南京地鐵車輛溢流閥的故障分析與處理

張曉明

摘要：地鐵列車在運行中出現(xiàn)了車體抖動的現(xiàn)象，對地鐵運營產(chǎn)生了一定影響。經(jīng)過檢查分析，確定是溢流閥的故障造成。對故障件進行拆解分析，發(fā)現(xiàn)溢流閥存在一定的質(zhì)量瑕疵。通過優(yōu)化溢流閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計，消除了故障，保證了乘客乘車的舒適度和列車運行的安全。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛、溢流閥、故障分析、處理

2015年5月，南京地鐵S8號線列車在運行中，部分車輛出現(xiàn)車體抖動的現(xiàn)象。車體抖動原因有多種，輪對踏面異常會造成車體的抖動，轉(zhuǎn)向架異常也會造成抖動。通過不落輪鏇床對故障車輛的輪對踏面以最小切削量進行鏇修，然后再上線運營，車輛抖動現(xiàn)象依然存在。

1.故障查找

故障列車回庫后，仔細檢查發(fā)現(xiàn)有一節(jié)車的高度閥連桿有傾斜現(xiàn)象（見圖1），車體高度較低，說明空氣彈簧內(nèi)氣壓較低。

依據(jù)氣路原理圖（圖2）測量制動輔助控制箱內(nèi)11測試點壓力與主風壓力一致，L3測試點壓力為230kPa，正常應(yīng)為約600kPa，打開空簧風缸（B4）的排風閥門，缸內(nèi)氣壓沒有補充現(xiàn)象，因此判定是此節(jié)車溢流閥（L1）故障。

更換故障溢流閥后，該車上線運營時抖動現(xiàn)象消失。但其它列車多次出現(xiàn)因溢流閥故障導致的車體抖動的現(xiàn)象，對S8號線運營產(chǎn)生了一定的影響。

2.溢流閥故障的原因分析

將溢流閥故障件返廠測試，發(fā)現(xiàn)有多個溢流閥開啟值偏高。為了查清故障原因，對故障件進行拆解，發(fā)現(xiàn)溢流閥的膜板與溢流閥輸入口處均存在不同程度的壓痕（見圖3）。

通過對壓痕的仔細觀察，分析壓痕的產(chǎn)生是由于溢流閥組裝好后，將調(diào)壓旋鈕擰到最大位置靜置12小時產(chǎn)生的，該試驗步驟導致膜板在彈簧力作用下受壓從而與溢流閥下殼體進口腔的金屬底面長時間貼合，使得溢流閥輸入口膜板受力面積由 mm?變?yōu)檩斎肟谕◤矫娣e mm?，因此溢流閥開啟壓力變大。

當溢流閥開啟壓力大于當時主風壓力時，運用車輛有可能產(chǎn)生溢流閥無法開啟的故障。列車在運行過程中，高度隨著車輛重量的變化，會調(diào)整空氣彈簧內(nèi)的壓力并排出一部分空氣，由于溢流閥不能開啟，進而導致溢流閥下游空氣彈簧里的氣壓無法得到補充，并呈逐漸降低趨勢，最終滿足不了當時的工況要求，使車體產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。

3.故障處理

為了解決溢流閥故障，制造廠家改進了溢流閥組裝工藝，減小了壓并時間，并對S8號線全部列車的溢流閥進行了整改，但是，整改后仍然出現(xiàn)了溢流閥故障。將故障件返廠在試驗臺上測試，溢流閥開啟值在800 kPa以上，不滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。將溢流閥拆解，發(fā)現(xiàn)溢流閥膜板中心存在破損痕跡，會導致進風口的壓力從該位置漏出，從而使溢流閥的開啟壓力變得更大。經(jīng)分析研究，認為是由溢流閥在出廠試驗前的磨合試驗導致。由于膜板式溢流閥結(jié)構(gòu)特性決定，必須對彈簧、膜板反復磨合，消除彈簧應(yīng)力，使溢流閥輸出值穩(wěn)定。但是磨合試驗會導致膜板壽命降低，無法滿足產(chǎn)品6年大修周期，個別膜板質(zhì)量較差的情況下可能無法滿足3年檢修周期，極端情況下在短時間運用后出現(xiàn)質(zhì)量問題。

溢流閥膜板的國內(nèi)供應(yīng)商不能保證產(chǎn)品的一致性，個別橡膠件質(zhì)量較差，無法滿足現(xiàn)場的運用。對此，制造廠家對膜板式溢流閥的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計改變，變成一款新結(jié)構(gòu)的活塞式溢流閥（見圖4），兩種閥的工作原理、技術(shù)參數(shù)要求完全相同。新款溢流閥在通過了內(nèi)部測試后，進行了外觀檢驗、高溫試驗、低溫試驗、沖擊振動試驗等第三方的試驗，測試結(jié)果滿足技術(shù)指標，符號裝車運用的要求。

2015年12月至2016年3月，活塞式溢流閥裝在S8號線的三列車上進行驗證。驗證期內(nèi)，定期對溢流閥的情況進行跟蹤測試。相關(guān)測試結(jié)果正常，開啟值比較穩(wěn)定，2016年6月開始對S8號線其它列車進行整改，9月份全部完成?；钊揭缌鏖y更換至今，未出現(xiàn)過故障，開啟值較穩(wěn)定，產(chǎn)品運用情況良好，保證了列車運營安全。

參考文獻

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