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1、 高速列車制動(dòng)系統(tǒng)氣制動(dòng)泄漏故障快速檢測(cè)方法 摘要:近年來,高速鐵路的發(fā)展在我國(guó)日新月異,不僅極大的提高了我國(guó)的鐵路運(yùn)輸效率,而且極大的促進(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。高速列車是高速鐵路的運(yùn)輸設(shè)備,其制動(dòng)系統(tǒng)采用氣制動(dòng)方式,在實(shí)際運(yùn)行過程中,可能會(huì)出現(xiàn)氣制動(dòng)泄露故障,導(dǎo)致安全隱患,如何快速準(zhǔn)確的檢測(cè)氣制動(dòng)故障并及時(shí)進(jìn)行排除,是保障高速列車安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。本文簡(jiǎn)單分析高速列車制動(dòng)系統(tǒng)氣制動(dòng)泄露故障快速檢測(cè)方法。關(guān)鍵詞:高速列車;制動(dòng)系統(tǒng);氣制動(dòng)泄漏故障;快速檢測(cè)前言制動(dòng)系統(tǒng)是高速列車的重要組成部分,是一種用于使高速列車減速或停止并確保安全行駛的裝置。高速列車制動(dòng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致極大的安全隱患,由于制
2、動(dòng)系統(tǒng)組件較多,因此故障類型也較多,使得難以評(píng)估和檢測(cè)高速列車制動(dòng)系統(tǒng)故障。因此,準(zhǔn)確了解高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的故障特征,分析故障特征并建立適當(dāng)?shù)脑\斷系統(tǒng)非常重要,可以達(dá)到快速檢測(cè)故障,并及時(shí)排除故障的目的。1.高速列車制動(dòng)系統(tǒng)1.1制動(dòng)形式分類按制動(dòng)形式分類,黏著制動(dòng)和非黏著制動(dòng)是高速列車制動(dòng)的兩種重要類型。其中,在軌道和車輪之間產(chǎn)生的摩擦力的作用并執(zhí)行的制動(dòng)方法被稱為黏著制動(dòng)或摩擦制動(dòng)。在黏著制動(dòng)中,制動(dòng)力受車輪與軌道之間的黏著力的限制,并且最大制動(dòng)力不超過黏著力。黏著制動(dòng)是當(dāng)前的主要制動(dòng)類型,例如閘瓦制動(dòng)、盤形制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)(電制動(dòng))、液力制動(dòng)等制動(dòng)方式都屬于黏著制動(dòng)1。黏著制動(dòng)將閘瓦壓緊在
3、車輪的踏面上進(jìn)行制動(dòng)時(shí),閘瓦與車輪之間的摩擦?xí)阡撥壟c車輪接觸點(diǎn)處產(chǎn)生與移動(dòng)方向相反的反作用力,即制動(dòng)力。在這種制動(dòng)方式中,閘瓦、車輪和軌道是高速列車制動(dòng)的三個(gè)主要要素。非黏著制動(dòng)指的是不是由軌道和車輪之間的摩擦力作用并執(zhí)行制動(dòng)的方式,比如電磁制動(dòng)和渦流制動(dòng)。這種制動(dòng)的特征是所產(chǎn)生的制動(dòng)作用力大小與車輪與軌道之間的黏著力大小無關(guān),當(dāng)前在高速列車中,非黏著制動(dòng)主要作為輔助制動(dòng)方式應(yīng)用。1.2高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源高速列車制動(dòng)系統(tǒng)采用的動(dòng)力源主要有兩類,分別是電制動(dòng)和空氣制動(dòng),其中空氣制動(dòng)又分為純空氣制動(dòng)和非純空氣制動(dòng)??諝庵苿?dòng)主要使用高壓封閉空間中的氣體作為動(dòng)力源來控制和傳輸制動(dòng)信號(hào)。電動(dòng)制動(dòng)
