制動(dòng)機(jī)工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏分析及改進(jìn)

孔斌斌

（南寧鐵路安全監(jiān)管辦駐南寧機(jī)務(wù)段驗(yàn)收室，工程師，廣西 玉林 537001）

在JZ-7型制動(dòng)機(jī)中，其工作風(fēng)缸壓力用來控制分配閥主閥部的制動(dòng)保壓和緩解，然后使作用風(fēng)缸進(jìn)行充氣或排氣，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)車的制動(dòng)、保壓和緩解作用。工作風(fēng)缸壓力泄漏分內(nèi)漏和外漏兩種，“內(nèi)漏”是指工作風(fēng)缸壓力通過閥件內(nèi)部漏入列車管或降壓風(fēng)缸管路中；“外漏”則是工作風(fēng)缸及其管路泄漏將壓力空氣直接漏至大氣中。自閥制動(dòng)后，工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏和外漏都會(huì)使機(jī)車不制動(dòng)或制動(dòng)后自然緩解，嚴(yán)重威脅鐵路行車安全，必須引起相關(guān)部門的高度重視。近年來，在南寧鐵路局南寧機(jī)務(wù)段玉林機(jī)務(wù)區(qū)承修的內(nèi)燃機(jī)車中，工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏已成為制動(dòng)機(jī)的慣性故障，對(duì)該故障發(fā)生的原因進(jìn)行認(rèn)真分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 故障案例

1.1 故障表象 2016年1月29日上午9時(shí)許，南寧鐵路局南寧機(jī)務(wù)段玉林機(jī)務(wù)區(qū)向?qū)庤F安全監(jiān)管辦駐段驗(yàn)收室提交DF4C5127機(jī)車第3次小修竣工驗(yàn)收申請(qǐng)。驗(yàn)收過程中，細(xì)心的駐段驗(yàn)收員注意到，制動(dòng)機(jī)自閥手柄置于最小減壓位，有時(shí)制動(dòng)正常且保壓良好，有時(shí)則出現(xiàn)機(jī)車不制動(dòng)或制動(dòng)后自然緩解的異常情況，且故障發(fā)生時(shí)伴有工作風(fēng)缸壓力下降現(xiàn)象。自閥手柄“運(yùn)轉(zhuǎn)位”，列車管充風(fēng)達(dá)到規(guī)定壓力后，駐段驗(yàn)收員將手柄快速移到“手柄取出位”，進(jìn)一步仔細(xì)觀察工作風(fēng)缸壓力與列車管壓力均保壓良好。

1.2 排查原因 根據(jù)JZ-7型制動(dòng)機(jī)工作原理，可以判斷該故障是工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏，再?gòu)腄F4C5127機(jī)車制動(dòng)機(jī)構(gòu)造分析，工作風(fēng)缸內(nèi)漏涉及的處所只有分配閥主閥部和副閥部?jī)蓚€(gè)配件。從多年工作的經(jīng)驗(yàn)推斷，主閥部?jī)?nèi)漏的可能性比較大，于是建議檢修工作者更換主閥部處理。主閥部更換后再次驗(yàn)收，開始未見異常，當(dāng)多次試驗(yàn)又出現(xiàn)了上述故障現(xiàn)象，接下來檢修工作者又先后換了2個(gè)主閥和1個(gè)副閥，現(xiàn)象依然如故。

1.3 癥結(jié)所在 駐段驗(yàn)收員要求檢修工作者對(duì)更換下車的3個(gè)主閥、1個(gè)副閥分別上檢修試驗(yàn)臺(tái)單獨(dú)進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的結(jié)果是3個(gè)主閥性能不夠穩(wěn)定，有時(shí)工作風(fēng)缸壓力會(huì)下降，而更換下車的副閥性能良好。之后分別對(duì)3個(gè)主閥進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)大膜板、頂桿“O”型橡膠圈良好，而工作風(fēng)缸充氣止回閥閥口也未有損傷和異物，止回閥行程及風(fēng)堵孔徑符合技術(shù)要求，止回閥膠墊平整、閥口凹槽也不深、沒有任何壓傷或破損現(xiàn)象，再檢查膠墊螺釘安裝狀態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性問題——螺釘?shù)木o固力都不足、稍微有點(diǎn)松，膠墊可以輕微的活動(dòng)。駐段驗(yàn)收員細(xì)心擰緊一顆螺釘后組裝，并上試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，之前的故障現(xiàn)象徹底消除了。

