U5A型空重車調(diào)整閥應(yīng)急膜板制作與可行性調(diào)研

馬磊

（中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司成都車輛段技術(shù)信息科，成都 610031）

目前，成都車輛段共計(jì)配屬了18輛裝用空重車調(diào)整閥的客車。其中，UZ25K型車4輛，XL25K型車4輛，SYZ25B型 車10輛。UZ25K型 車 和XL25K型 車 通常處于列車首尾兩端，一旦尾部一位車發(fā)生空重車調(diào)整閥故障是不允許關(guān)門處理的?？梢圆捎玫膽?yīng)急方法主要有以下2種：

（1）將機(jī)次位的空重車調(diào)整閥換至尾部車輛，并將機(jī)次位車輛作關(guān)門處理。此種方法相當(dāng)耗時(shí)，且存在轉(zhuǎn)向作業(yè)時(shí)，頻繁更換空重車調(diào)整閥，容易導(dǎo)致乘務(wù)員誤操作和配件傷人風(fēng)險(xiǎn)。

（2）平時(shí)機(jī)次和尾部均各備用1套U5A空重車調(diào)整閥。一旦出現(xiàn)故障，直接更換備用閥。此種方案存在乘務(wù)員對(duì)U5A空重車調(diào)整閥的管理不到位、配件搬運(yùn)困難、操作不便的缺點(diǎn)。

針對(duì)以上2種方案存在的問(wèn)題，并結(jié)合U5A空重車調(diào)整閥工作原理，現(xiàn)制作一種應(yīng)急膜板，可以在U5A空重車調(diào)整閥故障時(shí)，代替原故障空重車閥，由104型或F8型分配閥直接控制車輛的制動(dòng)緩解狀態(tài)，達(dá)到途中快速有效應(yīng)急的目的。

1 具體方案

1.1 U5A空重車調(diào)整閥工作原理（以裝用104型分配閥的車輛為例）

列車制動(dòng)時(shí)，104型分配閥的壓力空氣通過(guò)先導(dǎo)風(fēng)缸→安裝座通往先導(dǎo)膜板室風(fēng)路孔→空重閥先導(dǎo)膜板室風(fēng)路孔，進(jìn)入到空重閥先導(dǎo)膜板下室，引發(fā)先導(dǎo)活塞向上移動(dòng)，通過(guò)杠桿作用，給排閥活塞也同時(shí)向上移動(dòng)，首先關(guān)閉給排閥小閥口，然后推動(dòng)給排閥上移，使大閥口開(kāi)放，副風(fēng)缸壓力空氣進(jìn)入制動(dòng)缸，產(chǎn)生制動(dòng)作用，U5A空重車調(diào)整閥組成如圖1所示。

圖1 U5A空重車調(diào)整閥組成

列車緩解時(shí)，104型分配閥首先發(fā)生緩解作用，空重閥先導(dǎo)膜板下室的壓力空氣通過(guò)空重閥先導(dǎo)膜板室風(fēng)路孔→安裝座先導(dǎo)膜板室風(fēng)路孔→先導(dǎo)風(fēng)缸→104型分配閥排向大氣，先導(dǎo)膜板下室空氣壓力降為0，先導(dǎo)活塞回到底部，下杠桿、滾輪、上杠桿、閥桿和給排閥活塞，在給排閥活塞彈簧的作用下向下移，給排閥在其上部小彈簧作用下關(guān)閉給排閥的大閥口，切斷副風(fēng)缸經(jīng)給排閥上方通向制動(dòng)缸的通路，并且打開(kāi)給排閥活塞頂端的小閥口，使制動(dòng)缸的壓力空氣經(jīng)過(guò)給排閥活塞中心的通路排向大氣，發(fā)生緩解作用［1］。

1.2 設(shè)計(jì)方案

（1）應(yīng)急膜板共計(jì)安裝螺栓孔4個(gè)，制動(dòng)缸通路（沉孔）1個(gè)、先導(dǎo)風(fēng)缸通路（沉孔）1個(gè)、安裝膠墊上副風(fēng)缸凸出部分落槽1個(gè)，并且制動(dòng)缸通路、先導(dǎo)風(fēng)缸通路通過(guò)暗孔（為保證緩解時(shí)間不超標(biāo)，其直徑選擇?=12 mm）相通。暗孔加工時(shí)需要從側(cè)面鉆孔，形成的工藝孔需要攻絲（直徑?=14 mm），安裝M14的螺堵或螺栓。膜板材質(zhì)為304不銹鋼，應(yīng)急膜板設(shè)計(jì)示意圖如圖2所示。

