關于貴陽地鐵1號線全自動車鉤電氣車鉤推送氣缸漏氣故障分析

萬平

摘 要：全自動車鉤是地鐵車輛的一個重要電氣部件，它直接影響地鐵車輛運行的可靠性、平穩性和舒適性。故在地鐵車輛入庫或者準備檢修時要及時對全自動車鉤進行檢查維護。目前，隨著地鐵車輛運行速度的不斷提高，載客量的不斷上升，以及連掛要求不斷提高。對車鉤檢查維護具有更高要求。

關鍵詞：地鐵電客車 全自動車鉤 電鉤 檢查維護

1 引言

隨著城市軌道交通的發展，地鐵等軌道交通成為人們出行必不可少的選擇。貴陽1號線車輛為六輛編組，四動二拖。編組頭尾端采用頭車全自動鉤緩裝置連接，每個單元之間使用中間車半自動鉤緩裝置連接，其余車輛之間使用半永久鉤緩裝置進行連接。在地鐵的實際運營過程中，全自動車鉤是地鐵車輛最基本的也是最重要的部件之一，它是安裝連接每節車輛上的牽枕緩上，連通列車內部的風路，電路和機械，從而使車輛形成一個整體。涉及車輛安全以及乘客生命和財產安全。城市軌道交通管理人員在日常檢修中加強對車鉤各部件檢查及維護。

2 問題描述

貴陽地鐵1號線輪值班對車鉤日常檢查維護時，發現010061車全自動車鉤電氣車鉤推送氣缸在活塞桿處及提銷處出現漏風現象，活塞桿漏風故障現場照片見圖1。將漏風的故障氣缸拆下后，進行外觀檢查、保壓試驗、拆解檢查，以判斷漏風故障點并進行原因分析。

2.1 常見全自動車鉤電鉤氣缸漏氣故障原因及處理措施

（1）活塞桿上由于有潤滑油，車輛在隧道中運行，隧道中的粉塵粘貼到氣缸活塞桿上，時間越久，粉塵積累越多，導致活塞桿在來回運動過程中與防塵圈摩擦，使防塵圈磨損配合間隙大等導致氣缸漏氣。及時清潔活塞桿上粉塵并按照《貴陽地鐵一號線氣缸防塵圈更換工藝》更換氣缸活塞桿上防塵圈。

（2）氣缸活塞桿長期來回運動，氣缸內壓力壓力大使氣缸發生塑性變形，導致氣缸漏氣。按照《貴陽地鐵一號線電鉤氣缸更換工藝》更換氣缸。

（3）氣缸活塞桿長期來回運動，在組裝氣缸前端蓋、后端蓋安裝螺栓時，未按照《氣缸前端蓋、后端蓋安裝工藝》要求進行組裝使螺栓松動導致氣缸漏氣。按照《氣缸前端蓋、后端蓋安裝工藝》要求進行組裝螺栓。

3 產品結構及工作原理

電氣車鉤的推送機構采用了直推的方式，如圖2所示，主要由導向桿、推送氣缸和氣缸懸掛部件組成。導向桿保證了電氣車鉤能夠按照設計的軌道運動，推送氣缸提供退出和縮回的驅動力，氣缸懸掛保證了氣缸安裝和彈性行程的需要。推送氣缸具有自鎖功能，在推出和縮回時能夠自動鎖定，以防止在沒有空氣壓力或氣壓不足時電氣車鉤能夠保持在動作位。

氣缸由前端蓋、后端蓋及密封件等重要部件組成。氣缸內部空腔被活塞分成兩個空腔。當壓縮氣體從一個空腔流入壓縮空氣時，另一個腔進行排氣，氣缸的兩個空腔壓力差作用在活塞上，形成壓力推動活塞往復運動，使活塞桿伸出與縮回。若有兩腔交替進氣和排氣，活塞實現往復直線運動，如圖3所示。

全自動車鉤在待連掛狀態時，只有總風管連接器后端有壓力氣體。此時，壓力氣體通過電鉤氣路控制閥進入氣路控制單元，壓力氣體到達兩位五通閥2分配端，由于兩位五通閥2處于拉力作用。所以，壓力氣體經過兩位無通閥流向電鉤氣缸前端和全自動車鉤水平對中裝置。車鉤電鉤氣缸在壓力氣體下縮回，帶動電氣車鉤縮回，且全自動車鉤具有水平對中功能。

全自動車鉤在連掛狀態時，機械車鉤連掛完成后，總風管連接器被導通。總風管連接器兩位五通閥打開，壓力氣體從后端流入前端，并經電鉤動作氣路控制閥進入控制單元內部。壓力空氣到達兩位五通閥1分配端，由于兩位五通閥1處于彈簧作用位，所以壓力空氣經過分配流向兩位五通閥2控制端。兩位五通閥2在壓力空氣作用下換向，將原先分配給電鉤氣缸前端壓力氣體分配給電鉤氣缸后端。電鉤氣缸在壓力氣體推動下向前推動，帶動電氣車鉤向前推出進行連掛，連掛完成后，電鉤氣缸保持。此時水平對中裝置沒有空氣壓力，車鉤不具有水平對中功能。

