地鐵車輛供風制動系統試驗臺的應用及維修

梁峻鋮

（廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州 510380）

根據國內外地鐵車輛制動系統的常用設計，地鐵車輛的制動，按制動模式可分為常用制動、緊急制動、快速制動、停放制動以及保壓制動。而按制動實現方式，則可分為電氣制動和空氣制動，其中緊急制動、常用制動、快速制動就要大量使用空氣制動來實現。空氣制動是由空壓機等供氣設備產生壓縮空氣，并通過一系列的控制元件，將壓縮空氣按照制動指令供給制動的執行元件，通過執行元件與地鐵車輛的車輪產生相互作用力，從而制停列車。

1 地鐵車輛供風制動系統

地鐵車輛的空氣制動系統，主要分為3個大部分：供風部分、控制部分及執行部分（如圖1）。

圖1 地鐵車輛空氣制動系統示意圖

其中，供風部分主要為空壓機及干燥器，產生干燥清潔的壓縮空氣，一般采用VV120活塞式空氣壓縮機；

控制部分分為兩類，早期地鐵車輛采用的空氣控制屏及制動控制單元系統，如克諾爾公司生產的模擬式電—空氣控制制動系統KBGM-P，近期地鐵車輛則采用了較為先進的智能閥及網關閥系統，如克諾爾公司開發的EP2002系統；

而執行部分分為兩踏面制動單元及盤型制動單元。

各系統的典型應用如圖2所示。

圖2 地鐵車輛制動系統各部分示例

2 試驗工藝及試驗臺

如前所述的制動系統控制部分中，其中空氣控制屏及空氣制動控制單元中包含模擬轉換閥、緊急電磁閥、稱重閥、中繼閥、載荷壓力傳感器、脈沖閥及減壓閥等閥類，當地鐵車輛運行至架修期及大修期時，上述閥類中大多數需要進行試驗，檢測其氣密性及其使用性能，踏面制動單元也需要進行檢測試驗。不合格的將拆卸并更換相關部件，安裝后重新試驗。

簡要工藝如下：

（1）拆卸、清潔；

（2）安裝至試驗臺；

（3）各工況位置確定；

（4）泄漏試驗；

（5）功能試驗；

（6）電氣試驗；

（7）更換需換件；

（8）組裝。

本文所述的制動系統實驗臺，就是針對上述閥類及制動單元的，分為兩部分：閥類綜合試驗臺、踏面制動單元試驗臺。

閥類綜合試驗臺，主要通過內部氣路的不同連接，以用于模擬轉換閥、緊急電磁閥、稱重閥、中繼閥、載荷壓力傳感器、脈沖閥及減壓閥等閥類的功能試驗及氣密性試驗。

踏面制動試驗臺，在試驗時模擬列車的各種供氣狀態，對踏面制動單元的制動施加、緩解功能進行試驗，同時可檢測制動力及制動單元氣密性。

圖3 地鐵車輛閥類綜合試驗臺及制動單元試驗臺

3 試驗臺的實際使用及問題

3.1 實際使用概況

本文所述的兩部分制動系統綜合試驗臺，自2000年投入使用以來，平均每月約對兩套供風制動控制元件進行試驗，每月約試驗踏面制動單元約48個。日常保養每月一次，主要對其進行清潔等日常保養，年度保養時主要進行功能檢查，更換部分部件，維修量較小，性能穩定。

目前已使用近10年的時間，需進行大修級別的維護。維修前進行了全面的檢查，檢查后得試驗臺需從以下方面維修及改進：

（1）壓力表失準。如壓力表很多已經不能回零位；

（2）傳感器失準。如傳感器的數據與實際數據不符；

（3）塞門及接頭處的橡膠密封件老化，氣密性差；

（4）試驗架表面脫漆嚴重；

（5）試驗臺中易損件已達到更換時限（包括橡膠管道、密封套件、各種電氣接頭、電氣導線和專用傳感器接頭等）；

（6）部分備件的要求提高，需要更新換代。

3.2 計劃維修內容

根據上述檢查及評定，擬進行以下維修工作：

（1）對所有的壓力表進行校正，無法校正的進行更換；

（2）更換新的傳感器和濾清器；

（3）檢測并更換一批易損件，包括老化的塞門橡膠件、氣管和密封件等；

（4）對設備的外表進行重新噴漆處理，修補閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺已損壞的涂層，使其恢復美觀。

