重慶單軌3號線制動不緩解調查與分析

張海洋（長春軌道客車股份有限公司,長春　130062）

?

重慶單軌3號線制動不緩解調查與分析

張海洋
（長春軌道客車股份有限公司,長春130062）

摘 要：本文分析了重慶單軌3號線發生制動不緩解故障的主要原因,對如何避免制動不緩解故障提出了解決方案。

關鍵詞：重慶單軌；空油變換器；不緩解；故障；方案

1　前言

重慶三號線一期工程位于主城區，呈南北走向，線路兩端為四公里地區和龍頭寺地區，屬城市開發活躍地區。線路中段是公共活動區，商業發達，公共活動設施齊備，居民集中，人流、車流密度大，是主城區的城市中心和副中心。同時三號線一期工程與路網中的一號線、二號線、環線、六號線相交換乘，并與長途汽車站、火車站、公交車站換乘，形成綜合大型換乘樞紐。重慶單軌三號線首批車輛于2011 年1月運抵重慶，現已全部上線運營。

2　重慶單軌三號線制動不緩解的經過和原因分析

2.1經過

重慶軌道交通3號線正式運行以來，至今共發生4起制動不緩解的故障，給車輛正常運營造成很大的影響，同時也造成了因高溫過熱產生的制動盤損壞，齒輪箱軸承、橡膠件等零件損壞的直接損失。

2.2原因分析

重慶單軌3號線采用車控式制動控制單元，基礎制動方式采用氣轉液壓盤型制動，具備常用、緊急及停放制動功能，其中停放制動采用彈簧施加的方式，每輛車有一個轉向架具備停放制動功能。

制動的施加由控制系統和執行機構完成，兩者無論誰故障都有可能導致制動不緩解發生，但從表1分析來看出現不緩解故障的僅僅是一個軸，這樣就可以排除控制系統引發的故障，主要分析執行機構故障從而導致的不緩解問題。

單軌車的基礎制動裝置也就是執行機構主要由空油變換器、制動夾鉗、閘片及制動盤組成，空油變換器分為兩種，分別為帶停放缸的空油變換器及不帶停放缸的空油變換器，此次發生故障的空油變換器全部為帶停放缸的空油變換器，因此帶停放缸的空油變換器作為主要分析對象。

在空油變換裝置內部氣壓向油壓轉變是通過一連串活塞運動機構實現的。制動緩解瞬間，在油腔高壓的作用下活塞推動活塞軸推動頂桿回位，當壓力釋放到一定程度時回位彈簧拉動活塞軸使軸套與活塞脫開，儲油箱和油腔形成通路，實現緩解。施加制動時，頂桿推動活塞軸推動活塞，軸套與活塞接觸切斷油路，使油腔封閉，進而建立油壓，實施制動。在緩解過程中，活塞軸的卡滯可能會造成制動不緩解，但經過儀器測試后，活塞軸的加工精度滿足圖紙要求，同時液壓油經過檢測后其雜質含量較重慶2號線較大，但在顯微鏡觀察下發現雜質顆粒較小，不足以造成活塞卡滯從而引起緩解不良，因此排除了油路方面的問題。再分析氣路方面，在拆解氣腔后并沒有發現有雜質進入氣腔內，因此氣路方面也可以排除。綜合油路和氣路分析，我們認為常用制動過程中出現制動不緩解的可能性不大，因此重點排查在運行的過程中停放制動是否非正常原因施加。

停放制動施加的過程為停放電磁閥得電將停放腔里的空氣經停放制動進出氣口排到大氣中，大活塞受彈簧壓縮力作用伸出推動活塞軸施加停放制動，緩解過程反之，主風管中的壓縮空氣經過減壓閥、停放制動進出氣口進入停放腔，大活塞受空氣壓力作用壓縮彈簧，活塞軸在大活塞的帶動下恢復緩解位，完成整個緩解過程。為了模擬再現故障狀態，我們將發生不緩解故障的帶停放制動的空油變換器及制動卡鉗從車上拆下，按照整車的管路長度搭建了一個臨時的試驗臺。

通過臨時試驗臺，我們進行了多次停放制動施加及緩解試驗，但并沒有模擬出停放制動不緩解現象。

雖然在模擬試驗臺上并沒有模擬出不緩解故障，但是試驗過程中發現了其中一個停放制動缸排氣口有輕微泄漏現象，通過拆解該空油變換器并分析其氣密性結構，基本確定了其中V型密封圈發生泄漏的可能性較大。

發生故障的時間段基本都是在車輛早上出庫后，這是由于車輛在放置一段時間后由于管路泄漏量較大，所以總風壓力較低，停放制動緩解壓力也較低，在緩解過程中由于V型密封圈倒漏造成車輛緩解不良，帶閘出庫。

3　解決措施

3.1對比分析

重慶單軌3號線為跨坐式單軌車輛，在重慶單軌2號線車輛的基礎上優化而來，制動系統的供應商都為日本Nabtesco公司，其基礎制動部分（空油變換器、制動夾鉗等）完全一致，然而重慶單軌2號線車輛已經運營了多年，在運營期間并沒有發生過不緩解故障，通過仔細對比兩者的氣路原理圖，發現兩者在停放制動緩解取風方式存在著較大差別：重慶單軌3號線車輛停放制動緩解用風直接從總風管中取，經過過濾器、減壓閥、停放電磁閥等部件進入空油變換器；重慶單軌2號線車輛停放制動緩解用風取至50L氣動塞拉門用風缸，經過停放電磁閥等部件進入空油變換器。

可以看出，雖然兩者的緩解用風都取至車輛的總風管，但是重慶單軌2號線較3號線多出了一個50L的風缸及一個單向閥，單軌3號線車輛在放置較長時間后由于總風管用風設備較多，泄漏量較大，所以在對停放制動施加緩解的過程中可能會由于總風壓力較低而造成V型密封圈泄漏，而單軌2號線車輛由于具備50L風缸及單向閥，即使主風管壓力較低，停放制動緩解壓力還是可以保證一個較高的水平，所以沒有發生過制動不緩解故障。

3.2解決方案

以上分析可以確定制動不緩解故障是由于空油變換器中的V型密封圈密封缺陷造成的，徹底解決方案為將之更換為O型密封圈或采用其他密封形式，但由于空油變換器結構限制導致密封圈更換困難，為了避免再次發生制動不緩解故障，以下三種方案可以作為臨時方案實施：

（1）增加50L風缸及單向閥為停放制動單獨供風，保證即使總風泄漏較大停放制動管路壓力也較高。

（2）增加總風低壓保護繼電器，將之與總風低壓壓力開關、停放電磁閥串聯，讓其在總風壓力沒有達到590kpa就無法進行停放制動緩解操作。

（3）增加制動行程監測開關，時時監測制動夾鉗狀態，如出現不緩解狀態立即報警。

以上三種方案是從硬件上對制動系統進行更改，從日常操作來看司機如果在緩解停放制動時先注意觀察總風壓力表，在總風壓力達到590kpa時再操作停放制動緩解，也可以避免車輛帶閘出庫。

4　結論

嚴謹、可靠的設計是保證列車安全運行的保證，本次制動不緩解故障的主要原因是由于空油變換器內V型密封圈的設計缺陷，這就警示我們在今后的設計中要注重細節，多方面論證，理論與實際相結合，避免再發生類似的錯誤。

作者簡介：張海洋（1984-），男，遼寧本溪人，工程師。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.216