120閥試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)改進(jìn)

姚小沛,邵 軍,陶 強(qiáng)

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所,北京100081)

2000年鐵道科學(xué)研究院機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所研制的120閥試驗(yàn)臺(tái)和相應(yīng)的配套試驗(yàn)方法通過(guò)了鐵道部組織的部級(jí)鑒定,隨后在部分車(chē)輛段和120閥生產(chǎn)廠(chǎng)開(kāi)始了推廣使用。該試驗(yàn)臺(tái)可以模擬120閥的各種工作狀態(tài),并對(duì)其進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢測(cè),為120閥制造和檢修質(zhì)量的提高提供了技術(shù)保障。但是在120閥試驗(yàn)臺(tái)和配套試驗(yàn)方法的推廣和現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中仍然反映出了一些急待解決的問(wèn)題,比如試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)、部分試驗(yàn)項(xiàng)目檢測(cè)不準(zhǔn)確和在自動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中可以人為干涉試驗(yàn)結(jié)果等。另外,隨著120-1閥的技術(shù)圖紙轉(zhuǎn)讓和推廣,現(xiàn)場(chǎng)也要求該試驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)?20-1閥進(jìn)行性能測(cè)試。針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。

1 對(duì)硬件結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)

在長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在的120閥試驗(yàn)臺(tái)在自動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中,可以人為干涉某些試驗(yàn),從而影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。比如在主閥漏泄等試驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)人為控制流量計(jì)上的“撥鈕”或試驗(yàn)臺(tái)上的“手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕”就可能影響到計(jì)算機(jī)所測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的誤判。針對(duì)以上問(wèn)題,經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析、試驗(yàn),通過(guò)在試驗(yàn)臺(tái)上增加部分電路及4個(gè)繼電器,并對(duì)試驗(yàn)程序的控制邏輯進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)可以解決該問(wèn)題,增加的電路部分如圖1所示。上述改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)試驗(yàn)臺(tái)上的“手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”和流量計(jì)的“左撥鈕”的自動(dòng)控制?？梢允乖囼?yàn)臺(tái)在進(jìn)行自動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中自動(dòng)地使試驗(yàn)臺(tái)的“手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”鎖定在自動(dòng)位,使流量計(jì)鎖定在“閥控”位或“關(guān)閉”位。從而消除了試驗(yàn)臺(tái)操作人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行人為干涉的可能。

圖1 新增電路結(jié)構(gòu)示意圖

另外,為了實(shí)現(xiàn)在120試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)120-1閥進(jìn)行試驗(yàn),并擴(kuò)展試驗(yàn)臺(tái)功能,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的部分氣路進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化,并增加了新的氣路。比如把原試驗(yàn)臺(tái)測(cè)漏部分的22和25號(hào)兩個(gè)電磁閥合并為22號(hào)電磁閥,多出的一個(gè)電磁閥用來(lái)控制由列車(chē)管向加速緩解風(fēng)缸的快充氣路,電磁閥代號(hào)為12,并對(duì)原E孔的孔徑進(jìn)行了調(diào)整。通過(guò)以上改進(jìn),使試驗(yàn)臺(tái)的氣路布置更加合理,在安裝了新的120-1閥的試驗(yàn)程序后可以對(duì)120-1閥進(jìn)行試驗(yàn)。圖2是技術(shù)改進(jìn)之前的120閥試驗(yàn)臺(tái)作用原理圖,圖3是技術(shù)改進(jìn)之后的120閥試驗(yàn)臺(tái)作用原理圖。

圖2 原120閥試驗(yàn)臺(tái)作用原理圖

圖3 改進(jìn)后的120閥試驗(yàn)臺(tái)作用原理圖

2 對(duì)軟件部分的技術(shù)改進(jìn)

