CRH2型動車組稱重過程中空簧尺寸變化原因分析及對策

史科柯 上海鐵路局上海動車段

CRH2型動車組稱重過程中空簧尺寸變化原因分析及對策

史科柯 上海鐵路局上海動車段

針對CRH2型動車組在全列稱重及尺寸調整過程中空簧尺寸的變化現象進行原因分析，提出解決措施，有效提高全列稱重的通過率,確保動車組車下天線在標準范圍內，確保動車組平穩運行。

CRH2型動車組；全列稱重；空簧尺寸

稱重試驗和尺寸測量調整是CRH2型動車組落成后一個必不可少的工序。主要檢測車輛的自重及輪重的均衡性，測量車底至轉向架各構件以及車底至軌面的距離，以確保動車組的安全平穩運行。

車體主要由4個二系懸掛裝置，即空氣彈簧直接提供緩沖力以調節和保持車體相對平衡。每一個空氣彈簧由2個一系懸掛裝置（即軸箱彈簧）提供緩沖力給空氣彈簧，間接調節和保持車體相對平衡。從而保證行車安全和提高旅客乘坐舒適度。而輪對是車體重量的承受者，輪對受力數值是車體能否平衡的最直接體現，車體是否受力平衡主要由輪重差（%）和軸重體現。

圖1 高度調整閥

車體是否平衡除輪重差體現外還包括車體的各項尺寸。車體距轉向架各部件，以及車體距軌面的高度將影響到車體運行的動力學性能。車體和轉向架由空氣彈簧支撐，頭車車底還安裝Balise、STM等天線，所以空氣彈簧的尺寸將影響車體和天線的各項尺寸。空簧高度調整閥和空簧尺寸測量如圖1和圖2所示。

圖2 空簧尺寸

如圖1所示，高度調整閥安裝在車體底部，高度調節桿底端安裝在轉向架構架上，上端與高調桿杠桿相連。如圖2所示空簧尺寸指轉向架構架測量基準點至車體底面的高度。所以空簧高度由高度調節桿和高調桿杠桿的位置決定。

1 稱重及尺寸調整過程中空簧尺寸存在變化現象

按照最新工藝要求，CRH2A、2B、2E及2C一階段同一轉向架空簧高度差不大于8 mm。而在實際稱重過程中，空簧調整完畢后，經過連續3次稱重后，重新測量空簧高度與稱重前的調整高度存在差異，個別情況空簧尺寸變化較大，超出空簧高度差。由于這種現象的存在，調整空簧后，經過3次稱重，無法完全保證空簧尺寸在標準范圍內，有時需要多次調整，從而影響生產效率和生產進度。

動車組稱重結束后，因漏風等原因使動車組總風和空簧壓力下降，即使再次給動車組總風管充風，部分車輛的空簧高度無法恢復至稱重結束后的高度，該現象將影響動車組的尺寸測量和調整。

2 稱重試驗及尺寸調整過程中空氣彈簧尺寸變化原因分析

影響空氣彈簧尺寸變化因素很多，主要從內部因素、外部因素及人員因素、以及稱重和尺寸調整過程中空簧的變化情況等方面進行分析。

2.1 高度調整閥的特點原理

高度調整閥的主要作用及要求是維持車體在不同靜載荷下都與軌面保持一定的高度；在直線上運行時，車輛在正常的振動情況下不發生進、排氣作用；在車輛通過曲線時，由于車體的傾斜，使得轉向架左右兩側的高度調整閥分別產生進、排氣的不同作用，從而減少車輛的傾斜。為避免車輛載荷發生微小變化，而高度調整閥發生充、排氣作用，高度調整閥有（3～5）mm的盲區，即在調整高度控制閥調節桿時，上升或下降（3～5）mm以后，空氣彈簧才開始充氣或排氣。

2.2 人為因素

在作業過程中，通過調整高度調節桿來調節空簧高度，將空簧高度調至（332+t）mm左右，t為空簧加墊厚度。由于高度調整閥有（3～5）mm的盲區位置，調整過程中上升或下將空氣彈簧后，調節桿長度回縮或增長，而調節桿的回縮或增長長度因人而已。即空簧高度達到同一位置時，不同的位置，其高度調節桿的有效長度不一。

