車輛意外緊急制動及閘瓦抱死的研究

郭罕智

（吉林石化公司，吉林 吉林 132000）

1 旅客列車產生意外緊急制動的原因分析

列車在運行過程中施行緊急制動，這是司機在特殊情況下才采用的制動方式，施行緊急制動時，車輪踏面和鋼軌被擦傷。然而列車在運用過程中，難免出現自然緊急制動的情況。可能的原因有司機操作不當、局部減壓量過大、緊急閥故障造成。其中，緊急閥故障是造成自然緊急制動的最主要原因。

常見緊急閥故障如下：①造成104 型緊急閥故障79%的原因是閥的檢修工藝執行不當，在制動室的檢修質量不高，以及運用及檢修時吹塵等工藝執行不到位。②緊急閥充風慢，充風慢可能是充風限孔堵塞或者是緊急閥上蓋漏泄。但是在實際過程中，充風慢的故障以充風限孔堵塞的幾率較多，如充風限孔堵塞，列車管減壓時，緊急室的壓力空氣無法排出，在緊急活塞上下兩側形成較大壓差，列車管稍微減壓，就會產生緊急制動。③安定彈簧軟(或折斷)和緊急活塞桿過長，檢修緊急閥時改變了安定彈簧的彈性。④緊急活塞桿縮孔Ⅲ雜質顆粒進入。由于濾塵網的結構不合理，雜質顆粒經濾塵網進入緊急活塞桿縮孔Ⅲ減小了縮孔Ⅲ孔徑，造成緊急室壓縮空氣逆流速度降低而產生緊急制動。⑤緊急閥的緊急靈敏度過高。列車運行中司機遇到某些情況短時間內連續減速(即多次制動緩解)時，造成列車尾部客車存在虛壓，尾部客車緊急靈敏度高的緊急閥易發生意外緊急制動。⑥夾心閥檢修工藝執行不到位。因夾心閥在檢修過程中未按工藝消除結合面的凹痕或更換新品組裝后，造成防風閥與夾心閥座結合的不密貼而性能不良。夾心閥的4 個導向卡角與導向桿上的導槽卡死造成夾心閥的頂面與夾心閥座不密貼而產生緊急制動。

2 旅客列車產生自動抱閘的原因分析

車輛自動抱閘是指在機車司機沒有進行制動操作的情況下，正在運行的列車中，存在著部分或個別車輛閘瓦抱緊車輪的現象。一般有以下幾種情形：①人力制動機處于制動位；②車輛空氣制動機故障；③車輛基礎制動裝置抗勁；④不屬于上述原因的車輛自動抱閘。

2010 年8 月29 日昆開2650 次列車運行于六盤水至草海間，發現有緩解不良現象，經檢查機后19 位車輛(尾部一輛)存在抱閘現象，乘務員判斷為104 閥故障，將該車104 閥進行調換處理。返昆后，由昆明車輛段相關人員調查分析，并對車輛進行現車檢查試驗，調查結果為制動盤散熱筋處無雜物，也無雜質燃燒痕跡。

故障閥試驗情況： 將原車拆卸的104 分配閥主閥送至檢修車間內制動班組進行試驗，經705 試驗臺試驗檢查發現104 分配閥主閥制動時無法緩解，故障現象同現車試驗現象一致。分解檢查：經分解檢查，發現104 分配閥主閥均衡活塞膜板壓板螺母松動，均衡活塞與活塞壓板、膜板間配合不嚴密存在間隙。將均衡活塞膜板螺母緊固后重新組裝試驗，故障消除。

原因分析：根據調查及現車檢查試驗的情況，2650 次列車途中發生抱閘的具體原因是：檢修職工工作不細致，在104 分配閥主閥檢修組裝過程中，對均衡活塞膜板壓板螺母未緊固到位，致使車輛在投入運用后壓板螺母逐漸松脫，均衡活塞與膜板、壓板配合不嚴密，緩解時均衡活塞桿在閥座內產生蹩勁阻滯不下移，制動缸壓縮空氣無法從活塞桿軸向中心孔經均衡部排氣口排出，單元制動缸無法緩解，閘片緊抱輪對閘盤，導致自然制動。

3 改進方案探討

造成車輛自動抱閘和意外緊急制動的原因是多方面的，為提高104 閥的作用效果、分別從制動波速、104 型分配閥的作用時間t(s)、列車管減壓量與制動缸壓強的關系進行研究，以整個制動系統為出發點，分析管系通暢情況，查找問題存在的原因，探討104 型分配閥在檢修和運用過程中的改進方案。