原有的120閥在120試驗(yàn)臺(tái)上的配套試驗(yàn)方法基本可以對(duì)120閥進(jìn)行全面、系統(tǒng)的檢測(cè),但在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中仍然反映出部分試驗(yàn)項(xiàng)目檢測(cè)不夠準(zhǔn)確、試驗(yàn)用時(shí)較長(zhǎng)等情況。我們通過(guò)對(duì)原有120閥的試驗(yàn)方法的仔細(xì)分析以及反復(fù)的試驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)軟件部分進(jìn)行了改進(jìn)。

2.1 120主閥和緊急閥的試驗(yàn)方法改進(jìn)

由于原120閥試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)方法的原因,導(dǎo)致試驗(yàn)程序無(wú)法對(duì)某些試驗(yàn)項(xiàng)目做出準(zhǔn)確檢測(cè),從而將某些本來(lái)“合格”的項(xiàng)目判定為“不合格”。比如原試驗(yàn)方法在進(jìn)行“加速緩解閥”試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)方法是“開(kāi)B,當(dāng)主閥緩解時(shí)判斷列車(chē)管壓力躍升,應(yīng)不小于10 kPa?！庇捎陂_(kāi)B以后,列車(chē)管緩慢充氣,列車(chē)管壓力本來(lái)就緩慢上升,因此在主閥緩解時(shí),原試驗(yàn)程序往往判斷不出這個(gè)壓力上升是由于開(kāi)B引起的還是由于加速緩解作用引起的,容易造成誤判。新的試驗(yàn)方法對(duì)這一項(xiàng)進(jìn)行了修改,改為“開(kāi)18(即排副風(fēng)缸),當(dāng)主閥緩解時(shí)判斷列車(chē)管壓力躍升,應(yīng)不小于10 kPa?！遍_(kāi) 18主閥緩解后,此時(shí)列車(chē)管的壓力躍升完全是由于加速緩解作用引起的,從而使檢測(cè)更加準(zhǔn)確、可靠。

120閥某些試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果容易受試驗(yàn)臺(tái)定壓的影響,定壓不同所得的試驗(yàn)結(jié)果不同,原120閥試驗(yàn)方法對(duì)此沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真的考慮。我們通過(guò)對(duì)各試驗(yàn)項(xiàng)目的仔細(xì)分析,對(duì)容易受試驗(yàn)臺(tái)定壓影響的試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),基本消除了試驗(yàn)臺(tái)定壓對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,使試驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性。表1列出了同一緊急閥在同一試驗(yàn)臺(tái)上列車(chē)管不同壓力時(shí)的“緊急靈敏度試驗(yàn)”結(jié)果比較。從表1可以證實(shí),隨著開(kāi)始試驗(yàn)時(shí)的列車(chē)管壓力上升,列車(chē)管排風(fēng)時(shí)間由1.22 s延長(zhǎng)到1.33 s,延長(zhǎng)了9%;緊急室排風(fēng)時(shí)間由14.67 s延長(zhǎng)到15.43 s,延長(zhǎng)了5%。而在同一試驗(yàn)壓力下,試驗(yàn)結(jié)果幾乎相同。由此可見(jiàn),對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行上述改進(jìn)是可行的。

表1 試驗(yàn)結(jié)果比較

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行上述改進(jìn),消除了由于試驗(yàn)方法本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題而產(chǎn)生的對(duì)試驗(yàn)結(jié)果誤判的可能性,進(jìn)而提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。

2.2 120試驗(yàn)臺(tái)的機(jī)能試驗(yàn)方法改進(jìn)