（5）重新排布管路，使其更加可靠、美觀和使用方便，試驗臺局部噴漆補修；

（6）全面的現場測試數據校準（工作臺和控制臺的綜合測試），數據校準要求達到行業標準；

（7）現有操作流程及相關資料進行重新優化，培訓操作人員。

4 維修及改進

整個工程項目分為基本功能維修、管路優化及表面處理、測試及提高這3部分，參考GB/T3797-2005《電氣控制設備》、GBJ79－1985《工業企業通信接地設計規范》、GBJ93－1986《工業自動化儀表工程施工及驗收規范》、GBJ232-90/92《電器裝置安裝工程施工及驗收規范》、GBT13927－1992《工業用閥門閥門的壓力試驗》等相關國家標準實施。

4.1 基本功能的維修

（1）壓力表檢測、矯正、維修。壓力表是否準確，直接影響對被試驗元件性能的判斷。因此，首先應進行壓力表的檢測及維修。首先對制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺上所有壓力表，進行委外送檢處理，并最終維修合格。并對所有壓力表進行表面清潔處理，保證了美觀。

圖4 送檢和清潔之后的壓力表

（2）傳感器、濾清器組件。對制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺上所有傳感器和濾清器，進行故障排查，將傳感器送檢校驗，對濾清器進行更換濾芯處理，使其恢復正常功能。

（3）易損件、橡膠件及密封件。對制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺上所有手動閥密封件進行了更換，并提供了50套備用件。在特殊型號閥類密封件上，委托美國嘉諾公司嚴格按照規格定做，打破了德國克諾爾公司的技術和價格壟斷。對制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺上所有高壓氣管進行了檢測，并購置了充足的備件。

圖5 密封件

4.2 管路優化及表面處理

（1）管線整潔化、可靠化布局。根據試驗數據采集和安全控制所需要的氣動件、儀表、傳感器數量，為保證試驗臺整體布置的美觀性、可維護性，對原氣動管路進行重新布線。

（2）表面處理。對制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺進行表面噴漆處理，恢復其美觀。對于嚴重氧化部位，進行了除銹和防銹處理，以保證外觀壽命。

圖6 制動閥類綜合試驗臺和踏面制動試驗臺外觀對比

4.3 檢測及改進

維修完成后，為了檢測其維修效果，對各種可試驗的閥類標準件進行試驗，以檢測試驗臺的各個功能是否正常，氣密性是否完好。根據檢測結果，各個使用性能均達到要求。同時優化了內部管路連接，使得各項試驗的操作更加簡單化，降低工人操作難度的同時，提高了試驗效率。

對操作人員進行了新操作方法的全面培訓。

電路中傳感器接頭、電氣接線端子、連接導線等電氣元件在大修時應更換。

氣路中所有的管路接頭、密封件應進行更換，耐壓軟氣管也應全部更新。

達到大修期時所有壓力表應全部進行檢測、校正、維修。

應視具體情況更換或安裝一些輔助元器件，包括機械式壓力開關、傳感器、濾清器等。

5 結束語

經過上述維修的制動系統試驗臺，管路布置清晰，可維護性高，系統氣密性可靠，壓力測試準確，易損元件及關鍵元件更新，噪音降低，安全性提高，可操作性高。該試驗臺此后只需進行日常維護及年度簡易維修，預計可運用至下個大修期。

[1]European Committee for Standardization.DIN.EN286-4，Simple Unfired Pressure Vessels Designed to Contain Air or Nitrogen，1994.

[2]羅曦春，黃海東.水壓試驗對地鐵車輛儲風缸材料性能的影響[J].電力機車與城軌車輛，2009，20(6)：1-5.