關(guān)于CRH380動車組制動盤異常磨耗的分析

冷志富

摘 要：CRH3型車系列動車組有很多項(xiàng)目類型，比如：CRH380BL、CRH380B、CRH380CL、簡統(tǒng)車、高寒車等項(xiàng)目，其中CRH380BL車型訂單數(shù)量最多，運(yùn)營路線最廣，同時(shí)售后問題也最多。在高速動車組里制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)的問題最多，本文主要是對制動系統(tǒng)制動盤的故障進(jìn)行調(diào)查分析。由于CRH380B高寒車運(yùn)營路線在北方，由于北方天氣較冷、雪多，冰多的特殊性會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架制動盤的出現(xiàn)異常磨耗，在對制動盤上的摩擦物進(jìn)行金相檢查，發(fā)現(xiàn)來自于制動盤的摩擦環(huán)。對制動盤的異常磨耗進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)由于冰雪雨天氣的惡劣環(huán)境會導(dǎo)致制動盤材料發(fā)生了冷焊效應(yīng)、淬火效應(yīng)，導(dǎo)致制動盤與閘片出現(xiàn)虛貼，閘片結(jié)構(gòu)因素、夾鉗單元制動緩解不徹底以及轉(zhuǎn)向架局部壓差和渦流效應(yīng)等多因素共同耦合作用的結(jié)果。制動盤異常磨耗已經(jīng)為企業(yè)帶來了很大損失，也為售后服務(wù)人員帶來很大的工作量，所以這個(gè)問題的分析以及解決就是十分重要。

關(guān)鍵詞：高寒動車組;制動盤;異常磨耗;冷焊效應(yīng);淬火效應(yīng)

以下圖片為CRH380B高寒車項(xiàng)目在運(yùn)營過程中，售后人員反饋的制動盤的故障照片。通過制動盤異常磨耗的問題可以反映出，車輛的基礎(chǔ)制動系統(tǒng)在受到冰雪天氣惡劣環(huán)境的影響下，被冰包裹，冰和雪無法自行脫落，在列車行駛的過程中對制動盤表面嚴(yán)重磨損，部分制動盤已經(jīng)無法正常維護(hù)保養(yǎng)，這位售后工作帶來很大難度，同時(shí)維護(hù)成本也降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.高速動車組制動盤異常磨耗原因分析

1.1金屬熔融物堆積原因分析

（1）閘片與制動盤虛貼

圖紙中要求閘片與制動盤在正常狀態(tài)下，左右間隙總和為1.5～4mm之間，但在實(shí)際運(yùn)行過程中間隙多呈現(xiàn)于上小下大的情況。售后人員在回段整修過程中發(fā)現(xiàn)車輛在非運(yùn)行狀態(tài)下閘片與制動盤之間存在虛貼，除此之外閘片與制動盤之間的左右間隙不對稱，間隙差較大，那么間隙小的那面容易出現(xiàn)偏磨的現(xiàn)象。當(dāng)制動盤與閘片之間存在冰雪等異物，同時(shí)遺物中含有較硬的顆粒物時(shí)會夾在制動盤與閘片之間無法自主脫落就會在車輛運(yùn)行的過程中對制動盤造成劃傷等異常損傷。

（2）制動緩解不徹底

列車在運(yùn)行過程中發(fā)生制動指令時(shí)，車輪會卷起鐵軌上的積雪，積雪甩落在制動盤、制動夾鉗上面，制動盤與閘片之間產(chǎn)生一定的熱量，雪與熱結(jié)合時(shí)會形成一薄層冰，該層薄冰會影響車輛的制動狀態(tài)，因?yàn)橹苿咏Y(jié)束后，閘片不能完全緩解，所以閘片與制動盤一直處于磨損式的貼合，加大了制動盤、閘片的磨損程度。