原120試驗(yàn)臺(tái)機(jī)能試驗(yàn)方法對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的定壓要求較高,必須將試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)壓閥調(diào)整到600 kPa以上,其配套的自動(dòng)試驗(yàn)程序才能夠正常運(yùn)行。但是,目前各車(chē)輛段的制動(dòng)室往往沒(méi)有獨(dú)立的風(fēng)源系統(tǒng),經(jīng)常是和其他車(chē)間共用一個(gè)風(fēng)源,這樣就容易造成在機(jī)能試驗(yàn)過(guò)程中由于供風(fēng)系統(tǒng)的壓力突然降低而導(dǎo)致試驗(yàn)程序無(wú)法正常運(yùn)行,導(dǎo)致機(jī)能試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間無(wú)限延長(zhǎng)。我們通過(guò)對(duì)相關(guān)車(chē)輛段的廣泛調(diào)研,并在保證機(jī)能試驗(yàn)精度的情況下,對(duì)正常機(jī)能試驗(yàn)所要求的試驗(yàn)臺(tái)定壓進(jìn)行了適當(dāng)降低,以保證可以滿(mǎn)足車(chē)輛段現(xiàn)場(chǎng)使用的要求。

另外,通過(guò)對(duì)原120試驗(yàn)臺(tái)機(jī)能試驗(yàn)方法進(jìn)行研究分析后,發(fā)現(xiàn)原機(jī)能試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分發(fā)揮采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn),許多地方還需要通過(guò)人工涂刷肥皂水進(jìn)行檢測(cè),從而增加了試驗(yàn)工人的工作強(qiáng)度,并大大延長(zhǎng)了試驗(yàn)時(shí)間。新試驗(yàn)方法對(duì)電磁閥的漏泄試驗(yàn)部分進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)優(yōu)化,充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn),合并了一些可以進(jìn)行同時(shí)測(cè)試的試驗(yàn)項(xiàng)目,基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)過(guò)程的全部自動(dòng)化,試驗(yàn)中僅在進(jìn)行“主閥排氣口頂桿”(為新增試驗(yàn)項(xiàng)目)這項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)需要涂刷肥皂水,從而減輕了試驗(yàn)工人的工作強(qiáng)度。另外,原試驗(yàn)方法的試驗(yàn)內(nèi)容也不全面,比如,對(duì)于某些電磁閥的漏泄測(cè)試,原試驗(yàn)方法僅能對(duì)其單個(gè)方向進(jìn)行漏泄測(cè)試,重新設(shè)計(jì)的新試驗(yàn)方法則對(duì)兩個(gè)方向均能進(jìn)行測(cè)試,提高了測(cè)試的準(zhǔn)確性。新試驗(yàn)方法還能對(duì)原試驗(yàn)方法沒(méi)有進(jìn)行測(cè)量但卻對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重要影響的部分進(jìn)行了測(cè)試,比如“副風(fēng)缸管路和列車(chē)管管路與壓差計(jì)接口處”、“局減及加速緩解管排氣口、主閥排氣口頂桿”等。

總之,相對(duì)于舊的試驗(yàn)方法,新機(jī)能試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)更加合理、科學(xué),測(cè)試更加全面,自動(dòng)化程度更高,配套新的試驗(yàn)程序進(jìn)行全套機(jī)能試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間僅為35 min左右,比舊試驗(yàn)程序所需時(shí)間縮短了50%左右,可以滿(mǎn)足使用單位每天進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)機(jī)能試驗(yàn)的要求。

2.3 對(duì)試驗(yàn)程序進(jìn)行的改進(jìn)

為了配合新的120閥試驗(yàn)程序和120試驗(yàn)臺(tái)機(jī)能試驗(yàn)方法,我們重新設(shè)計(jì)了120閥試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試程序,新程序既能測(cè)試120閥,也能測(cè)試120-1閥。

