CRH1A型動車組導(dǎo)流罩運(yùn)用狀態(tài)下意外打開機(jī)理分析及預(yù)防措施

閆睿

摘要：對CRH1A型動車組導(dǎo)流罩意外打開的原因進(jìn)行分析并提出預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：動車組;導(dǎo)流罩 ：開閉機(jī)構(gòu)

中圖分類號：U279.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1? 引言

CRH1A型動車組車頭前部結(jié)構(gòu)主要包括導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、開閉機(jī)構(gòu)、排障器。導(dǎo)流結(jié)構(gòu)由上下兩個導(dǎo)流罩組成，在需要Mc車和其他車聯(lián)掛時對開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作，打開導(dǎo)流罩伸出自動車鉤;不聯(lián)掛時自動車鉤收回到導(dǎo)流罩內(nèi)，該設(shè)計不僅可以保護(hù)車鉤安全還保證了動車組前端的流線型造型，改善了前端的空氣動力學(xué)性能，減小了動車組在高速行駛過程中的阻力。

2? CRH1A型動車組導(dǎo)流罩的結(jié)構(gòu)組成

導(dǎo)流罩開閉機(jī)構(gòu)主要由打開和關(guān)閉導(dǎo)流罩的雙向氣缸-氣動機(jī)構(gòu)及縱向?qū)к壓蜐L珠等組成，導(dǎo)流罩的開閉、關(guān)閉可在司機(jī)室進(jìn)行操縱，也可在頭罩檢修蓋板后方的控制盒里手動操作，安裝在開閉機(jī)構(gòu)上的導(dǎo)流罩沿著導(dǎo)軌順著車輛輪廓移動完成開關(guān)動作。上下兩個導(dǎo)流罩在端部位置都設(shè)有鎖閉機(jī)構(gòu)，上導(dǎo)流罩在頂部安裝一個鎖閉氣缸， 下導(dǎo)流罩在端部位置的兩側(cè)帶有鎖閉氣缸，所有鎖閉氣缸均是通過彈簧銷配合孔洞鎖閉完成的，充風(fēng)時壓縮空氣壓緊彈簧帶動彈簧銷拔出鎖孔進(jìn)行解鎖，排風(fēng)時彈簧復(fù)位推動彈簧銷插入鎖孔實現(xiàn)鎖定，該結(jié)構(gòu)可以有效保證發(fā)生壓縮空氣泄漏故障時，導(dǎo)流罩也可以依靠鎖閉氣缸彈簧自身彈力實現(xiàn)安全鎖閉。

3? CRH1A型動車組開閉機(jī)構(gòu)的控制

3.1開閉機(jī)構(gòu)控制原理

開閉機(jī)構(gòu)采用2位5通控制閥，其中單向閥控制導(dǎo)流罩的鎖定和解鎖，即充風(fēng)解鎖，排風(fēng)彈簧恢復(fù)鎖定;雙向閥控制導(dǎo)流罩的打開和關(guān)閉，即一端充風(fēng)一端排風(fēng)，實現(xiàn)開關(guān)功能切換，基于2位5通閥的“自鎖”特點(diǎn)，導(dǎo)流罩關(guān)閉到位后鎖定氣缸進(jìn)行機(jī)械鎖定，同時伸縮氣缸仍處于持續(xù)充風(fēng)狀態(tài)，保證導(dǎo)流罩不會意外打開，同樣在動車組重聯(lián)需要時，導(dǎo)流罩打開到位后氣缸仍處于持續(xù)充風(fēng)狀態(tài)保證導(dǎo)流罩不會意外關(guān)閉;另外在關(guān)閉狀態(tài)下上下導(dǎo)流罩也采用了固定銷-洞互鎖的方式，進(jìn)一步保證安全。

3.2開閉機(jī)構(gòu)控制閥功能

開閉機(jī)構(gòu)手動操作閥門位于車端檢修罩板后方，由電磁閥和氣動控制兩部分構(gòu)成。電磁閥得電后可以控制閥芯動作實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在閥體上配有手動操作旋鈕（雙向閥兩個）實現(xiàn)氣路通斷切換，“0”位指示關(guān)閉，“1”位指示通路，“0”位和“1”位成180°，通過操作相應(yīng)的閥門，實現(xiàn)導(dǎo)流罩的開閉。

CRH1A-200型動車組控制板上各閥門從左至右功能具體如下：V4解編，V3解鎖鉤體，V2伸出車鉤，V1收回車鉤，V5解鎖下導(dǎo)流罩，V6B打開下導(dǎo)流罩，V6A關(guān)閉下導(dǎo)流罩，V7B打開上導(dǎo)流罩，V7A關(guān)閉上導(dǎo)流罩，V8解鎖上導(dǎo)流罩。

CRH1A-200型動車組控制板上各閥門從左至右功能具體如下：V4解編，V3解鎖鉤體，V2B伸出車鉤，V2A收回車鉤，V5解鎖下導(dǎo)流罩，V6B打開下導(dǎo)流罩，V6A關(guān)閉下導(dǎo)流罩，V7B打開上導(dǎo)流罩，V7A關(guān)閉上導(dǎo)流罩，V8解鎖上導(dǎo)流罩。

