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重载铁路货车车辆抱闸故障的分析及措施

作者：曹政祥

来源：《科技视界》2017年第04期

【摘 要】重点分析重载货车车辆抱闸的原因，并针对故障原因提出整改建议及相关措施。

【关键词】重载；货车；抱闸 0 引言

大秦铁路是中国第一条双线电气化重载运煤专线，自2004年起全线大量开行单元万吨、组合万吨和两万吨重载组合列车，为提高长大编组列车制动机的一致性，大秦线C80型系列货车装用了120-1型空气控制阀，但在实际运用中，制动阀性能的差异对列车运行乃至整体运输组织方面都有着严重的影响，重载货车的抱闸故障仍是困扰安全平稳运输的主要难题之一。 1 大秦线配属C80型车辆抱闸问题提出

大秦铁路西起山西大同、东至河北秦皇岛，两地海拔落差达700多米，因此大秦线存在多处长达下坡道，列车运行中机车再生力调速、空气制动调速等操作频繁，仅茶坞以西，因坡道惯性需使用空气制动调速的地段多达11处。频繁使用空气制动，长大编组列车因空气制动阀性能的差异，存在制动缸缓解不到位、缓解不及时、不缓解等现象，直接导致车辆抱闸运行。2016年上半年，大秦线C80型系列车辆编组的万吨、两万吨列车发生抱闸故障52起，分别为：TFDS预报鞲鞴外露故障21起、THDS预报抱闸波形31起，对行车组织存在一定的影响，同时也存在着行车安全隐患。 2 机车减压量的试验与分析

按照现行机车制动规范，列车使用空气制动进行调速时，机车操纵的“初制动”列车管减压量为50kPa，为真实掌握机车初制动时的车辆闸瓦压力情况，我们分别选取了大秦线配属车辆C80（H）型12辆、C80B型12辆，利用单车试验器，在定压500 kPa、减压50 kPa时，主要有以下现象：

2.1 闸瓦压力不均衡

测试的24辆车、112块闸瓦，各闸瓦压力从0～4.69kN不等，单辆车闸瓦压力之和最大15.81 kN、最小仅为3.9kN。可见，小减压量时，制动缸压力通过基础制动装置传递后，需克服制动梁端轴与滑槽磨耗板的摩擦力，导致闸瓦作用在车轮踏面的压力大小不均衡。 2.2 制动缸压力不稳定

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在列车管压力减压50kPa时，120-1阀处于“第二局减”阶段、局减阀未关闭，列车管、副风缸分别通过局减阀与制动缸相通，列车管与副风缸间接相通、并平衡，如列车管压力涌动或波动，很容易造成列车管与副风缸的压力平衡，从而影响制动缸的压力。在单车试验小减压量的过程中（60s），制动缸压力值存在波动情况。 3 抱闸车辆的检查与分析

2016年上半年52起抱闸故障车辆制动阀入段进行试验，并与其检修修竣时支出的试验数据对比，发现：故障后试验数值与段修支出的数据有两项指标差异较大，分别是“缓解阻力”、“列车管减压量”，段修支出时两项指标的平均值分别为：13.2kPa、30.4 kPa，而发生故障后测试的两项指标平均值为：8.1kPa、25.5kPa。以“2016年5月14日茶坞TFDS预报P74330次 （编组201辆）机后170位C80 4374487车辆1位台车抱闸”为例：

3.1 首先测试制动阀灵敏度：利用单车“制动管排风位”排风，制动管压力从512kPa减至506kPa（关闭排风位），制动管压力仍在下降，继续下降约10kPa时，制动缸开始有压力值、制动缸鞲鞴开始伸出，当制动管压力值降至478kPa时，一位端制动缸压力为46kPa、制动缸鞲鞴外露79mm后，二位端制动缸压力为43kPa、制动缸鞲鞴外露77mm后，静置30min后，制动管压力值、鞲鞴行程等数值基本稳定不变（类似于运用中鞲鞴外露故障状态）。 3.2 然后对该故障车分解下车的制动阀返段制动室进行试验分解，试验结果4项不合格，2项性能指标数值偏小（缓解阻力、列车管减压量），与其它发生抱闸故障车辆的制动阀表象基本一直。

