中繼閥和電空變換閥在服役期的性能變化趨勢(shì)分析

1、 中繼閥和電空變換閥在服役期的性能變化趨勢(shì)分析 朱西深常杰Summary：隨著高速動(dòng)車(chē)組的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，動(dòng)車(chē)組在高速運(yùn)行過(guò)程中制動(dòng)系統(tǒng)尤其重要，而中繼閥和電空變換閥又是制動(dòng)系統(tǒng)中最主要的兩種閥，因此對(duì)中繼閥和電空變換閥在服役期性能變化的研究有了更深的意義。本文通過(guò)研制的制動(dòng)系統(tǒng)閥類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)FD-1型中繼閥和EPLA電空變換閥進(jìn)行性能測(cè)試，對(duì)測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比得出其在服役期間的性能變化趨勢(shì)，為FD-1型中繼閥和EPLA電空變換閥檢修規(guī)程的制訂提供運(yùn)用狀況分析的理論基礎(chǔ)。Abstract： The braking system is particularly important i

2、n the process of high-speed operation of motor train unit. Relay valve and brake valve and electro pneumatic transfer valve are the two main valves in the braking system， so it is of great significance to study the performance change of the two kinds of valves during service period. In this paper， t

3、he performance of FD-1 relay valve and EPLA electro pneumatic transfer valve are tested by the braking system valve test bench. By analyzing the data acquired， the performance change trend of the valves are obtained， which can provide theoretical basis for condition analysis when formulating the cod

4、e of inspection and repair for FD-1 relay valve and EPLA electro pneumatic transfer valve.Key：中繼閥；電空變換閥；性能測(cè)試；變化趨勢(shì)Key words： relief valve；electro pneumatic transfer valve；performance test；change trend：U266 ：A ：1006-4311（2016）06-0138-030 引言電空變換作為目前通用的制動(dòng)力控制轉(zhuǎn)換方式，屬于控制閥的一種，其作用是把制動(dòng)控制器發(fā)來(lái)的電流指令轉(zhuǎn)換為空氣壓力，從而控制中繼閥

5、的供/排氣，其空氣壓力能實(shí)現(xiàn)無(wú)極連續(xù)調(diào)控。而中繼閥在機(jī)車(chē)、城軌、動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)中主要起到調(diào)節(jié)和控制空氣壓力大小及流量的作用。在一般制動(dòng)過(guò)程中，電空變換閥和中繼閥構(gòu)成了常用和快速制動(dòng)主要的控制部分。制動(dòng)控制裝置內(nèi)藏的制動(dòng)控制器接收光纖傳送和引線傳來(lái)的常用或快速制動(dòng)指令，對(duì)速度、空氣彈簧壓力、再生制動(dòng)力的要素進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)電流控制輸出所需要的空氣制動(dòng)力。制動(dòng)控制器過(guò)來(lái)的電流輸出通過(guò)電空變換閥轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝鈮毫?，供給中繼閥上側(cè)的膜板室。通過(guò)中繼閥增大容量，將壓力空氣供給増壓缸，從而獲得制動(dòng)壓力，工作原理圖見(jiàn)圖1。1 原理和功能1.1 EPLA電空變換閥原理和功能 EPLA電空變換閥由電磁鐵、供氣閥和排氣

6、閥組成，電流通到電磁閥的線圈上，產(chǎn)生電磁吸力打開(kāi)供氣閥而供給壓力空氣，同時(shí)壓力空氣進(jìn)入到電空變換閥的膜板室，當(dāng)空氣壓力與電磁閥的電磁吸力平衡時(shí)，就會(huì)關(guān)閉供氣閥，因此可用線圈中電流來(lái)控制電磁吸力的大小，即可任意設(shè)定空氣壓力。當(dāng)電流歸零后，電磁閥的電磁吸力也為零，排氣閥打開(kāi)進(jìn)行排氣緩。技術(shù)參數(shù)最高使用壓力： 880kPa（9kgf/cm2）最高輸出側(cè)壓力： 685kPa（7kgf/cm2）輸入電流： 0700mA電磁線圈特征阻值： 26.6W4%（20）電磁線圈溫度上升（）： 130以下滯后（kPa）： 30以下1.2 FD-1型中繼閥原理和功能 FD-1型中繼閥設(shè)在制動(dòng)控制裝置內(nèi)，由給排閥桿、供

7、給閥、復(fù)位彈簧等構(gòu)成。它將電空轉(zhuǎn)換閥輸出的AC壓力和緊急電磁閥輸出的緊急制動(dòng)壓力作為控制壓力，向增壓缸提供與此控制壓力相應(yīng)的增壓缸空氣壓力。在常用及快速制動(dòng)指令時(shí)，從電空轉(zhuǎn)換閥送來(lái)的AC壓力進(jìn)入AC室，在緊急制動(dòng)時(shí)，從緊急電磁閥送來(lái)的緊急制動(dòng)壓力空氣進(jìn)入U(xiǎn)B室。這些壓力空氣輸入后，使供給閥桿上移，頂開(kāi)供給閥，由于供給閥的開(kāi)啟使SR壓力空氣通過(guò)供給閥口變?yōu)樵鰤焊卓諝鈮毫Γㄖ苿?dòng)作用）。另外，增壓缸壓力空氣還流入FB室產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?，?dāng)增壓缸空氣壓力上升到與AC壓力或緊急制動(dòng)壓力相同時(shí)，供給閥下移關(guān)閉閥口，SR壓力空氣停止向增壓缸的流動(dòng)（保壓狀態(tài)）。這時(shí)的增壓缸空氣不論AC壓力或緊急制動(dòng)壓力多大，均與