圖2 應(yīng)急膜板設(shè)計(jì)示意圖

（2）應(yīng)急膜板采用原有雙頭螺栓、M12的螺母及平墊、特制鋼制套筒（內(nèi)徑M14，長(zhǎng)為110 mm）進(jìn)行安裝緊固，如圖3所示。

圖3 緊固方案效果圖

（3）應(yīng)急膜板安裝橡膠墊使用原有U5A空重調(diào)整閥膠墊，如圖4所示。

圖4 應(yīng)急膜板安裝橡膠墊

（4）具體尺寸根據(jù)空重閥安裝面尺寸進(jìn)行測(cè)算所得。

（5）應(yīng)急模板加工實(shí)物如圖5所示。

圖5 應(yīng)急膜板加工實(shí)物

2 可行性分析及試驗(yàn)效果

2.1 可行性分析

當(dāng)空重車調(diào)整閥在途中發(fā)生故障時(shí)，用應(yīng)急膜板替換空重車調(diào)整閥后，則全車制動(dòng)系統(tǒng)僅受104型或F8型分配閥的控制，相當(dāng)于無(wú)空重車調(diào)整閥的車輛。以裝用104型分配閥的車輛為例，其列車制動(dòng)緩解時(shí)風(fēng)路走向如下所示：

（1）列車制動(dòng)時(shí)風(fēng)路走向

（2）列車緩解時(shí)風(fēng)路走向

2.2 現(xiàn)車試驗(yàn)效果

（1）應(yīng)急膜板和原有U5A空重調(diào)整閥安裝膠墊，其效果如圖6所示。

圖6 應(yīng)急膜板加修實(shí)物尺寸檢測(cè)

經(jīng)檢測(cè)，加工尺寸符合設(shè)計(jì)尺寸要求，現(xiàn)車安裝效果如圖7所示。

圖7 現(xiàn)車安裝效果

（2）現(xiàn)車試驗(yàn)效果

應(yīng)急膜板裝車后，按照《鐵路客車運(yùn)用維修規(guī)程》單車試驗(yàn)要求對(duì)裝用車輛進(jìn)行了制動(dòng)和緩解感度試驗(yàn)、制動(dòng)安定試驗(yàn)和緊急制動(dòng)試驗(yàn)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均合格，且風(fēng)路走向與可行性理論分析完全一致，故能夠滿足應(yīng)急要求?，F(xiàn)車使用應(yīng)急膜板后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。

表1 使用應(yīng)急膜板后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)（車號(hào)XL25K205896，F(xiàn)8型閥）

該膜板作為乘務(wù)備品已在成都車輛段配屬的3組25K型車編組首、尾車上進(jìn)行了配備。

2.3 工作量對(duì)比

現(xiàn)對(duì)途中使用應(yīng)急膜板套裝（含應(yīng)急膜板1塊、特制鋼制套筒4根、平墊4個(gè)、螺母4顆）、備品閥、閥互換3種故障應(yīng)急處置方案進(jìn)行工作量測(cè)定。在測(cè)定前，首先設(shè)置以下模擬條件：

（1）在方案1（采用應(yīng)急膜板套裝方案）中，假定首、尾車乘務(wù)室各有1套應(yīng)急膜板套裝。

（2）在方案2（采用備品閥方案）中，假定首、尾車乘務(wù)室各有1套空重車調(diào)整閥備品。

（3）在方案3（采用閥互換方案）中，假定鄰車剛好裝配了空重車調(diào)整閥。

（4）應(yīng)急處置從故障車乘務(wù)室開(kāi)始至返還乘務(wù)室結(jié)束。

工作量測(cè)定結(jié)果如下：

（1）方案1工作量：從乘務(wù)室將應(yīng)急膜板套裝1套及2把扳手拿至車下故障閥附近，約20 s；車輛關(guān)門排風(fēng)，并排盡總風(fēng)缸余風(fēng)，約65 s；拆卸故障空重車調(diào)整閥，并安裝應(yīng)急膜板，約240 s；將各塞門或把手恢復(fù)至正常位，約30 s；將故障閥及工具搬至乘務(wù)室，約30 s，總計(jì)，約385 s，即6 min 25 s。