4、根據(jù)動(dòng)能使用的不同又分為電阻制動(dòng)和再生制動(dòng),其是將高速列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,再變成熱能消耗或反饋回電網(wǎng)的制動(dòng)方法,在制動(dòng)過程中優(yōu)先考慮再生制動(dòng)。盡管當(dāng)前的電制動(dòng)可以從牽引動(dòng)力單元獲得非常充分的制動(dòng)動(dòng)力,但在高速動(dòng)車組的制動(dòng)系統(tǒng)中空氣制動(dòng)仍然非常重要,這是由于在使用電制動(dòng)時(shí),采用直流牽引電機(jī)的高速列車的制動(dòng)力會(huì)隨著列車速度的降低而降低,因此,如果沒有其他輔助制動(dòng)方法,列車將由于慣性而無法快速停止,需要較長(zhǎng)時(shí)間滑行依靠摩擦力停止。盡管使用交流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力牽引裝置的高速列車可以達(dá)到通過改變轉(zhuǎn)速差來改變制動(dòng)力大小,但從理想的角度和理論的角度來看,高速列車的速度并不直接限制制動(dòng)力,而能夠高效運(yùn)行的可靠
5、電動(dòng)制動(dòng)裝置,仍處于實(shí)驗(yàn)室理論研究的階段1-2。因此,綜上所述,以氣制動(dòng)作為輔助制動(dòng)方式仍然必不可少。1.3空氣制動(dòng)的主要構(gòu)成及功能空氣制動(dòng)系統(tǒng)的組成分為壓力空氣供應(yīng)部分、空氣制動(dòng)控制部分和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。壓力空氣供應(yīng)部分主要為空壓機(jī)、總風(fēng)缸等設(shè)備,是為整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力源的裝置。機(jī)車部位安裝空氣壓縮機(jī)和總風(fēng)缸,它們的功能是分別產(chǎn)生壓縮空氣和儲(chǔ)存壓縮空氣,并將其提供給整個(gè)列車的制動(dòng)管路??諝庵苿?dòng)控制部分主要包括給風(fēng)閥、自動(dòng)制動(dòng)閥以及給風(fēng)閥制動(dòng)管,其中總風(fēng)缸的壓力先由給風(fēng)閥進(jìn)行控制,并在到達(dá)預(yù)定壓力后通過自動(dòng)制動(dòng)閥進(jìn)入到制動(dòng)管中,自動(dòng)控制閥可以通過控制空氣的沖排而控制制動(dòng)管中的空氣壓力。制動(dòng)管是
6、一條貫穿整個(gè)高速列車的壓縮空氣管路,并將壓縮空氣提供給高速列車上每個(gè)車廂的制動(dòng)裝置。當(dāng)高速列車行駛和停止時(shí),機(jī)車人員使用自動(dòng)制動(dòng)閥來調(diào)節(jié)高速列車制動(dòng)管路中的壓縮空氣壓力4。三通閥連接到制動(dòng)管路,并在制動(dòng)管路中的壓力發(fā)生變化時(shí)起作用,是空氣制動(dòng)裝置的主要部件?;A(chǔ)制動(dòng)裝置是傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)裝置,目前常采用夾鉗式裝置,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,在制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力會(huì)通過閘瓦夾緊車輪或制動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。2.高速列車制動(dòng)系統(tǒng)氣制動(dòng)泄漏故障快速檢測(cè)方法高速列車的空氣制動(dòng)系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成,使用過程中某些組件可能會(huì)發(fā)生故障,導(dǎo)致氣制動(dòng)泄漏,接下來分析高速列車制動(dòng)系統(tǒng)氣制動(dòng)泄漏故障以及如何快速檢測(cè)到它們。2.1高速列車
7、氣制動(dòng)管路泄漏故障列車運(yùn)行時(shí),空氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)裝置能否正常動(dòng)作取決于制動(dòng)管路中壓縮空氣產(chǎn)生的動(dòng)力,因此,出現(xiàn)高速列車制動(dòng)系統(tǒng)氣制動(dòng)泄漏故障時(shí)要首先檢查制動(dòng)管路是否被阻塞或泄露。檢查高速列車管路是否阻塞非常容易,可以將制動(dòng)管路視為一根中空的管路,在正常情況下,管路前后的壓力必須相同,根據(jù)這一原理,可以通過判斷制動(dòng)管路的前后壓力差確定管路是否正常。如果管路出現(xiàn)泄漏故障,檢測(cè)管路泄漏位置的方法也非常簡(jiǎn)單,首先將總風(fēng)缸打滿風(fēng),通過控制截?cái)嗳T使被檢測(cè)管路充滿空氣,然后在每個(gè)管路的接頭位置涂抹肥皂水觀察是否產(chǎn)生氣泡進(jìn)行檢測(cè),由于接頭數(shù)量較多,為了降低工作量,可以先進(jìn)行保壓測(cè)試,確認(rèn)泄漏量超出標(biāo)準(zhǔn)值后再針
