動(dòng)車組用防滑閥常見故障分析

姜常尊

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東青島 266111

本文以動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)用防滑閥為研究對(duì)象；先對(duì)防滑閥的功能機(jī)理進(jìn)行了分析，進(jìn)而闡述防滑閥的常見故障現(xiàn)象，分析出故障的可能原因；結(jié)合對(duì)故障閥的分解檢測(cè)，我們推斷出導(dǎo)致閥故障的直接原因?yàn)殪o鐵芯內(nèi)存在殘余膠和金屬雜質(zhì)。本文還重點(diǎn)對(duì)膠和雜質(zhì)的來源進(jìn)行了分析研究，并提出一些降低保證防滑閥正常運(yùn)用的措施，以供參考。

1 防滑閥功能機(jī)理

防滑閥有三個(gè)組成部分：保持閥、排氣閥、集成閥體，其中保持閥和排氣閥均為電磁閥。防滑閥有三個(gè)位置狀態(tài)，分別為：制動(dòng)位置（也稱供給），重疊位置（也稱保持），緩解位置（也稱排氣）。位置狀態(tài)的作用：（1）制動(dòng)位置在非滑行時(shí)，滑行檢測(cè)器的信號(hào)為OFF，保持閥，排氣閥同為OFF狀態(tài)（消磁狀態(tài)），防滑閥處于制動(dòng)位置。此時(shí)，BC壓力空氣通過IN口流入時(shí)，從IN口經(jīng)排氣閥側(cè)的電磁線圈活門，流入排氣閥側(cè)膜片的背壓室d。引起排氣閥側(cè)膜片關(guān)閉，這時(shí)a室的壓力空氣，依靠自身的壓力將保持閥側(cè)膜片推開，流入OUT口。這樣BC壓力空氣就從IN口傳輸?shù)絆UT口，進(jìn)而供給制動(dòng)缸，施加制動(dòng)作用。（2）重疊位置根據(jù)保持指令，保持閥勵(lì)磁，排氣閥仍處于消磁狀態(tài)，防滑閥處于重疊狀態(tài)。此時(shí)，IN口的壓力空氣流入保持閥側(cè)膜片的背壓室b，保持閥側(cè)膜片關(guān)閉；經(jīng)排氣閥側(cè)電磁線圈活門，同時(shí)IN口的壓力空氣，流入排氣閥側(cè)膜片的背壓室d，排氣閥側(cè)膜片關(guān)閉。這樣制動(dòng)缸側(cè)的壓力空氣能夠保持重疊狀態(tài)。（3）緩解位置根據(jù)緩解指令，保持閥、排氣閥共同被勵(lì)磁，進(jìn)入緩解位置。此時(shí)，IN口的壓力空氣流入保持閥側(cè)膜片的背壓室b，保持閥側(cè)膜片關(guān)閉。另外，排氣閥側(cè)側(cè)膜片的背壓室d的壓力空氣，經(jīng)由電磁線圈活門從Ex口流出。C室的壓力空氣、依靠自身的壓力將排氣閥側(cè)膜片推開，流出到Ex口。這樣制動(dòng)缸側(cè)的壓力空氣，從OUT口經(jīng)c室流出到大氣中，進(jìn)入緩解狀態(tài)[1]。

2 受力平衡原理分析

從動(dòng)鐵芯的受力平衡進(jìn)行分析，動(dòng)鐵芯主要受電磁力、復(fù)位彈簧力、摩擦力（阻力）等作用力影響。常見故障及機(jī)理分析防滑閥在運(yùn)用過程中，曾出現(xiàn)一些故障，主要表現(xiàn)為：膜板端蓋處泄漏；防滑閥在防滑自檢時(shí)長(zhǎng)排氣，制動(dòng)不緩解；防滑閥在防滑自檢時(shí)不排氣，制動(dòng)不緩解。泄漏一般比較輕微，由膜板有損壞或老化導(dǎo)致，不會(huì)對(duì)制動(dòng)或列車運(yùn)行造成影響；故障發(fā)生頻率很低，通過高級(jí)修程的檢修更換易損易耗件，可以有效降低故障發(fā)生率。2）防滑閥在防滑自檢時(shí)長(zhǎng)排氣，制動(dòng)不緩解該故障可能是由于防滑閥在接到緩解指令時(shí)，保持閥動(dòng)作，但由于保持閥（HV）中動(dòng)鐵芯卡滯，保持閥膜板上側(cè)先導(dǎo)氣壓未建立，膜板未關(guān)閉；而排氣閥（RV）動(dòng)作正常；由于保持閥的不能正常工作，導(dǎo)致防滑閥在排氣緩解時(shí)，前端BC壓力會(huì)持續(xù)輸出到OUT側(cè)，使得制動(dòng)缸壓力不能完全排出，處于持續(xù)排氣狀態(tài)，從而導(dǎo)致制動(dòng)緩解不掉。3）防滑閥在防滑自檢時(shí)不排氣，制動(dòng)不緩解該故障可能是由于防滑閥在接到緩解指令時(shí)，排氣閥（RV）中鐵芯卡滯，排氣閥膜板上側(cè)的先導(dǎo)氣壓不能排出，導(dǎo)致膜板座著在閥口上，制動(dòng)缸壓力無法排出，從而導(dǎo)致夾鉗不動(dòng)作。以上兩種情況導(dǎo)致的制動(dòng)不緩解均使得防滑閥在需要防滑時(shí)功能降級(jí)，甚至失效，導(dǎo)致擦輪的后果，影響較大。

