動車組用壓力調整閥的濾網設計研究

鹿峰凱，杜建華，馬 璐，章 萍，汪 松

（南京中車浦鎮海泰制動設備有限公司，江蘇 南京 211800）

0 引言

壓力調整閥是動車組制動系統緊急回路用調壓閥，其失效模式主要為泄漏。當壓力調整閥泄漏后，緊急制動輸出的緊急制動壓力會偏低，從而導致行車安全。

動車組在組裝過程中，稍有不慎，都有可能引入雜質，雜質進入壓力調整閥后，將閥口破壞或滯留在閥座上，導致其泄漏。為了減少因雜質引起的壓力調整閥泄漏，需對其加裝濾網。

1 濾網選材

國產1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9和進口的321鋼種生產的極細絲存在的問題：①絲材強度高、塑性差，織網困難，織機損害嚴重；②鋼質不純凈，拉絲很困難，斷線多；③金剛石拉絲模消耗極大，制造成本高，經濟效益差[1]。

不銹鋼極細絲一般是指將304、304L、305、316 及316L等材料拉成φ＜0.1mm、可纏繞的軟態工業用金屬細絲，具有強度高、塑韌性好、導電、導熱性優異，耐磨、耐熱、耐酸堿腐蝕等一系列優良性能[2]。根據其研究結果，進口不銹鋼絲性能優于國產。

因此，濾網選用進口316L不銹鋼絲。

2 強度分析

根據匯總的故障品雜質大小，現選用的120目 （線徑：φ0.094mm）的進口316L不銹鋼絲。

濾網有效通徑為φ8mm，進氣口壓力1MPa，過濾網單根線徑最大作用力為：

濾網受到的拉應力：

不銹鋼絲 316L抗拉強度 Rm=500～750MPa，108.42＜500MPa。

因此，316L不銹鋼強度完全滿足目前工況的使用要求。

3 試驗驗證

對設計的濾網進行單閥例行試驗、系統響應試驗、壓脫力試驗。旨在滿足氣路不節流、濾網強度滿足實際使用要求，盡量避免雜質引入導致閥功能下降的目的。

3.1 單閥例行試驗

隨機抽取 3個壓力調整閥（150808、150812、150811為編號），分別將濾網安裝在同一個閥上進行單閥例行試驗。試驗結果見表1。

由表1知，在隨機抽取的3個壓力調整閥進、出口分別不加裝濾網與加裝濾網，試驗結果表明兩者差別較小。

表1 單閥容量試驗情況Tab.1 Sing le valve capacity test

3.2 系統響應試驗

在制動系統試驗臺上，對上述3個壓力調整閥進行系統響應試驗。從初始壓力上升到壓力調整閥高壓值的90%。讀取采集示例見圖1，測試情況見表2。

圖1 響應時間采集示例Fig.1 Sam ple for response time acquisition

表2 單閥系統響應試驗測試情況Tab.2 Test condition of single valve system response test

表2中的測試時間為3次平均值。由表2數據知，加裝濾網和不加裝濾網相比：從初始壓力上升到壓力調整閥高壓值的90%的時間波動很小。

3.3 壓脫力測試

對120目濾網進行壓脫力試驗。具體壓脫情況見圖2。

壓脫力5次試驗的平均值為132.25N。

以上壓脫力試驗，濾網底部出現撕裂等現象，冷壓處在更大的壓脫力作用下才會出現局部撕裂現象。

圖2 壓脫力試驗Fig.2 Pressure drop test

4 結論

綜上所述，通過設計計算及系列試驗知：

（1）120目濾網單根線徑最

大作用力為0.752N，受到的拉應力為108.42MPa，遠小于316L不銹鋼絲的抗拉強度。

圖3 濾網Fig.3 Filter

（2）選用120目濾網進行的單閥、系統試驗均滿足要求，不加濾網與加濾網試驗值相比，兩者波動較小。

（3）120目（線徑 0.094mm，篩孔尺寸 0.125mm）濾網壓脫力為132.25N。

因此，可以滿足動車組實際運營工況的使用。