2.3 外部因素--曲線軌道

上海動車段調試庫D12和D13道為常用稱重列位，庫外部分線路為曲線線路。導致列車通過曲線，為防止車體傾斜轉向架左右兩側的高度調整閥分別產生進、排氣的作用。

2.4 稱重過程中空簧尺寸變化過程說明

對于單一位置的空簧，其空簧高度的變化情況多樣，列舉一種情況進行說明。

圖3 稱重過程中高度調整閥變化過程

如圖3所示，作業人員調整結束后，高調桿杠桿停放位置接近充風臨界位置，此時空簧高度為h1，車體處于平衡位置A。在稱重過程中，列車通過曲線線路時，高調閥進行進、排氣，在連續3次稱重過程中，車體進行自身調整。列車入庫后，空簧高度可能處于新的高度h3，車體處于新的平衡位置A'，在這種情況下h3>h1，對于單一空簧而言，在高度調整桿有效長度一定后，高調桿在稱重前后位置不同，其尺寸變化情況也多種。

在日常稱重過程中，有一種特殊情況，空簧尺寸調整完畢后，即使調整后四個空簧尺寸都相同，但在稱重結束后，對角空簧高度變化明顯，同時增加或者同時減少,此時輪重差依然超標，多次調整依然出該現象，這種情況稱之為對角平衡。由四個空氣彈簧直接支承于車體的車輛懸掛系統中，即使車輛的幾何尺寸，重量等都為對稱的參數及結構，空氣彈簧的內壓往往不是均衡的，即當車輛斜對角之間內壓不均衡狀況為“對角壓差”。該狀態下各空氣彈簧上的承載也是斜對稱形的，這是因為在實際中，由于空氣彈簧充排氣時間及速度的差別，線路不平順，各高度調整閥的高度調整桿有效長度（高度差）的不同及車輛載荷的不均衡等原因，使得靜止或運行中的轉向架的左右兩側空氣彈簧壓力有區別。這種現象直接加大了稱重過程中空簧尺寸的調整難度，影響作業效率。

2.5 動車組尺寸測量和調整過程中空簧變化過程說明

在尺寸調整過程中因作業時間影響，部分作業項目可能需要隔天進行，而在這一過程中，因漏風等原因使動車組總風和空簧壓力下降，即使重新給動車組總風管充風，部分空簧無法恢復至漏風前的高度。對單一空簧，在漏風前如果調整閥高調桿杠桿接近于排風狀態，排風再充風，其位置將接近于充風狀態，這種情況下，在動車組漏風和充風后，空簧的高度將減小，前后最大高度差約為5 mm，接近高度調整閥的盲區（3～5）mm。

3 解決措施

3.1 稱重過程中常規調整方法

通過隨機抽取50節CRH2型動車組稱重前的空簧高度調整數據以及連續三次稱重后的空簧高度，調整時將單車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內，調整完畢后回縮或伸長絲套轉1～1.5圈，記錄連續三次稱重后單節車的左右空簧尺寸差值的最大值。以橫軸代表單車左右空簧的最大差值，縱軸為節數，繪制圖4。

圖4 三次稱重后空簧尺寸的最大差值分布圖

由圖3可知，調整時將單車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內，回縮或伸長1～1.5圈，調整完畢后經過3次稱重有48節車稱重后空簧尺寸在標準范圍內，其合格率為96%。因此建議在調整空簧高度時，在輪重差允許的情況下，盡量將單節車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內，經過3此稱重后，空簧高度差的合格率較高。

3.2 解決對角平衡的調整方法

如果在直線軌道上進行全列通過式稱重，即使空簧內部存在“對角壓差”，在稱重過程中由于高度調整閥未進行進、排氣，稱重結束后不易出現對角平衡現象，但是當動車組上線運行經過曲線軌道時，容易出現對角平衡現象，使相關尺寸出現較大變化影響動車組的動力學性能。在曲線軌道上進行全列通過式稱重，雖然加大了調整難度，但是空簧內部的“對角壓差”更容易顯現并得到解決，解決該現象可以將該節車的所有空簧內的空氣排出，重新給空簧充風就可以解決空簧內壓不均衡的問題，使上線運行的動車組質量得以保證。

3.3 防止空簧漏風影響尺寸測量的措施

在全列稱重完畢后，建議立即進行尺寸測量，根據該尺寸進行調整滿足工藝要求。尺寸調整完畢后，因空簧漏風導致尺寸下降，可通過全列充風，調車過曲線軌道即可使尺寸恢復。

4 結束語

CRH2型動車組在全列稱重和尺寸測量過程中空氣彈簧尺寸變化的原因分析、空簧調整辦法的積累總結及相應的措施與建議。給動車組機械師提供技術依據以及經驗，有效提高動車組的檢修效率和檢修質量，確保動車組安全平穩運行。

[1]周愛生.列通過式稱重動車組技術難點及研究對策.鐵道機車車輛第32卷第4期.

[2]朱湘.CRH2型動車組全列通過式稱重調整辦法分析.上海鐵道科技2014年增刊.

責任編輯：王 華

來稿日期：2015-11-21