。

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