8、之相同。反之，制動(dòng)緩解時(shí)，AC壓力或緊急制動(dòng)壓力降低導(dǎo)致供給閥桿下移，離開(kāi)供給閥，增壓缸壓力空氣從給排閥桿內(nèi)部通路排入大氣，呈緩解狀態(tài)。EPLA電空變換閥和FD-1中繼閥的配合使用場(chǎng)合為動(dòng)車(chē)制動(dòng)的常用、快速制動(dòng)、耐雪制動(dòng)中，框圖見(jiàn)圖2所示。2 數(shù)據(jù)分析為了盡可能全面地了解各種情況特征曲線的特點(diǎn)及變化趨勢(shì)，下面將數(shù)據(jù)分成三組。新造值：根據(jù)新造的動(dòng)車(chē)組閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)；四級(jí)修值：選取四級(jí)修的動(dòng)車(chē)組閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)；五級(jí)修值：選取五級(jí)修的動(dòng)車(chē)組閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并采集數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)新造、四級(jí)修、五級(jí)修的閥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)并對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得出相應(yīng)組的數(shù)據(jù)擬合曲線

9、，再通過(guò)各組數(shù)據(jù)曲線及線性方程的對(duì)比，得出EPLA電空變換閥各服役期的KI特性曲線和特性曲線公式以及FD-1型中繼閥的特性曲線和特性曲線公式。2.1 EPLA電空變換閥特性試驗(yàn) 將新造、四級(jí)修和五級(jí)修的EPLA電空變換閥在制動(dòng)系統(tǒng)閥類(lèi)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多次測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形繪制并形成特性曲線方程，將采集到的數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行對(duì)比，特性曲線見(jiàn)圖3，曲線方程見(jiàn)表1。性能分析：由數(shù)據(jù)分析可見(jiàn)，隨著EPLA電空變換閥的服役期限的延長(zhǎng)，其控制特性有所變化。即同一電流值所對(duì)應(yīng)控制的壓力值均有了增長(zhǎng)。2.2 FD-1型中繼閥特性試驗(yàn) 將新造、四級(jí)修和五級(jí)修的中繼閥在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)

10、多次測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形繪制并形成特性曲線方程，將采集到的數(shù)據(jù)與理論值進(jìn)行對(duì)比，特性曲線見(jiàn)圖4，曲線方程見(jiàn)表2。首先是采集的PAC1-BC段的數(shù)據(jù)：性能分析：由數(shù)據(jù)分析可見(jiàn)，隨著中繼閥的服役期限的延長(zhǎng)，其控制特性有所變化。即進(jìn)氣口AC1同一壓力值所對(duì)應(yīng)控制的BC段壓力值有所降低，并且隨著服役期的延長(zhǎng)，降低的趨勢(shì)更明顯一些。然后是采集的PAC2-BC段的數(shù)據(jù)，特性曲線見(jiàn)圖5，曲線方程見(jiàn)表3。性能分析：由數(shù)據(jù)分析可見(jiàn)，隨著中繼閥的服役期限的延長(zhǎng)，其控制特性有所變化。即進(jìn)氣口AC2同一壓力值所對(duì)應(yīng)控制的BC段壓力值有所增長(zhǎng)，并且隨著服役期的延長(zhǎng)，增長(zhǎng)的趨勢(shì)更明顯一些。3 結(jié)論經(jīng)過(guò)對(duì)新

11、造、四級(jí)修和五級(jí)修閥試驗(yàn)采集得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出電空變換閥和中繼閥在各服役期的特性曲線和特性曲線公式。由于在實(shí)際過(guò)程中采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有限，在對(duì)這些電空變換閥KI特性數(shù)據(jù)和中繼閥特性曲線分析得出的特征曲線僅具有代表性。但從這些代表性的數(shù)據(jù)可以看出，隨著電空變換閥和中繼閥服役時(shí)間的延長(zhǎng)，其性能均有所變化。雖然這些微小的變化微不足道，但對(duì)于高速運(yùn)行的動(dòng)車(chē)組來(lái)說(shuō)，可能會(huì)存在致命的隱患，影響其正常的安全運(yùn)行。因此，對(duì)于制動(dòng)閥在經(jīng)過(guò)一定周期的服役后，進(jìn)行必要的檢修十分有重要，同時(shí)檢修規(guī)程應(yīng)根據(jù)各閥的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行制訂，應(yīng)首先確保閥的運(yùn)用安全，其次應(yīng)根據(jù)閥的使用期不同，制訂經(jīng)濟(jì)可行的差異化檢修規(guī)程。本文為實(shí)際運(yùn)用情況的分析、總結(jié)，解決了對(duì)制動(dòng)閥實(shí)