1.2閘片結(jié)構(gòu)問題

CRH380B高寒動車組的閘片結(jié)構(gòu)為18個(gè)摩擦粒子構(gòu)成，閘片上面的粒子塊之間的間隙有大有小，那么間隙小的粒子塊之間很容易夾雜異物以及冰雪，那么閘片與制動盤之間磨損產(chǎn)生的磨削物與冰雪混合到一起，就會在運(yùn)行過程中對制動盤造成一定的損傷或者是異常劃傷。對閘片的材質(zhì)以及材料性能進(jìn)行化學(xué)分析，閘片主要由Cu與Fe元素組成，車輛運(yùn)行過程中，，閘片與制動盤之間產(chǎn)生了一定的摩擦，該種情況下會使制動盤的高溫的狀態(tài)下發(fā)生異常磨損。

1.3淬火效應(yīng)是制動盤異常磨耗根本原因

在北方的冰雪天氣，閘片與至制動盤發(fā)生摩擦，一些硬質(zhì)的沙粒夾雜在冰雪中，卡在閘片與制動盤的間隙中，在運(yùn)行過程中不易排出，這些硬質(zhì)顆粒會導(dǎo)致哎磨損的過程中出現(xiàn)金屬磨削車工。這些異物磨削了制動盤，產(chǎn)生金屬磨屑或切削出金屬絲。金屬磨屑或金屬絲與制動盤相比，熱容量小得多，所以在制動時(shí)這些小塊金屬溫度比制動盤溫度高很多，在冬季寒冷天氣時(shí)，它們的冷卻速度比制動盤快很多，因而硬度比制動盤高，上述過程周而復(fù)始，就會加重磨削制動盤。

2.高速動車組制動盤偏磨問題的解決措施

本文是根據(jù)CRH3型系列動車組中CRH380B高寒車項(xiàng)目在運(yùn)營線路上出現(xiàn)的制動盤劃傷的事故進(jìn)行分析，并給出以下故障解決措施：

（1）售后現(xiàn)場對制動盤加強(qiáng)日常檢查。在車輛回段后加強(qiáng)對制動盤狀態(tài)的檢查力度，制動盤表面出現(xiàn)劃傷、磕傷屬于積累過程，如果可以及時(shí)清理閘片上的異物可以降低制動盤表面劃傷的幾率;建議售后服務(wù)人員對返回段內(nèi)的車輛都進(jìn)行目視檢查，同時(shí)用手觸摸部件表面，如果在檢查的過程中已經(jīng)出現(xiàn)劃傷，需要立即拆卸配合閘片，進(jìn)行檢查和清洗，如有需要更換新的合格的閘片。

（2）對CRH380B高寒車項(xiàng)目的閘片優(yōu)化結(jié)構(gòu)。在CRH3型車原有的閘片基礎(chǔ)上，秉持著閘片的設(shè)計(jì)原理，保證閘片與車輛的接口尺寸不變，增加閘片與制動盤之間的安裝間隙，可以使依附在閘片與制動盤上的異物、冰雪等容易自行脫落，一旦冰雪、異物脫落可以確保車輛運(yùn)行時(shí)，制動盤不被異物劃傷制動盤表面。除此之外，在保證閘片制動摩擦磨損性能與現(xiàn)車閘片一致的前提下，將閘片的材質(zhì)進(jìn)行一些調(diào)整，按照一定的比例減少閘片中的鐵含量，增加閘片所含銅的含量，可以使閘片在與制動盤在接觸過程中有較強(qiáng)的親和性，有利于在冰雪天氣中減少制動盤、閘片的劃傷、磨損等故障。

（3）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，放寬制動盤與閘片間隙。由設(shè)計(jì)師對該項(xiàng)目的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，適當(dāng)放寬制動盤與閘片之間間隙，同時(shí)優(yōu)化基礎(chǔ)制動制動夾鉗單元的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到再冰雪等惡劣天氣的影響下，制動盤與閘片的異物可以自行脫落的目的。

3.結(jié)束語

綜上所述，通過CRH380B高寒車制動盤異常磨耗的問題進(jìn)行調(diào)查分析，可以得出，金屬熔融物堆積、淬火效應(yīng)是制動盤異常磨耗根本原因，通過對其進(jìn)行分析找出根本原因，提出解決措施，避免后續(xù)再出現(xiàn)該類質(zhì)量故障。

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