探索鐵路客車制動缸管系漏泄的檢測辦法

黃林成

（1 中國鐵道科學研究院 研究生部，北京100081；2 濟南鐵路局 車輛處，山東濟南250001）

探索鐵路客車制動缸管系漏泄的檢測辦法

黃林成1，2

（1 中國鐵道科學研究院 研究生部，北京100081；2 濟南鐵路局 車輛處，山東濟南250001）

針對鐵路客車車輛制動缸管系輕微漏泄很難及時發現的問題，提出增加一次檢測客車車輛制動缸管系漏泄的試驗方法，以解決客車車輛制動缸管系初期輕微漏泄的問題，徹底查處漏泄源，消除安全隱患。

制動缸；管系；漏泄；檢測

104型制動機作為目前我國鐵路客車車輛主型制動機，自上世紀70代開始裝用鐵路客車以來，一直使用至今。從全路歷年發生的鐵路客車車輛設備故障情況分析來看，每年發生的客車車輛制動系統故障占全部車輛設備故障的60%以上，因此對鐵路客車車輛制動系統存在問題進行系統的分析，查找真正原因，采取相應措施，對降低鐵路客車車輛設備故障、保證鐵路正常運輸秩序有著重要意義。

1 問題的提出

鐵路客車制動機單車試驗是檢驗客車車輛制動系統性能好壞的主要手段，客車段修（A2、A3修）、輔修（A1修）、空氣制動故障臨修后均需實施微機控制客車制動機單車試驗，檢驗客車車輛制動系統性能。但實際上鐵路客車制動機單車試驗過程上還存在不足，如鐵路客車制動機單車試驗項目“制動管漏泄試驗”、“全車漏泄試驗”可以檢測到104型分配閥之前制動管系的漏泄；“制動安定試驗”可以檢測到104型分配閥之后制動缸及制動支管系的漏泄。鐵路客車車輛制動系統漏泄檢測方面的試驗標準設置的比較全面，理論上可以檢測104型分配閥之后的制動缸和制動支管系（以下簡稱制動缸管系）的漏泄。但由于104型分配閥具有制動缸管系制動后自動補風功能（如制動缸管系有漏泄時，副風缸可自動給制動缸補風），事實上“制動安定試驗”在短時間內難以發現制動缸管系初期的輕微漏泄問題。這就需要我們在完善現有鐵路客車車輛制動系統漏泄試驗過程的基礎上，尋找一種可靠高效的漏泄查找方法。

2 運用檢修現狀

今年以來全路運用客車共發生車輛制動系統故障82件，占全路客車車輛設備故障總數的57%。其中制動缸管系漏泄故障38件，接近車輛故障總數的一半，顯然制動缸管系漏泄故障已成為當前影響鐵路客車運行安全的突出問題。我們分析發現鐵路客車車輛制動缸管系在段修和運用維修中主要存在以下幾方面問題，造成制動缸管系漏泄問題得不到及時發現。

2.1 漏泄故障隱蔽性較強

目前鐵路客車車輛制動缸管系段修和運用維修中僅要求進行狀態檢修，對制動缸管系橡膠密封件也沒有明確的使用壽命要求，部分活接橡膠密封墊使用時間長達一個修廠周期（5～8年），使用時間已久的橡膠密封墊運用中出現老化現象，容易引起車輛制動系統輕微漏泄，但這種輕微漏泄是不容易被發現的。這種問題在冬季尤其明顯，長交路的鐵路客車經過溫差較大的地區，車輛制動管系活接橡膠密封墊本身材質出現了物理變化，導致車輛制動系統漏風的問題較多，運用中很難發現處理。

2.2 作業方式不便于故障查找

現在鐵路客車車輛制動缸管系漏泄檢查主要還是沿用涂抹肥皂水檢查活接的方法，由于現在盤形制動客車車輛制動缸管系復雜，每輛車約有上百個接頭，全部涂抹肥皂水檢查工作量很大，因此工作人員往往做不到全數涂抹、全數確認，多數情況還是以通風試驗為檢查基礎，漏泄量超標時才進行涂抹肥皂水全面檢查，這樣就造成客車車輛制動缸管系輕微漏泄問題可能得不到及早的發現處理。

