25T型客車空氣彈簧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及常見故障分析

張 配

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安710026）

0 引言

列車能否高速運(yùn)行，轉(zhuǎn)向架起到至關(guān)重要的作用。轉(zhuǎn)向架上的彈簧減振裝置使列車具有良好的減振特性，能緩和列車和鋼軌之間的相互作用，減少振動，提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性。目前，25T型客車的轉(zhuǎn)向架采用二系懸掛系統(tǒng)，如圖1所示。第一系懸掛系統(tǒng)由鋼板彈簧和油壓減振器組成，位于軸箱處，起到緩沖減振作用，并初步將輪軌之間的振動與轉(zhuǎn)向架隔離；第二系懸掛系統(tǒng)位于轉(zhuǎn)向架和車體之間，由空氣彈簧系統(tǒng)組成，是轉(zhuǎn)向架的主要緩沖減振裝置，并且空氣彈簧具有可吸收高頻振動的特性，阻止了高頻振動傳向車體，也具有優(yōu)良的隔聲性能，使乘客乘坐舒適性明顯提高?？諝鈴椈上到y(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障時有發(fā)生，造成庫內(nèi)頻繁甩掛，增加工人的工作量。當(dāng)列車運(yùn)行過程中出現(xiàn)較嚴(yán)重的故障時，需限速運(yùn)行，這影響了正常的行車秩序，所以研究25T型客車空氣彈簧系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并分析空氣彈簧的常見故障尤為重要。

圖1 25T型客車轉(zhuǎn)向架采用的二系懸掛系統(tǒng)

1 空氣彈簧系統(tǒng)的組成

空氣彈簧系統(tǒng)由空氣彈簧本體、高度控制閥、差壓閥、節(jié)流閥和附加空氣室等組成，如圖2所示?？諝鈴椈晌挥跇?gòu)架上方，25T型客車采用的轉(zhuǎn)向架均無揺枕，構(gòu)架的橫梁充當(dāng)附加空氣室，空氣彈簧通過節(jié)流閥和附加空氣室相通，當(dāng)空氣彈簧和附加空氣室壓力不等時，氣體流過節(jié)流閥產(chǎn)生阻力，起到減振的作用。高度控制閥位于轉(zhuǎn)向架和車體之間，進(jìn)氣口與列車管相通，出氣口與空氣彈簧相通，當(dāng)車體高度發(fā)生變化時，可控制空氣彈簧進(jìn)行充排氣，使車體地板面離軌面高度恢復(fù)到設(shè)定高度。差壓閥通過風(fēng)管與兩個空氣彈簧相連，當(dāng)兩個空氣彈簧的壓差超過100 kPa時，差壓閥內(nèi)部閥門打開，壓縮空氣在兩個空氣彈簧之間流通，使兩側(cè)空氣彈簧高度基本保持一致，從而使車體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2 空氣彈簧系統(tǒng)的工作原理

圖2 空氣彈簧系統(tǒng)

列車進(jìn)站，若乘客增加，則車體高度下降，高度控制閥的連桿隨車體下降，高度控制閥內(nèi)部的進(jìn)氣口與出氣口相通，列車管內(nèi)的氣體通過高度控制閥進(jìn)入空氣彈簧，使空氣彈簧的高度上升到設(shè)定值。若乘客減少，則車體高度上升，高度控制閥的連桿隨車體上移，高度控制閥內(nèi)部的出氣口和排氣孔相通，空氣彈簧內(nèi)的氣體通過排氣孔排向大氣，使空氣彈簧高度下降到設(shè)定值。為了節(jié)約壓縮空氣以及不必要的空氣彈簧充排氣，高度調(diào)整閥設(shè)有延時機(jī)構(gòu)，列車在線路上正常行駛產(chǎn)生的振動并不能引起高度控制閥工作，截止頻率為1 Hz左右，當(dāng)車體振動頻率高于1 Hz時，高度控制閥無反應(yīng)。

當(dāng)列車正常行駛時，由于振動空氣彈簧和附加空氣室之間產(chǎn)生壓差，氣體通過空氣彈簧和附加空氣室之間的節(jié)流閥產(chǎn)生阻力，將振動動能耗散，從而減小車體振動。