3.3 通过测试发现，制动阀主要的几项性能指标存在差异、制动阀灵敏度较高，因此现车试验时，列车管压力小减压量（减压仅6kPa）便导致制动阀动作，容易产生“一局减”、即列车管压力开始排大气，使列车管持续减压，导致制动阀活塞上下压力增大，主活塞带动滑阀上移，随后产生“二局减”，即列车管、副风缸同时作用于制动缸，从而导致制动缸产生压力、鞲鞴外露等情况。这与列车运行中预报车辆抱闸、鞲鞴外露等故障相符。 4 原因分析

运行中列车发生抱闸故障是较为常见的，其原因也是多方面的，例如闸调器故障、基础制动别劲、手制动机松动不到位以及列车过充风等，但这都属个例，问题普遍存在的主要原因在于机车操作、车辆安装的空气控制阀的性能有直接关系。

4.1 重载列车编组较长，机车减压50kPa时，车辆制动作用不同步、存在先后，并且各车辆的制动阀性能不完全相同、灵敏度有差异，因此车辆排风、制动缸压力稳定等节点都不同，制动缸压力、副风缸剩余压力等数值不同；在此前提下，列车充风缓解，各车辆风源吃入量、吃入时间不同，需要克服制动阀活塞阻力不同，因此存在制动缸缓解不同步、甚至不缓解的情

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况。另外，大秦线重载列车的列车管定压600kPa、其它线路为500kPa，减压50 kPa时，大秦线列车减压比为8.3%、而其它线路列车减压比为10%，减压量相对较小。

4.2 制动阀本身性能存在差异，其中“缓解阻力”、“列车管减压量”对阀性能影响较明显。缓解阻力是制动阀缓解状态时，列车管压力与副风缸压差的最大值（即主阀活塞上、下腔的压差值），导致缓解阻力大的原因可能有：其一是列车管向副风缸充风的滑阀与座之间通路，或阀体内通路较为不顺，导致流速过慢；其二是主阀活塞自身重量、活塞各部件与阀体摩擦力、减速弹簧的工作负荷等方面的影响，使得该制动阀在缓解状态时容易处于减速充气缓解位（滑阀座l1孔对准的是截面面积较小的减速充气孔l3，而不是l4）。上述两种原因，在试验台上制动阀的实验数据可能表现为“缓解阻力”值偏高，在实际运用过程中，可能导致制动缸缓解慢、鞲鞴外露等故障现象，从而引起车辆抱闸。 5 建议措施

5.1 对列车“初制动”所设定的列车管减压量的大小进一步进行深入研究，减压量应控制在保证车辆制动机完全克服基础制动装置的阻力后，各闸瓦压力均衡作用在踏面以上。 5.2 提高制动阀检修质量方面，除落实工艺要求外，检修部门应深入研究制动阀的稳定性、延长制动阀的“保质期”，建议落实以下几个方面措施。

5.2.1 保证制动阀超声波清洗的时间，研磨后的配件要单独二次清洗并保证清洗介质的质量，超声波清洗后使用压缩空气反复吹净各孔路、配件表面。

5.2.2 加强制动阀试验数据的研判，试验中“漏泄测试”项目进行两次试验，先进行单项试验比对两次数据差异，研判制动阀存在的不稳定性，并有针对性的返工修复。

5.2.3 空气制动阀性能指标的控制方面。重点加强对“缓解阻力”、“列车管减压量”两项指标的控制，在保证制动阀原设计性能的前提下，我们发现稳定弹簧工作负荷数值能够直接影响制动阀试验项中“缓解阻力”、“列车管减压量”数值，并且工作负荷数值越大，制动阀性能试验时产生的列车管减压量值越大。建议提高稳定弹簧的工作负荷值。 【参考文献】

[1]铁运[2008]15号.铁路货车制动装置检修规则[M].北京：中国铁道出版社，2008. [2]黄毅，陈雷.铁路货车检修技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2010. [3]张旺狮.车辆制动装置[M].北京：中国铁道出版社，2007.

[4]TB 1407—1998 列车牵引计算规程[S].中华人民共和国铁道部1998年-10-15 批准.