制動機工作風缸壓力內漏分析及改進

孔斌斌

（南寧鐵路安全監管辦駐南寧機務段驗收室，工程師，廣西 玉林 537001）

在JZ-7型制動機中，其工作風缸壓力用來控制分配閥主閥部的制動保壓和緩解，然后使作用風缸進行充氣或排氣，最終實現機車的制動、保壓和緩解作用。工作風缸壓力泄漏分內漏和外漏兩種，“內漏”是指工作風缸壓力通過閥件內部漏入列車管或降壓風缸管路中；“外漏”則是工作風缸及其管路泄漏將壓力空氣直接漏至大氣中。自閥制動后，工作風缸壓力內漏和外漏都會使機車不制動或制動后自然緩解，嚴重威脅鐵路行車安全，必須引起相關部門的高度重視。近年來，在南寧鐵路局南寧機務段玉林機務區承修的內燃機車中，工作風缸壓力內漏已成為制動機的慣性故障，對該故障發生的原因進行認真分析，并提出相應的改進措施，具有重要的現實意義。

1 故障案例

1.1 故障表象 2016年1月29日上午9時許，南寧鐵路局南寧機務段玉林機務區向寧鐵安全監管辦駐段驗收室提交DF4C5127機車第3次小修竣工驗收申請。驗收過程中，細心的駐段驗收員注意到，制動機自閥手柄置于最小減壓位，有時制動正常且保壓良好，有時則出現機車不制動或制動后自然緩解的異常情況，且故障發生時伴有工作風缸壓力下降現象。自閥手柄“運轉位”，列車管充風達到規定壓力后，駐段驗收員將手柄快速移到“手柄取出位”，進一步仔細觀察工作風缸壓力與列車管壓力均保壓良好。

1.2 排查原因 根據JZ-7型制動機工作原理，可以判斷該故障是工作風缸壓力內漏，再從DF4C5127機車制動機構造分析，工作風缸內漏涉及的處所只有分配閥主閥部和副閥部兩個配件。從多年工作的經驗推斷，主閥部內漏的可能性比較大，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收，開始未見異常，當多次試驗又出現了上述故障現象，接下來檢修工作者又先后換了2個主閥和1個副閥，現象依然如故。

1.3 癥結所在 駐段驗收員要求檢修工作者對更換下車的3個主閥、1個副閥分別上檢修試驗臺單獨進行檢驗。檢驗的結果是3個主閥性能不夠穩定，有時工作風缸壓力會下降，而更換下車的副閥性能良好。之后分別對3個主閥進行解體檢查，發現大膜板、頂桿“O”型橡膠圈良好，而工作風缸充氣止回閥閥口也未有損傷和異物，止回閥行程及風堵孔徑符合技術要求，止回閥膠墊平整、閥口凹槽也不深、沒有任何壓傷或破損現象，再檢查膠墊螺釘安裝狀態時發現一個共性問題——螺釘的緊固力都不足、稍微有點松，膠墊可以輕微的活動。駐段驗收員細心擰緊一顆螺釘后組裝，并上試驗臺進行反復試驗，之前的故障現象徹底消除了。

2 原因分析

2.1 工作風缸結構及作用 傳統工作風缸充氣止回閥的結構是由螺蓋、止回閥、螺釘、彈簧、膠墊、風堵和止回閥座等組成，如圖1所示。其作用是在緩解充氣時，列車管內的壓力空氣經止回閥向工作風缸充氣，而在制動減壓時，防止工作風缸內的壓力空氣向列車管逆流，以避免產生機車不制動或制動后自然緩解的現象。

圖1 制動機工作風缸結構示意圖

2.2 工作風缸壓力內漏原因

1）工藝標準落實不到位。配件檢修時，要求止回閥膠墊平整，且不許老化、破損、龜裂、起泡。實際工作中，在需要更換止回閥膠墊時，檢修工作者很難把握膠墊螺釘的緊固力，用力過重容易出現膠墊變形，用力過輕膠墊的密閉性又不夠。

2）螺釘緊固不及時。檢修工作者都是在膠墊變形前停止螺釘的緊固，由于橡膠材料具有很大的彈性，膠墊變形前許多螺釘的緊固實際上并不到位，此時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。當自閥手柄運轉位時，總風向列車管充氣，工作風缸充氣止回閥風堵上方列車管增壓，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缸充氣的通路，工作風缸壓力上升到與列車管定壓量相等時，在工作風缸壓力和充氣止回閥彈簧力的共同作用下，止回閥下移，關閉列車管與工作風缸的通路，工作風缸與列車管壓力相等且呈保壓狀態。此時將自閥手柄移到最小減壓位，列車管出現減壓，工作風缸壓力遠大于列車管壓力，因為充氣止回閥螺釘緊固不到位，便產生工作風缸壓力空氣經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→止回閥風堵→列車管2#。正因為如此，自閥手柄在“運轉位”和“最小減壓位”兩者之間轉換時，止回閥膠墊作上下移動后時而密閉時而產生縫隙，當密閉時制動就會正常且保壓良好，縫隙很小時制動后就會自然緩解，縫隙稍大時自閥最小減壓位就會出現機車不制動等3多種故障現象。

3 改進措施

根據駐段驗收員現場調查和反復確認，將發現的問題向承修單位的技術、質檢、檢修和材料等有關部門進行質量反饋，并提出檢修時使用一體式新型止回閥（圖3）代替傳統分體式止回閥（圖2）的改進建議。一體式新型止回閥結構沒有螺釘，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，可以避免工作風缸壓力空氣通過膠墊縫隙逆流到列車管的現象發生，極大提高了制動機的可靠性、安全性和穩定性。

圖2 傳統分體式止回閥

圖3 新型止回閥

4 結束語

2016年2月至8月，南寧鐵路局南寧機務段玉林機務區先后對188臺承修機車采取了更換一體式新型工作風缸充氣止回閥的改進措施。經過一段時間的運用，因工作風缸壓力內漏導致的制動機故障大幅度減少，改進措施取得顯著成效，有力保障了鐵路行車安全。