2.3 漏泄故障檢測方式存不足

因為104型分配閥具有自動補風功能，所以“制動安定試驗”時，通常情況下的客車車輛制動缸管系漏泄檢測短時間內（1 min）是難以發現問題的。104型分配閥自動補風功能簡單地說就是：在客車車輛制動保壓狀態下，利用中間體容積室內壓力與制動缸壓力的平衡控制均衡閥的開閉。當制動缸發生漏泄時，均衡活塞及均衡活塞桿在下方容積室壓力的推動下上移，均衡活塞桿頂開均衡閥，打開副風缸與制動缸的通路，副風缸向制動缸補風。當制動缸壓力上升與容積室壓力平衡時，均衡活塞及桿下移，關閉均衡閥，再次進入制動保壓狀態。由于104型分配閥自動補風功能的存在，制動缸管系發生輕微漏泄時，副風缸會自動補給，短時間內制動缸壓力基本上不會出現變化，所以“制動安定試驗”起不到及早發現制動缸管系輕微漏泄的作用。列車試驗存在同樣的問題，加上庫檢作業時為了方便檢查踏面和制動盤的狀態，通常在列車處于緩解狀態時進行檢車作業，使得不易人工聽到漏泄聲音，容易造成制動缸管系輕微漏泄故障長期漏檢，逐步變大，影響行車安全。

3 探索解決方法

我們經過現場實踐和研究分析，確定解決鐵路客車車輛制動缸管系輕微漏泄問題的關鍵還是從客車制動機單車試驗的檢測方式上入手，利用104型分配閥的工作原理，提出了一種新的檢測方法，在正常客車制動機單車試驗程序外，增加一次檢測制動缸管系漏泄的試驗（以下稱附加試驗），即：直接手動實施制動安定試驗并在緩解前，使用截斷塞門或絲堵封堵104型分配閥均衡部排氣口，保持1 min，觀察微控單車試驗器顯示的制動缸壓力變化，下降不得超過10 k Pa。附加試驗工作原理介紹如下：

3.1 制動安定試驗作用原理

根據104型分配閥的結構性能特點，制動安定保壓試驗制動管（列車管）停止減壓時，，而壓力風缸（工作風缸）因仍在向容積室供風而繼續減壓，當滑閥室（通壓力風缸）與制動管壓力接近平衡時，在穩定彈簧及主活塞1自重的作用下，主活塞1帶動節制閥2下移，切斷了壓力風缸向容積室供風的通路，容積室停止升壓，主活塞1下部即形成保壓，而副風缸仍繼續向制動缸供風，當均衡活塞4上部的制動缸壓力與均衡活塞4下部的容積室壓力接近平衡時，均衡閥彈簧壓均衡閥5，推均衡活塞桿下移，使用均衡閥5與均衡閥座及均衡活塞桿頂端密貼，關閉了副風缸向制動缸供風的通路，形成密閉空間。當制動缸管系出現漏泄時，均衡活塞4在容積室壓力作用下上移，推動均衡活塞桿頂開均衡閥5，打開副風缸向制動缸管系供風通路，短時間內制動缸壓力會出現上升，直至容積室風壓與制動缸風壓持平，均衡活塞4及桿下移，關閉副風缸向制動缸管系供風通路，副風缸停止供風。如圖1。

圖1 制動安定試驗作用原理圖

3.2 制動缸緩解作用原理

根據104型分配閥的結構性能特點，在完成制動安定試驗后進行充風緩解時，制動管（列車管）充風，制動管壓縮空氣進入主活塞1上部，推動主活塞1（帶動節制閥2、滑閥3）下移，到達充氣緩解位。制動管壓縮空氣經滑閥3的充氣孔向壓力風缸（工作風缸）充風。同時進入充氣膜板6下部，推動充氣膜板6和充氣活塞7上移，充氣活塞7上的頂桿推開充氣閥8，使制動管壓縮空氣經充氣部向副風缸充風。同時，容積室經滑閥3通路與大氣相通，容積室壓力下降后，均衡活塞4被制動缸壓力推向下移，制動缸壓縮空氣經均衡活塞4桿上的通路排入大氣，制動缸形成緩解狀態。如圖2。