（2）方案2工作量：從乘務(wù)室將空重車調(diào)整閥備品1套及2把扳手搬至車下故障閥附近，約30 s；車輛關(guān)門排風(fēng)，并排盡總風(fēng)缸余風(fēng)，約65 s；拆卸故障空重車調(diào)整閥，并安裝備品閥，約240 s；將各塞門或把手恢復(fù)至正常位，約30 s；將故障閥及工具搬至乘務(wù)室，約30 s，總計(jì)，約395 s，即6 min 35 s。

（3）方案3工作量：從乘務(wù)室拿工具至鄰車車下空重車調(diào)整閥位置附近，約50 s；對(duì)鄰車關(guān)門排風(fēng)，并排盡總風(fēng)缸余風(fēng)，約65 s；拆卸鄰車空重車調(diào)整閥，并將其搬至故障車，約150 s；按照方案2對(duì)應(yīng)步驟對(duì)故障車進(jìn)行關(guān)門排風(fēng)、更換故障閥、恢復(fù)各塞門或把手位置，約335 s；將故障閥及工具搬至鄰車，約30 s；按照方案2對(duì)應(yīng)步驟安裝故障閥、恢復(fù)各塞門或把手位置，并將工具拿回至乘務(wù)室，約200 s，總計(jì)，約830 s，即13 min 50 s。

經(jīng)過(guò)對(duì)3種應(yīng)急方案對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)：從作業(yè)步驟及體力消耗上來(lái)看，方案1和方案2步驟基本相同，體力消耗方案2略高，方案3較為復(fù)雜，體力消耗也最大（每套應(yīng)急膜板套裝重量約1 kg，而每套空重車調(diào)整閥約20 kg）。從耗時(shí)上來(lái)看，方案1最少，方案2稍長(zhǎng)，方案3最長(zhǎng)。從應(yīng)急成本、備品管理等方面來(lái)看，方案1需要在首、尾車各配備1套應(yīng)急膜板套裝但成本較低；方案2需要在每個(gè)所需編組的UZ25K或XL25K型車上各配備1套空重車調(diào)整閥的話，則消耗的空重車調(diào)整閥備品量較大，成本較高且不便于乘務(wù)備品管理；方案3雖然不需要額外準(zhǔn)備應(yīng)急膜板套裝或閥備品，但在實(shí)際的車輛編組中空重車調(diào)整閥較常見(jiàn)于在首、尾的郵政車或行李車中，而其鄰車剛好裝有空重車調(diào)整閥的情況較為少見(jiàn)，這無(wú)疑將進(jìn)一步增大乘務(wù)員應(yīng)急處置工作量，從而延長(zhǎng)應(yīng)急時(shí)間。

2.4 應(yīng)急膜板套裝優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：可以保證在途中如遇空重車調(diào)整閥故障時(shí)，具有不關(guān)門排風(fēng)、作業(yè)量少、操作簡(jiǎn)單、快捷且有足夠制動(dòng)力的特點(diǎn)。

缺點(diǎn)：該應(yīng)急膜板無(wú)法實(shí)現(xiàn)根據(jù)空、重車情況自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)缸風(fēng)壓，相當(dāng)于始終處于重車位（如在安裝104分配閥的條件下，制動(dòng)狀態(tài)時(shí)單元制動(dòng)缸風(fēng)壓約為420 kPa）。

3 結(jié)語(yǔ)

U5A型空重車調(diào)整應(yīng)急膜板雖然無(wú)法達(dá)到根據(jù)空、重車情況自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)缸風(fēng)壓的效果，但是可在首尾車空重車調(diào)整閥途中故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)不關(guān)門、快速應(yīng)急、操作簡(jiǎn)單且能保證故障首尾車依然具有足夠的制動(dòng)力。因此，在途中處理空重車調(diào)整閥故障時(shí)，具有一定的應(yīng)急處置價(jià)值。