2 原因分析

2.1 工作風(fēng)缸結(jié)構(gòu)及作用 傳統(tǒng)工作風(fēng)缸充氣止回閥的結(jié)構(gòu)是由螺蓋、止回閥、螺釘、彈簧、膠墊、風(fēng)堵和止回閥座等組成，如圖1所示。其作用是在緩解充氣時(shí)，列車管內(nèi)的壓力空氣經(jīng)止回閥向工作風(fēng)缸充氣，而在制動(dòng)減壓時(shí)，防止工作風(fēng)缸內(nèi)的壓力空氣向列車管逆流，以避免產(chǎn)生機(jī)車不制動(dòng)或制動(dòng)后自然緩解的現(xiàn)象。

圖1 制動(dòng)機(jī)工作風(fēng)缸結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏原因

1）工藝標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)不到位。配件檢修時(shí)，要求止回閥膠墊平整，且不許老化、破損、龜裂、起泡。實(shí)際工作中，在需要更換止回閥膠墊時(shí)，檢修工作者很難把握膠墊螺釘?shù)木o固力，用力過重容易出現(xiàn)膠墊變形，用力過輕膠墊的密閉性又不夠。

2）螺釘緊固不及時(shí)。檢修工作者都是在膠墊變形前停止螺釘?shù)木o固，由于橡膠材料具有很大的彈性，膠墊變形前許多螺釘?shù)木o固實(shí)際上并不到位，此時(shí)螺釘與膠墊孔未能完全密閉，膠墊與其安裝座也存在一定的間隙。當(dāng)自閥手柄運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)，總風(fēng)向列車管充氣，工作風(fēng)缸充氣止回閥風(fēng)堵上方列車管增壓，克服止回閥彈簧力而上移，止回閥與止回閥座脫離接觸，開啟列車管向工作風(fēng)缸充氣的通路，工作風(fēng)缸壓力上升到與列車管定壓量相等時(shí)，在工作風(fēng)缸壓力和充氣止回閥彈簧力的共同作用下，止回閥下移，關(guān)閉列車管與工作風(fēng)缸的通路，工作風(fēng)缸與列車管壓力相等且呈保壓狀態(tài)。此時(shí)將自閥手柄移到最小減壓位，列車管出現(xiàn)減壓，工作風(fēng)缸壓力遠(yuǎn)大于列車管壓力，因?yàn)槌錃庵够亻y螺釘緊固不到位，便產(chǎn)生工作風(fēng)缸壓力空氣經(jīng)止回閥膠墊周圍及下述通路向列車管逆流、充氣（參見圖1）：工作風(fēng)缸壓力23#→止回閥膠墊周邊與膠墊座之間的縫隙→止回閥膠墊背部→螺釘與膠墊中心孔縫隙→止回閥風(fēng)堵→列車管2#。正因?yàn)槿绱耍蚤y手柄在“運(yùn)轉(zhuǎn)位”和“最小減壓位”兩者之間轉(zhuǎn)換時(shí)，止回閥膠墊作上下移動(dòng)后時(shí)而密閉時(shí)而產(chǎn)生縫隙，當(dāng)密閉時(shí)制動(dòng)就會(huì)正常且保壓良好，縫隙很小時(shí)制動(dòng)后就會(huì)自然緩解，縫隙稍大時(shí)自閥最小減壓位就會(huì)出現(xiàn)機(jī)車不制動(dòng)等3多種故障現(xiàn)象。

3 改進(jìn)措施

根據(jù)駐段驗(yàn)收員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和反復(fù)確認(rèn)，將發(fā)現(xiàn)的問題向承修單位的技術(shù)、質(zhì)檢、檢修和材料等有關(guān)部門進(jìn)行質(zhì)量反饋，并提出檢修時(shí)使用一體式新型止回閥（圖3）代替?zhèn)鹘y(tǒng)分體式止回閥（圖2）的改進(jìn)建議。一體式新型止回閥結(jié)構(gòu)沒有螺釘，膠墊與其安裝座是一體充壓而成，周圍不存在縫隙，膠墊中心也沒有螺釘孔，可以避免工作風(fēng)缸壓力空氣通過膠墊縫隙逆流到列車管的現(xiàn)象發(fā)生，極大提高了制動(dòng)機(jī)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。

圖2 傳統(tǒng)分體式止回閥

圖3 新型止回閥

4 結(jié)束語

2016年2月至8月，南寧鐵路局南寧機(jī)務(wù)段玉林機(jī)務(wù)區(qū)先后對(duì)188臺(tái)承修機(jī)車采取了更換一體式新型工作風(fēng)缸充氣止回閥的改進(jìn)措施。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)用，因工作風(fēng)缸壓力內(nèi)漏導(dǎo)致的制動(dòng)機(jī)故障大幅度減少，改進(jìn)措施取得顯著成效，有力保障了鐵路行車安全。