正常工況下，差壓閥不動作，左右兩側(cè)空氣彈簧氣體不流通；若一側(cè)空氣彈簧出現(xiàn)破損漏氣較重，兩側(cè)空氣彈簧較大的壓差使差壓閥內(nèi)部閥門打開，氣體通過差壓閥流通，減小壓差，使車體維持穩(wěn)定狀態(tài)。

3 空氣彈簧裝置常見故障

3.1 膠囊故障

（1）膠囊表面龜裂?？諝鈴椈上鹉z膠囊是由內(nèi)/外橡膠層、簾線層和成型鋼絲圈組成。外層橡膠層雖然采用了耐老化的橡膠材質(zhì)，但是由于膠囊長期暴露在空氣中，受到風(fēng)吹、日曬、雨淋等作用，以及檢修過程中酸、堿、油漆等對膠囊的腐蝕，會使膠囊外層橡膠表面出現(xiàn)均勻、細(xì)微的裂紋，即龜裂。

（2）膠囊磨損。25K、25T型客車轉(zhuǎn)向架廣泛采用自由模式空氣彈簧，并且一般采用壓力自封式的密封方式。壓力自封式是利用空氣膠囊內(nèi)部的空氣壓力將橡膠囊端面與蓋板卡緊加以密封。列車行駛時，由于膠囊與上蓋和下座接觸部位產(chǎn)生不可避免的相對運(yùn)動，膠囊表面出現(xiàn)磨損。

（3）膠囊表面鼓包?？諝鈴椈赡z囊在制造過程中，由于工藝原因，簾線層與內(nèi)外層橡膠粘合不良，在運(yùn)用時會有空氣進(jìn)入內(nèi)外層橡膠與簾線層之間而產(chǎn)生局部鼓包現(xiàn)象。

當(dāng)空氣彈簧出現(xiàn)表面龜裂、膠囊磨損、膠囊表面鼓包故障，經(jīng)過氣密性和耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不能滿足要求時，則需更換新品。

3.2 上蓋變形及出現(xiàn)裂紋

當(dāng)列車運(yùn)行中出現(xiàn)超載或者由于載荷分布不均造成局部集中載荷時，超過空氣彈簧的最大承載能力，可引起上蓋變形和出現(xiàn)裂紋。在試驗(yàn)和裝車時，應(yīng)保證空氣彈簧受力均勻，避免上蓋表面承受偏載或局部集中載荷。

上蓋變形和裂紋較小時，可進(jìn)行焊修，加工平整，修復(fù)后的上蓋應(yīng)滿足空氣彈簧強(qiáng)度要求，并且要保證上蓋與搖枕或車體接觸面具有良好的密封效果，滿足單車氣密性試驗(yàn)要求，方可繼續(xù)使用。上蓋彎曲變形影響安裝和密封時，則需更換新品。

3.3 橡膠堆故障

當(dāng)列車在行駛時，若空氣彈簧因意外出現(xiàn)膠囊漏氣，則橡膠堆充當(dāng)應(yīng)急彈簧的作用，使列車以較低速度繼續(xù)行駛。但是，在運(yùn)用中，由于橡膠堆暴露在空氣中易老化，可能出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，如果列車長期在高濕、高溫地區(qū)運(yùn)行，橡膠堆金屬隔板還會發(fā)生銹蝕。在檢修時，裂紋深度小于5 mm或脫膠深度小于10 mm，可不做處理；若深度超過此限度，則應(yīng)結(jié)合下一個A2級或A3級修程將其更換。

3.4 高度控制閥故障

高度控制閥由高度控制機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)和延時機(jī)構(gòu)3部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易出現(xiàn)漏氣、漏油故障。一般情況下，排氣口不發(fā)生泄漏現(xiàn)象，但略微泄漏也有可能，當(dāng)出現(xiàn)較大泄漏時，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的檢查。因閥體內(nèi)部密封件等老化，高度控制閥也可能出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。如果從外表看不到油泄漏，可不需特別檢查。

4 結(jié)語

25K型提速客車和25T型快速客車是我國目前鐵道車輛客車的主要車型，這兩款車型采用的轉(zhuǎn)向架均有空氣彈簧系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以自動調(diào)整車體高度，還可提高車體穩(wěn)定性，從而提升乘客的乘坐舒適性?？諝鈴椈梢坏┏霈F(xiàn)故障，會影響列車正常行駛，甚至影響行車安全。當(dāng)空氣彈簧出現(xiàn)問題時，檢修人員應(yīng)及時找出原因，并針對具體情況進(jìn)行處理。