動車組整車氣密性試驗優化

□ 劉 楊 □ 張 升 □ 姚月明 □ 李樹枝 □ 陳恩平

1.中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東青島 266111 2.溫州中車四方軌道車輛有限公司 浙江溫州 325000 3.燕山大學 河北秦皇島 066004

1 研究背景

動車組運行過程中,車輛交會及穿越隧道時,空氣壓縮會產生較大的壓力波動,進而引起車內壓力發生變化,影響車內乘坐環境的舒適度[1]。氣密性是動車組的重要性能,為保證動車組運行安全及乘客舒適度,需要對動車組進行整車氣密性試驗。針對動車組整車氣密性試驗,尹法偉等[2]研制了氣密性試驗裝置,通過搭建試驗臺實現氣密性試驗時的壓力控制,但所采用的工藝方法仍需對動車組進行解編,拆除內外風擋,然后在滿足作業要求的前提下進行試驗。

由于動車組解編存在安全風險,且解編重聯作業會造成時間浪費、效率降低等問題,因此如何實現動車組在不解編的情況下進行氣密性試驗,成為當前降本增效的一個關鍵問題。筆者對動車組整車氣密性試驗工藝進行研究,在分析原有工藝缺點的基礎上,研制新型密封門,實現在動車組不解編、不拆卸風擋的情況下進行整車氣密性試驗,同時實現一次安裝后兩側車廂共同進行試驗的功能。

2 整車氣密性試驗工藝分析

現有動車組進行整車氣密性試驗時,需要對車輛進行解編,拆卸內外風擋,針對內端門采用密封門密封,并采用U形限位夾鉗夾緊固定。在兩端內端門、車窗等均被密封后,在車鉤密封門處接入高壓氣源,進行氣密性試驗。

動車組整車氣密性試驗連接如圖1所示,密封門運輸安裝如圖2所示,限位夾鉗夾緊固定如圖3所示,試驗流程如圖4所示。

由于氣密性試驗需要進行車輛解編,會導致動車組檢修效率低下。同時,車輛再次重聯,恢復各氣路連接件時,如封堵件未去除,則將導致氣路不通,引起后續試驗無法進行或動車組上線報故障等問題。

圖1 動車組整車氣密性試驗連接

圖2 密封門運輸安裝

3 整車氣密性試驗優化

為提高動車組整車氣密性試驗的效率,降低試驗難度,在拆卸內風擋后,利用專用壓縮工裝將內風擋壓縮,使兩側內風擋密封面間產生不小于160 mm的間隙,再利用專用吊具將密封門吊入,并與指定側內風擋接口連接、安裝,在保證其余管路閥門截斷的前提下,通入高壓氣源,即可進行氣密性試驗。利用專門檢測器具檢測密封情況后,在滿足試驗要求的前提下,車輛排氣,另一側車廂再充氣,即可進行另一端車廂的氣密性試驗。氣密性試驗結束后,拆卸內風擋與密封門的連接緊固件,再拆卸密封門,恢復安裝內風擋。優化后動車組整車氣密性試驗流程如圖5所示。

圖3 限位夾鉗夾緊固定

圖4 動車組整車氣密性試驗流程

圖5 優化后動車組整車氣密性試驗流程

4 內風擋專用壓縮工裝

內風擋專用壓縮工裝如圖6所示。這一壓縮工裝由兩個夾緊架通過鉸鏈軸連接,與夾緊架一體的伸出部分安裝擺動軸,擺動軸中部有螺母。兩個螺母分別為左、右旋自鎖螺紋,與左、右旋絲桿配合,通過旋轉操作把手帶動絲桿轉動,使夾緊架夾緊與張開。圖7所示為專用壓縮工裝實物。

圖6 內風擋專用壓縮工裝示意圖

圖7 內風擋專用壓縮工裝實物

專用壓縮工裝可以對兩側內風擋進行壓縮,留出足夠空間保證密封門吊掛到位。為保證壓縮效果,采用八個專用壓縮工裝進行壓縮,左右、上下對稱均勻夾持。

5 密封門

密封門由框架和內板焊接而成,橫向外伸六個支承座,用于安裝支撐架。密封門上設置了與內風擋相同的雙向安裝接口,用于連接兩側的內風擋。通過切換支撐架的支撐方向,可以切換供氣連接和排氣閥,實現一次安裝后連續檢測兩側車廂氣密性的功能,提高效率,節省工時。密封門兩側門面四周設有密封條,門外沿設有四個連接鎖緊把手和四個凸出結構,用于連接內風擋。六個支承座上通過鉸接安裝的支撐架可轉到垂直于門板兩個方向的位置,通過鎖緊機構鎖死。支撐架的腳座支承在另一車廂的端平面上,用于承受門面上的壓力。密封門的底部設有兩個快換接頭,快換接頭與框架上的密閉腔相通。密閉腔通向密封門的兩面,用于分別向兩側車廂供氣。密封門的底部側向設有兩個排氣閥,使用排氣閥可以分別為兩側車廂排氣。密封門結構如圖8所示。

圖8 密封門結構

所設計的密封門上設置有壓力表,通過壓力表直接讀取內部壓力值。與原試驗裝置相比,所設計的密封門支撐架機構可以實現不同側車廂氣密性試驗時的支撐,將密封門上的壓力值卸載到車體上,保持內風擋的完整性,同時支撐架機構的旋轉及鎖緊機構可以實現一次安裝完成后不同側車廂氣密性試驗的功能,具備效率高、安全性佳的優點。

6 支撐架

支撐架由基座、支腿、橡膠彈簧腳座和鎖緊塊組成。基座安裝在密封門的支承座上,與支腿鉸接,可±90°擺動,用于選擇支撐方向。橡膠彈簧腳座與車廂端面接觸,既起到對車體表面的保護作用,又起到多點支撐時的均載作用。鎖緊塊用于鎖住支腿位置。支撐架結構如圖9所示。

7 結論

筆者通過設計密封門與支撐架,優化了動車組整車氣密性試驗,實現動車組在不解編的前提下完成氣密性試驗,且一次安裝后能夠進行兩側車廂氣密性試驗。與原動車組整車氣密性試驗相比,優化后試驗所用裝置體積小、操作方便,試驗流程簡單,為后續動車組檢修作業起到良好的促進作用。

圖9 支撐架結構

[1] 李豐,林賢軍.CRH380A型動車組車體氣密性試驗方法研究[J].機車車輛工藝,2013(6):36-37.

[2] 尹法偉,陳興剛,高興華,等.動車組氣密性試驗裝置的研制[J].鐵道車輛,2014,52(7):35-36.