关于一起铁路货车缓解不良问题的原因信息化分析

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关于一起铁路货车缓解不良问题的原因信息
化分析
作者:李军 童毅
来源:《科学与信息化》2018年第19期

摘 要 针对2018年初一起货车缓解不良问题进行了原因分析,分析了传感阀、限压阀、
120-1阀对制动机缓解的影响,提出了改善建议。

关键词 铁路货车;120-1阀;缓解不良; 触杆;夹芯阀弹簧
前言
铁路是国民经济的大动脉,对国民经济的发展起着十分重要的作用。特别是近年来,随着
我国国民经济的持续、快速、稳定的发展,铁路管理和研究部门通过一系列的体制改革、管理
改革和技术革新,使我国的铁路事业取得了令人瞩目的成绩。然而为了适应快速增长的客、货
运量的要求,从1997年起,铁道部先后进行了6次大提速。随着列车速度的提高,载重量的
增加,安全问题的重要性日益突出。因此,制动系统作为列车运行中安全保障的最有效装备之
一,其技术的发展意义非常重大。

目前,我国铁路货车制动阀的主型产品是120型空气制动阀。而在120型空气控制阀大批
量投入运用之前,我国的铁路通用货车采用的空气制动机经历了从K型空气控制阀到GK型空
气控制阀,从103型空气控制阀到120型空气控制阀发展阶段。目前,长大重载列车发展到
120-1型空气控制阀。其中,K型阀和GK阀主要应用于四五十年代的30吨级至50吨级货车
制动系统中。随着铁路货车重载要求的提高,K型阀或者是GK阀作用性能已经逐渐不能足使
用要求。铁道部科研机构联合有关车辆车研究了103阀及目前的120型制动阀。

随着120 阀的大量装车, 随之出现的故障也逐渐多起来, 特别是120 型空气控制阀出现
的不缓解故障,占有很大比重, 并且直接影响行车安全。18年初我公司生产的120-1阀在湖
东车辆段出现缓解不良现象,对此我公司进行了详细的分析,力求改进问题,提高产品质量。

1 现象描述
阀缓解不良是指缓解灵敏度差或不产生缓解作用的动作故障。2018年1月,接到湖东车
辆段反馈,2台装有我公司120-1阀车辆出现缓解不良问题,一台车表现为制动缸鞲鞴不复
位,一台车表现为制动缸鞲鞴缓解缓慢最终不完全复位。两台车在更换主阀、传感阀、限压阀
后单车试验合格。
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2 性能试验及拆解
对第一台车,其120-1主阀在微控试验台及705试验台均合格;传感阀有卡滞无法试验。
现场拆解120-1阀内部清洁度良好,无异常;传感阀外观检查触杆伸出约10mm无法复位,拆
解发现铜套有划伤,夹心阀及弹簧位置不正。

对第二台车,120-1阀在微控试验台试验合格,在705试验台上9.2项,制动缸压力上升
≦15KPa不合格,实测值82KPa。传感阀、限压阀单机试验均合格。现场拆解120-1阀内部清
洁度良好;传感阀、限压阀内部清洁度良好,无异常。分解限压阀,测试限压阀夹芯阀弹簧,
工作高在13.3mm时,工作负荷为10.8N,符合图纸要求,但偏上差。

3 原因分析
3.1 第一台车
缓解时,制动缸风压先经限压阀开启的阀口沿管路经120阀排出,排到小减压量时传感阀
触杆下降,限压阀阀口关闭,残余风压经触感小孔排出。根据反馈现象,认为制动缸缓解不到
位的原因是:传感阀触杆没有下降到排风位。针对第一台车,传感阀触杆伸出约10mm未复
位,导致残余风压不能经触感小孔排出,制动缸始终有气,表现为制动缸鞲鞴不复位。结合拆
解情况可知,导致第一台车缓解不良的原因是传感阀触杆阻力过大,根本原因为零件加工质量
不合格及装配不到位。

3.2 第二台车
(1)限压阀夹芯阀弹簧影响
缓解时,制动缸风压先经限压阀开启的阀口沿管路经120阀排出,排到小减压量时传感阀
触杆下降,限压阀阀口关闭,残余风压经触感小孔排出。根据反馈现象,认为制动缸缓解不到
位的原因是:传感阀触杆没有下降到排风位时,限压阀阀口就关闭了。是什么原因导致限压阀
阀口提前关闭呢?考虑是限压阀夹芯阀弹簧过硬,刚度大,工作载荷大引起的。制动缸缓解详
细过程如下:

具体排风过程:车辆缓解时120阀制动出口管路通过120阀自身与大气相通,限压阀B腔
压力迅速下降,制动缸( A腔)内的压力空气顶开限压阀阀口上的夹芯阀迅速经B腔沿管路
经120阀排出,显示活塞后部的G腔及限压阀活塞上部的C腔压力同时排出。限压阀活塞在
压力弹簧的作用下抬起,使活塞带动夹芯阀离开阀口。

由于制动缸压力空气排出,传感阀内的K、L腔压力下降,传感阀活塞在H腔压力空气及
复原弹簧的作用下,逐渐下降回到初始位置,并带动触杆缩回。当传感阀K、L腔的压力低于
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H、J腔的压力时,H、J腔压力空气克服夹芯阀弹簧的力顶开夹芯阀,使传感阀H、J腔、降
压气室、限压阀E、F腔的压力空气通过传感阀K腔沿管路经120阀排出。

由于传感阀活塞内夹芯阀弹簧的作用,使活塞上部H腔容积内的压力空气不能全部排
出,余气则经触杆中部侧面小孔汇集于触杆中心大孔排入大气。实际反馈制动缸余气没有排干
净,分析原因可能为:限压阀夹芯阀弹簧刚度大,工作载荷大造成限压阀夹芯阀关闭时,传感
阀触杆没有缩回到初始位置。

(2)滑阀中的Ф0.2眼泪孔影响
120阀在设计上为了保持制动稳定性,在滑阀上增设了一个在制动保压位沟通列车管和副
风缸的0.2mm的小孔,称为“眼泪孔”或“呼吸孔”,平衡主活塞两侧压力以适应压力保持操作。
如果眼泪孔过大,在充气缓解时压力空气能够迅速地使主活塞两侧同时增压,主活塞两侧形不
成压差,主活塞不产生动作,造成制动机不缓解。

结合拆解情况可知第二辆车制动不缓解的原因为限压阀夹芯阀弹簧与滑阀眼泪孔共同作用
影响。

4 改进措施
(1)对于传感阀触杆不复位的情况,要加强传感阀产品质量,加强检查力度,提高零件
加工质量,提高装配熟练度。

(2)建议降低限压阀夹芯阀弹簧刚度,减小其工作载荷,达到减小制动缸余气排风阻
力,利于传感阀触杆复位,降低制动缸不缓解风险的目的。

(3)生产装配时严格按照标准对眼泪孔进行检测,不合格坚决更换,保证产品质量。