4 導(dǎo)流罩意外打開的原因分析

不考慮控制系統(tǒng)邏輯故障和接線故障，通過結(jié)構(gòu)和原理分析導(dǎo)致導(dǎo)流罩意外打開的原因有4種：（1）氣動控制系統(tǒng)壓力不足;（2）機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)故障。（3）2位5通閥“自鎖”功能失效;（4）操作錯誤。

正常情況下這些單純的因素引發(fā)導(dǎo)流罩意外動作打開的可能性比較小，但是當(dāng)上述幾種情況組合發(fā)生時，造成導(dǎo)流罩意外打開的概率就大大增加。

4.1機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)故障+壓力不足

機(jī)械機(jī)構(gòu)變形彈簧鎖定插銷插入鎖孔的深度不夠，動車組在高速運(yùn)行時震動造成鎖銷脫出鎖孔，如果正好供風(fēng)壓力不足，動車組高速運(yùn)行時車頭受到的巨大正壓力會將導(dǎo)流罩強(qiáng)制推開。

4.2機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)故障+2位5通閥“自鎖”功能失效

造成2位5通閥“自鎖”功能失效的原因有兩類：（1）CRH1A型動車組開閉機(jī)構(gòu)處于開放狀態(tài)，導(dǎo)流罩內(nèi)部積累了大量沙塵，日常操作會導(dǎo)致灰塵侵入閥芯，導(dǎo)致閥芯關(guān)閉不嚴(yán)實造成竄風(fēng)，嚴(yán)重時會導(dǎo)致閥芯位置改變，充風(fēng)口變?yōu)榕艢饪冢艢饪谧優(yōu)槌滹L(fēng)口，氣缸動作方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。（2）控制閥芯密封圈采用橡膠材質(zhì)易受環(huán)境溫度影響造成閥芯竄風(fēng)，最終導(dǎo)致閥芯控制的供風(fēng)方向發(fā)生改變，2位5通閥“自鎖”功能失效，此時如果機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)失效同樣可以造成導(dǎo)流罩打開。

4.3 人為操作順序錯誤

考慮到上下導(dǎo)流罩的互鎖結(jié)構(gòu)，正常情況下應(yīng)先打開下導(dǎo)流罩，再打開上導(dǎo)流罩，關(guān)閉時正好相反，先關(guān)閉上導(dǎo)流罩，再關(guān)閉下導(dǎo)流罩。當(dāng)上下導(dǎo)流罩關(guān)閉到位后，所有閥芯應(yīng)處于“0”位。單向閥“0”位水平指向右側(cè)，雙向閥“0”位水平指向左側(cè)。現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)操作人員經(jīng)常會在操作結(jié)束后將所有旋鈕的位置恢復(fù)至同一個水平方向，最常見的就是將雙向閥的后排旋鈕旋至右側(cè)（正常左側(cè)），此時V6B閥、V7B閥被激活，V6A、V7A被去激活，控制導(dǎo)流罩的雙向氣缸的供風(fēng)方向也隨之發(fā)生改變，由充風(fēng)關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為反向充風(fēng)打開狀態(tài)，但由于鎖定氣缸的機(jī)械強(qiáng)制鎖定作用，此時導(dǎo)流罩只會被反向充風(fēng)而實際不會被打開，同時因為各部分的限位開關(guān)都在正常觸發(fā)位置，所以IDU上也不會顯示任何相關(guān)故障，當(dāng)動車組在高速運(yùn)行過程中由于線路不平整等引起的車體抖動造成鎖定氣缸的鎖銷和鎖孔的位置發(fā)生相對變化，同時如果鎖銷插入的深度不夠，當(dāng)鎖銷淺出鎖孔的瞬間導(dǎo)流罩就會被反向供風(fēng)突然打開。

5? 日常預(yù)防措施

（1）日常維護(hù)過程中，首先檢查鎖定氣缸的狀態(tài)，可將控制機(jī)構(gòu)總風(fēng)截斷，用手按壓鎖銷檢查確認(rèn)鎖定氣缸內(nèi)復(fù)位彈簧彈力足夠。

（2）檢查導(dǎo)流罩氣動機(jī)構(gòu)無壓力泄露，保壓情況良好。

（3）檢查各鎖定機(jī)構(gòu)機(jī)械配合形態(tài)，確認(rèn)鎖銷插入鎖孔的深度不小于10mm。

（4）手動操作開閉機(jī)構(gòu)控制閥前做好清潔工作，減少灰塵進(jìn)入閥芯。

（5）做好人員培訓(xùn)，杜絕人為操作失誤。如果有錯誤操作，應(yīng)立即截斷總風(fēng)截斷閥，待系統(tǒng)壓力降低時糾正操作。值得注意的是：由于2位5通閥的“自鎖”功能，如果僅僅恢復(fù)閥的方向，實際上閥芯的位置并沒有立馬改變，錯誤操作引起的結(jié)果也并未消除，必須進(jìn)行一次反向操作才能更正，這也是在實際操作中最容易出現(xiàn)問題和最容易被忽略的部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]付敬奇.電磁閥的工作原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2010.04

[2]張新德 .電磁閥[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010.06