為了有效解決現(xiàn)場(chǎng)反映的主閥試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,在主閥的全項(xiàng)試驗(yàn)中,通過(guò)對(duì)所有12項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)順序進(jìn)行重新排列,選擇了最優(yōu)的試驗(yàn)順序。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試的優(yōu)點(diǎn),在漏泄試驗(yàn)中把能測(cè)到的性能試驗(yàn)相關(guān)項(xiàng)目所需的試驗(yàn)結(jié)果都記錄下來(lái),在漏泄試驗(yàn)全部合格后,再去判斷,如果合格,則在后面的試驗(yàn)中就不再去做相應(yīng)項(xiàng)目。通過(guò)上述改進(jìn)后可以有效縮短120主閥的試驗(yàn)時(shí)間。120主閥在原120試驗(yàn)臺(tái)上的全套試驗(yàn)的時(shí)間是22 min(不包括人工涂刷檢漏劑的時(shí)間),在改進(jìn)后的120試驗(yàn)臺(tái)上全套試驗(yàn)時(shí)間僅為12 min(不包括人工涂刷檢漏劑的時(shí)間),試驗(yàn)時(shí)間縮短45%。

為了方便試驗(yàn)臺(tái)使用單位的使用,改進(jìn)后的程序使用方法與原程序幾乎相同。改進(jìn)后的程序主界面顯示的內(nèi)容更加豐富,以便于試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行更為有效的監(jiān)控。

改進(jìn)后的程序還能夠提供HMIS系統(tǒng)所要求的試驗(yàn)數(shù)據(jù)文件,以便于與HMIS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

原120試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試程序由于設(shè)計(jì)的局限性,僅能在Windows98系統(tǒng)下使用,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,預(yù)裝Window s98系統(tǒng)的工控機(jī)越來(lái)越少,為此專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了適用于Windows2000和WindowsXP系統(tǒng)的120試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試程序,以方便用戶(hù)使用。

原試驗(yàn)程序的數(shù)據(jù)報(bào)表功能簡(jiǎn)單、不能提供完善的數(shù)據(jù)報(bào)表,比如試驗(yàn)數(shù)據(jù)的“日?qǐng)?bào)表”和“試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理”等功能、難以滿(mǎn)足試驗(yàn)臺(tái)使用單位的使用要求。改進(jìn)后的程序采用PowerBuilder程序語(yǔ)言重新設(shè)計(jì)了報(bào)表程序,該報(bào)表程序既可以與120試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試程序一起使用,又可單獨(dú)使用,方便了對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理。該程序不僅可以提供單個(gè)閥的詳細(xì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)表,也可以提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)的“日?qǐng)?bào)表”,還能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、刪除和試驗(yàn)報(bào)表的打印功能,滿(mǎn)足了試驗(yàn)臺(tái)使用單位對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

改進(jìn)后的120試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)程序不僅能對(duì)120閥而且也能對(duì)120-1閥進(jìn)行系統(tǒng)、全面的性能測(cè)試;配合新的120閥試驗(yàn)方法和試驗(yàn)臺(tái)機(jī)能試驗(yàn)方法,大大縮短了120主閥試驗(yàn)和機(jī)能試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間,有助于提高使用單位的工作效率;通過(guò)在試驗(yàn)臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)上增加新的電路,消除了試驗(yàn)過(guò)程中的人為因素,提高了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性;通過(guò)對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn),消除了由于試驗(yàn)方法本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題而產(chǎn)生的對(duì)試驗(yàn)結(jié)果誤判的可能性。

2005—2006年對(duì)部分車(chē)輛段和120閥生產(chǎn)工廠(chǎng)配屬的中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車(chē)車(chē)輛研究所研制的120閥試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了上述技術(shù)改進(jìn),相關(guān)單位使用良好。隨著2007年4月頒布的運(yùn)裝貨車(chē)【2007】199號(hào)文(關(guān)于印發(fā)《120型空氣控制閥試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)方法》的通知)的落實(shí),目前該試驗(yàn)程序和試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)原理圖已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給了其他3家120閥專(zhuān)用試驗(yàn)臺(tái)的生產(chǎn)廠(chǎng)家,改進(jìn)后的試驗(yàn)臺(tái)和試驗(yàn)程序在全國(guó)所有120閥生產(chǎn)和檢修單位都得到推廣使用,在使用中反饋的一些小問(wèn)題也陸續(xù)地得到了改進(jìn)。