3.1 制動波速探討

機車供排風時，由于空氣波由前向后逐輛傳播，如果104 型分配閥或者三通閥的型式和靈敏度都一樣，那么制動作用沿列車長度方向由前向后逐輛發生。實際上，閥的靈敏度受其結構性能和狀態的影響，是不可能完全一樣的，制動作用的發生不但是間歇性的，而且也不是完全由一前向后逐輛發生。列車中一輛或幾輛的制動作用有時可能比其后的車輛發生得晚，或者比前面的車輛發生得早。

通過實驗驗證列車管堵塞大小對列車制動波速的影響。通過在列車管頭部設置大小不同尺寸通風口徑的縮孔堵，直徑由lmm 變化到18mm，模擬列車管堵塞。根據列車的出庫實驗要求進行試驗，最大減壓為170kPa，最小減壓為40kPa，實驗內容為：常用制動實驗和緊急制動實驗。

實驗過程：①通過模擬列車管管壁縮小不同尺寸情況或者管系內部有堵塞物情況進行充風和最大、最小減壓試驗，在列車尾部和頭部列車管位置安裝壓力傳感器，記錄列車管頭、尾部的列車管壓力變化，比較不同堵塞情況下的壓力變化情況。②模擬列車管管壁縮小不同尺寸或者管系內部有堵塞物情況，在列車頭部安裝縮孔堵，口徑由小到大的順序，用單車試驗器在列車頭部進行充風后，進行緊急制動試驗，檢驗列車管減壓是否起緊急制動。③通過實驗得到結果如表1 所示：

表1 不同堵塞孔情況下，列車的制動情況表

實驗結果分析：①列車管通路堵塞到剩余孔徑面積為 78.5mm2時(圓孔通徑為 10mm 時)，作為緊急制動的臨界點，起緊急制動作用。當圓孔通徑10mm 時，在緊急制動情況，列車的緊急制動作用失效;列車管通路堵塞到剩余孔徑面積為153.9mm2時(圓孔通徑為14mm 時)，對制動波速產生影響，使整列車緊急制動效率降低，緊急制動效果減弱;當圓孔通徑小于5mm 時，最小減壓不起制動作用，列車管通路堵塞到 12.56mm2時 (圓孔通徑為 4mm 時)，常用制動作用失效，導致列車不可操控，即制動失效。②列車充風隨著堵塞孔徑的縮小列尾壓力變化將趨緩，堵塞越嚴重，偏離越大，達到最終平衡時間越來越長，規律性較差。③列尾制動波形與堵塞尺寸的大小對應關系較差，無嚴格數學對應關系。為解決列車管通風不暢和孔徑小的問題，新車制的管系必須清除卷邊，在未裝車之前，必須進行過球實驗，而且不能使用內嵌式堵頭進行防塵，因內嵌式堵頭易進入管內。

3.2 加強檢修質量

改善閥體外部除銹工序，對閥體的外部清洗盡量采用500kPa 以上的高壓加適當溫度的清水進行沖洗。采用拋丸工序時，必須做好緊急閥安裝面和排氣口的防護，避免鋼丸進入，影響閥的性能。加強對閥體與夾心閥座鑲合質量的檢測，在檢修過程中，可以測量緊急活塞與夾心閥座間的距離，如小于16.5mm，則需要進行相應的報廢處理。在檢修過程中嚴格執行工藝要求，尤其是加強夾心閥的檢修，存在開膠或變形時須更換，閥面不平、壓痕過深者在相應砂紙上研磨平整，磨耗超限時更換。檢修時用直徑為1.5mm 的通針對緊急活塞桿縮孔Ⅱ以及其他縮孔進行疏通，防止各縮孔堵塞; 閥內彈簧如安定彈簧按標準要求進行檢測，如出現衰弱、變形、自由高過低等現象時須進行更換。

3.3 加強制動閥內配件檢測，避免故障發生

對緊急閥濾塵網網孔稀密、濾塵網深淺及外形尺寸進行規范，確保濾塵網能有效阻止超過規定數目要求的塵埃進入閥體，解決濾塵網容易松動掉落的問題。同時，建議將網狀濾塵網改為粉末冶金形式的濾塵器。

檢修時對夾心閥的V 型角度進行檢測，夾心閥安裝后仍能與導向桿的導槽鑲入深度有一定的活動量，避免出現夾心閥卡死的現象。