全自動車鉤在解鉤時，司機室按壓解鉤按鈕，向解鉤管路充風，壓力空氣從總風管進入解鉤管路，一路到達解鉤氣缸后端，另一路經過單向閥進入控制單元，到達兩位五通閥1控制端。兩位五通閥1在壓力空氣作用下換向，將原先分配給兩位五通閥2控制端的壓力空氣分配給解鉤管路流向兩位五通閥1的控制端，用以保持兩位五通閥1處于控制位。兩位五通閥2在控制壓力消失后，由于拉力作用回到原來位置，將分配給推送氣缸后端的壓力氣體重新分配給推送氣缸的前端及水平對中裝置。

4 故障調查

4.1 現場故障調查

現場作業人員在電氣車鉤推送氣缸處聽到漏風聲，然后使用試漏劑對電氣車鉤推送氣缸進行了檢查，如圖1所示。檢查過程中，發現活塞桿處出現氣泡，從而判斷泄露點為推送氣缸活塞桿密封圈處。

4.2 地面故障調查

檢修人員將故障氣缸拆解下車后，為確認故障原因，在地面分別進行了氣密封試驗及拆解檢查。

4.2.1 氣密性試驗

按照《貴陽地鐵1號線全自動車鉤端鎖氣缸檢測工藝》對氣缸進行檢測，現場檢測氣壓為 1.05MPa，將氣缸易泄露處置于水中，觀察各氣缸泄露情況，試驗照片如圖 4、圖 5。

4.2.2 拆解檢查

氣缸進行完氣密性試驗后，對氣缸進行拆解檢查，拆解照片如圖6及圖7，提銷處拆解照片見圖8。拆解完成后進行檢查：氣缸內潤滑脂狀態良好，前、后端蓋與缸體結合處清潔無雜質，O形圈無明顯變形及裂縫，缸體內部無劃痕且潤滑脂清潔，活塞無損傷；但前端蓋活塞桿密封圈處存在大量的油污，對前端蓋活塞桿密封圈清潔后進行檢查，未發現密封圈處存在明顯的損傷，清潔后的照片見圖9。

5 分析結論

5.1 活塞桿處漏風分析結論

氣缸前端蓋的密封圈除了起到密封作用外還起到刮塵的作用。當氣缸縮回時，氣缸前端蓋的密封圈可以清除活塞桿上的油污等雜質，起到防止雜質進入氣缸內部的作用。通過上述氣密性試驗及拆解檢查，造成推送氣缸活塞桿漏風可能的原因為：當前端蓋的活塞桿密封圈被油污等雜質污染嚴重后，其刮塵能力降低。當氣缸縮回，由于活塞桿運動，附著在活塞桿上的雜質存在進入到活塞桿與其密封圈之間的可能性，破壞了活塞桿密封圈的密封性，從而出現漏風現象。進入到活塞桿密封圈的雜質，可能在氣缸運輸及拆解過程中，在外力的作用下脫落，從而出現在地面進行氣密性試驗時不存在漏風的現象。由于破壞活塞桿密封圈的密封性需要較大的顆粒物進入活塞桿與其密封圈之間，具有一定的偶發性，因此推送氣缸從活塞桿處漏風為個例。

5.2 提銷處漏風分析結論

通過對提銷處拆解、檢查（見圖2）可以看出，起到主要密封作用為氣缸前端蓋提銷處的O型圈，當0型圈損壞時，風壓會從提銷處泄露。從圖2可以看出，推送氣缸提銷在組裝過程中，先組裝O型圈，O型圈安裝完成后在其上部裝入金屬環，以便O型圈能夠起到良好的密封作用。在推送氣缸裝配過程中，由于在O型圈未裝配到位的情況下（見圖 10）裝入金屬環，導致O型圈在金屬環擠壓作用下出現損壞，進而出現推送氣缸在提銷處漏風的故障。

6 處理措施

（1）現場更換新的推送氣缸，保證車組上線使用。（2）對電氣車鉤推送進行日常檢查時，及時清理活塞桿及活塞桿密封圈處的油污等雜質。

7 結語

車鉤是電客車重要部件之一，車鉤檢修是對電鉤、電氣連接氣、氣路連接器以及機械鉤頭檢查維護，對它的檢修要精而再精，對電鉤活塞桿清潔，清潔結束后再對各個部件的磨損程度進行測量提取數據，更換需要更換的部件，對不需要更換的部件進行維護保養，確保二次使用壽命。以確保在連掛時的穩定性。

參考文獻：

[1]陳銀燕，趙冉冉，張惠編，著.《氣動控制及應用教程》，機械工業出版社.

[2]張利平，主編.《氣動閥原理、使用與維護》，化學工業出版社.