圖2 制動缸緩解作用原理圖

3.3 附加試驗作用原理

根據104型分配閥的結構性能特點，如果在制動安定試驗后充風緩解前，將均衡部排風口堵住，則形成了：制動缸管系壓力空氣→中間體制動缸管接口→主閥安裝面→主閥體內的暗道→均衡活塞上腔→均衡活塞桿軸向中心孔和徑向孔的整個封閉的壓縮空氣系統。此時再充風制動缸不能緩解，制動缸管系的壓縮空氣與均衡部排風口處的壓縮空氣處于連通狀態，同時由于均衡活塞上部的壓力等于制動缸壓力，均衡活塞下部壓力為零，均衡活塞處于緩解位，均衡閥在自身重力、均衡彈簧壓力、上部背壓（制動缸壓力）的作用下，處于關閉位置，副風缸向制動缸補風的通路被切斷。如果此時制動缸管系發生漏泄，制動缸的壓力會發生變化，通過讀取制動缸壓力的變化就能測量出制動缸管系的漏泄量。

3.4 驗證試驗方法

我們現場對CA25G892357（裝用鑄鐵制動缸）進行微控單車試驗時，制動缸傳感器接在制動缸后蓋絲堵處，制動安定保壓試驗1 min，微控單車顯示“制動缸管系漏泄1 k Pa，制動缸壓力由411 k Pa下降到410 k Pa”。我們人為的將制動缸傳感器接頭處松動，造成明顯的漏泄，進行制動安定保壓試驗1 min，微控單車顯示“制動缸管系漏泄3 k Pa，制動缸壓力由417 k Pa上升到了429 k Pa，保壓5 min時還維持在429 k Pa”。由于104型分配閥有自動補風作用，我們在單車試驗時難以發現制動缸管系的漏泄。接下來我們將104分配閥均衡部排風嘴卸下，安裝一個帶塞門的管接頭，在做制動安定保壓試驗后充風緩解前，將塞門關閉，保壓1 min，微控單車顯示“制動缸管系漏泄81 k Pa，制動缸壓力由408 k Pa下降到327 k Pa”。

可見增加此附加試驗后，客車制動機單車試驗能夠較準確的檢測車輛制動缸管系的初期輕微漏泄問題，而且操作方法簡單，利于現場職工掌握，且對客車制動機單車試驗和列車試驗均適用。對帶有制動缸管路傳感器的微控單車試驗器，只需緩解前堵住均衡部排風口即可實現此試驗方法。

4 結 論

我們自從開始在鐵路客車制動機單車試驗實施制動缸管系漏泄檢測附加試驗后，并控制段修車輛制動漏泄量在5 k Pa以內，發現了大量制動缸管系初期輕微漏泄問題，有效的預防了鐵路客車運用中因制動缸管系漏泄而導致車輛設備故障或事故的發生，消除了故障隱患，確保了行車安全。

［1］ 饒 忠，張開文.列車制動［M］.北京：中國鐵道出版社，1998.

［2］ 中國鐵路總公司.鐵路客車空氣制動裝置檢修規則［M］.北京：中國鐵道出版社，2014.

［3］ 中國鐵路總公司.鐵路客車運用維修規程［M］.北京：中國鐵道出版社，2015.

Exploration of Detection Method for Railway Passenger Car’s Brake Cylinder Piping System Leakage

HUANG Lincheng
（1 Postgraduate Department，China Academy of Railway Sciences，Beijing 100081，China；2 Rolling Stock Section，Jinan Railway Bureau，Jinan 250001 Shandong，China）

Aiming that railway passenger car’s brake cylinder piping system exists the slight leakage difficult to be discovered in time，this paper puts forward a test method for testing the leakage of brake cylinder piping system，which can resolve the slight leakage problem of passenger car＇s brake cylinder piping system，and can eliminate safety hidden trouble.

brake cylinder；piping system；leakage；test

U279.3＋31

A

10.3969／j.issn.1008－7842.2016.06.21

1008－7842（2016）06－0083－03

9—）男，高級工程師（

2016－08－01）