3 故障原因調(diào)查

對(duì)制動(dòng)不緩解的故障防滑閥進(jìn)行例行試驗(yàn)時(shí)，有幾套故障閥的故障現(xiàn)象再現(xiàn)，對(duì)故障再現(xiàn)的閥分解發(fā)現(xiàn)：有的防滑閥出現(xiàn)保持閥、排氣閥動(dòng)鐵芯復(fù)位彈簧仍舊處于壓縮狀態(tài)的現(xiàn)象；有的鐵芯復(fù)位彈簧狀態(tài)正常。

3.1 殘留膠

對(duì)復(fù)位彈簧處于壓縮狀態(tài)的閥進(jìn)一步處理，動(dòng)、靜鐵芯分離后，觀察發(fā)現(xiàn)，配合部位存在明顯膠狀異物，膠狀物使得靜鐵芯和動(dòng)鐵芯粘接固聯(lián)在一起。經(jīng)進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，膠狀物來源于生產(chǎn)靜鐵芯時(shí)涂抹的一種厭氧性膠，由于膠的涂抹量超出規(guī)定值，同時(shí)后期裝配時(shí)未清理，導(dǎo)致膠殘留在靜鐵芯內(nèi)壁。該膠為厭氧性，在有氧氣的情況下膠為液態(tài)，當(dāng)動(dòng)鐵芯與靜鐵芯之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)很少時(shí)，在其接觸處會(huì)逐漸出現(xiàn)隔絕空氣的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)膠逐漸固化，使得靜鐵芯和動(dòng)鐵芯粘接固聯(lián)，當(dāng)粘接力大于電磁力時(shí)，動(dòng)鐵芯將不能動(dòng)作，就像被卡住一樣。

3.2 金屬雜質(zhì)

在鐵芯復(fù)位彈簧狀態(tài)正常的閥內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)膠狀物，但在動(dòng)鐵芯和靜鐵芯相接部發(fā)現(xiàn)有金屬碎屑存在。動(dòng)、靜鐵芯之間存在的金屬顆粒，阻礙了動(dòng)鐵芯的動(dòng)作，造成動(dòng)鐵芯無法動(dòng)作或動(dòng)作不到位[2]。金屬雜質(zhì)存在與保持閥內(nèi)時(shí)，使得在需要防滑時(shí)保持閥關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致防滑閥在防滑自檢時(shí)長(zhǎng)排氣，制動(dòng)不緩解；金屬雜質(zhì)存在于排氣閥內(nèi)時(shí)，使得排氣閥不能正常開啟排氣，導(dǎo)致防滑閥在防滑自檢時(shí)不排氣，制動(dòng)不緩解。

3.3 氣路板的內(nèi)部管氣路

制動(dòng)控制裝置在組裝前，會(huì)對(duì)氣路板進(jìn)行吹塵處理；空氣從風(fēng)缸進(jìn)入氣路板之前需要經(jīng)過60目的過濾器，類似塊狀金屬屑不可能進(jìn)入到氣路板中。另外，目前該類型的金屬屑，在其他閥類沒有出現(xiàn)，可以判斷出不是來自氣路板的內(nèi)部管氣路。

4 結(jié)語

防滑閥是動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)的一關(guān)鍵部件，也是安全制動(dòng)的最后一道防線，應(yīng)采取措施降低防滑閥的故障率。通過以上對(duì)防滑閥的功能機(jī)理及常見故障分析可知，為保證防滑閥的正常運(yùn)用，應(yīng)從以下方面入手：1）嚴(yán)格控制防滑閥的生產(chǎn)工藝，尤其在靜鐵芯生產(chǎn)時(shí)，嚴(yán)格控制膠的用量，同時(shí)做到及時(shí)清理殘余膠；2）主機(jī)廠在生產(chǎn)和裝配車體管路時(shí)，要保證管路的清潔；3）定期對(duì)防滑閥進(jìn)行防滑自檢，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)更換備品。