8、對(duì)性涂抹肥皂水尋找泄露位置,可以達(dá)到事半功倍的效果。2.2高速列車空氣管路折角塞門故障折角塞門是用于切斷高速列車制動(dòng)管路中氣流的附件,折角塞門的把手設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的直柄式把手,但是在開通狀態(tài)下存在著無法自鎖的問題。因此,在實(shí)際使用中常常出現(xiàn)折角塞門意外關(guān)閉的故障。由于高速列車空氣制動(dòng)系統(tǒng)主要依靠壓縮空氣提供動(dòng)力源,如果折角塞門意外關(guān)閉,則會(huì)導(dǎo)致氣流截?cái)?,從而無法持續(xù)提供動(dòng)力源,因此,在進(jìn)行制動(dòng)期間,必須保持折角塞門開通狀態(tài)才能保證空氣制動(dòng)系統(tǒng)有效提供制動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。引起折角塞門意外關(guān)閉可能是由于以下原因造成的:列車出發(fā)時(shí)的車站工作人員未接通制動(dòng)風(fēng)管;行人在進(jìn)入高速列車時(shí)故意或無
9、意地關(guān)閉;人為技術(shù)性破壞等,上述原因可能導(dǎo)致高速列車空氣管路折角塞門故障,造成空氣制動(dòng)系統(tǒng)失效,甚至引發(fā)事故。2.3高速列車軟管接頭松動(dòng)高速列車行駛時(shí),制動(dòng)軟管接頭隨著軟管的晃動(dòng)可能會(huì)松動(dòng)甚至掉落,從而導(dǎo)致氣制動(dòng)泄露故障。主要原因有軟管接頭處彈性環(huán)上螺母施加壓力過大,無法帶動(dòng)彈性環(huán)前進(jìn),因此導(dǎo)致橡膠環(huán)不緊密產(chǎn)生泄漏故障;平墊圈厚度不足,陷入了螺母凹槽內(nèi),與橡膠環(huán)接觸不緊密導(dǎo)致泄漏故障;橡膠環(huán)使用時(shí)間過長(zhǎng),老化變形,導(dǎo)致接觸不緊密,出現(xiàn)泄漏故障等。2.4高速列車風(fēng)缸故障高速列車上有總風(fēng)缸、空簧風(fēng)缸、制動(dòng)風(fēng)缸等,總風(fēng)缸存儲(chǔ)空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣,并且車輛上所有需要壓縮空氣的地方都必須使用總風(fēng)缸中
10、的空氣。一般來說,風(fēng)缸故障的可能性極小,但不能排除可能性。如果在對(duì)高速列車的管路、連接和其他閥門的問題進(jìn)行故障排除后,高速列車依然存在氣制動(dòng)泄露故障,則可以仔細(xì)檢查風(fēng)缸是否有問題。當(dāng)前,大多數(shù)風(fēng)缸問題是由風(fēng)缸內(nèi)隔板裂引起的泄漏故障。因此,風(fēng)缸制造商必須繼續(xù)創(chuàng)新焊接技術(shù),以確保風(fēng)缸質(zhì)量并滿足風(fēng)缸質(zhì)量要求。結(jié)束語(yǔ):高速列車制動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)系到列車安全,因此非常重要,其中氣制動(dòng)故障主要是由于空氣制動(dòng)系統(tǒng)中的組件損壞引起的,因此在實(shí)際工作中要認(rèn)真檢查組件,確保組件運(yùn)行狀態(tài),從而避免出現(xiàn)類似故障,保證列車安全運(yùn)營(yíng)。參考文獻(xiàn):1周東華,紀(jì)洪泉,何瀟.高速列車信息控制系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)j.自動(dòng)化學(xué)報(bào),2018,44(07):1153-1164.2徐杰,曹梓楠,咼林鋒.crh3型動(dòng)車組空氣制動(dòng)系統(tǒng)
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