王家明

(上海鐵路局 上?？瓦\(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地，上海 寶山 200439)

YZ－1(G/GT)型制動(dòng)機(jī)在輔機(jī)位易于緩解的方案探討

王家明

(上海鐵路局 上?？瓦\(yùn)專線基礎(chǔ)設(shè)施維修基地，上海 寶山 200439)

詳細(xì)闡述大型養(yǎng)路機(jī)械YZ-1(G/GT)型制動(dòng)機(jī)的技術(shù)原理，比較現(xiàn)有緩解工況方案性能的差異，指出其中不足之處，提出了適合大型養(yǎng)路機(jī)械YZ-1(G/GT)型制動(dòng)機(jī)在輔機(jī)位時(shí)易于緩解的實(shí)施方案。

大型養(yǎng)路機(jī)械 制動(dòng)機(jī) 輔機(jī)位 緩解

近幾年來(lái)，多條客運(yùn)專線和高速鐵路相繼開通運(yùn)營(yíng)，裝備更新速度加快，大型養(yǎng)路機(jī)械發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

在最初引進(jìn)大型養(yǎng)路機(jī)械技術(shù)，實(shí)施國(guó)產(chǎn)化制造過(guò)程中設(shè)計(jì)了一套YZ-1型制動(dòng)機(jī)，而在最新引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的大型養(yǎng)路機(jī)械DWL-48型連續(xù)走行搗固穩(wěn)定車上又設(shè)計(jì)了一套YZ-1G(T)型集成板式制動(dòng)機(jī)單元，從大型養(yǎng)路機(jī)械長(zhǎng)途附掛回送或遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移施工地點(diǎn)的輔機(jī)位使用情況來(lái)看，兩套制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)工況都能滿足使用要求，能夠減輕這些特種車輛在列車制動(dòng)中所承擔(dān)的制動(dòng)負(fù)荷，能夠通過(guò)一定的方式實(shí)現(xiàn)將大型養(yǎng)路機(jī)械的常用制動(dòng)壓力340～360 kPa降低至200 kPa或220 kPa;但是其緩解工況都存在比較突出的問(wèn)題，前部的機(jī)車或其它動(dòng)力車輛實(shí)施緩解時(shí)，處在輔機(jī)位的大型養(yǎng)路機(jī)械制動(dòng)壓力往往出現(xiàn)緩解慢或者緩解不到零，司機(jī)在不知情的情況下依然操縱運(yùn)行容易造成大型養(yǎng)路機(jī)械輪對(duì)踏面擦傷。應(yīng)探索出一套適合現(xiàn)場(chǎng)使用的，實(shí)現(xiàn)大型養(yǎng)路機(jī)械 YZ-1(G/GT)型制動(dòng)機(jī)在輔機(jī)位易于緩解的解決方案。

1 技術(shù)原理

YZ-1(G/GT)型制動(dòng)機(jī)的核心控制部件是109(E)型分配閥，大型養(yǎng)路機(jī)械緩解、制動(dòng)、保壓等工況都是通過(guò)這個(gè)關(guān)鍵閥件實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)機(jī)車充分緩解后實(shí)施減壓制動(dòng)時(shí)，全列車的列車管壓力下降，聯(lián)結(jié)分配閥上的工作風(fēng)缸內(nèi)壓力空氣通過(guò)分配閥主閥部直接充入容積室，容積室壓力空氣再通過(guò)分配閥均衡部控制總風(fēng)向相應(yīng)的制動(dòng)缸充風(fēng)。根據(jù)分配閥作用原理：制動(dòng)缸壓力受容積室壓力的控制，并且二者近似相等;而容積室壓力空氣來(lái)源于工作風(fēng)缸，受工作風(fēng)缸的壓力所控制。當(dāng)制動(dòng)保壓時(shí)，根據(jù)波義耳－馬略特定律，可列出工作風(fēng)缸與容積室在制動(dòng)前和制動(dòng)后的壓力變化關(guān)系式

式中 Pg——制動(dòng)前工作風(fēng)缸的絕對(duì)壓力(kPa)，絕對(duì)壓力等于其表壓力讀數(shù)加上一個(gè)大氣壓的壓力，下同;

P′g——制動(dòng)后工作風(fēng)缸的絕對(duì)壓力(kPa);

Pr——制動(dòng)前容積室的絕對(duì)壓力(kPa);

P′r——制動(dòng)后容積室的絕對(duì)壓力(kPa);

Vg——制動(dòng)前工作風(fēng)缸的容積(L);

V′g——制動(dòng)后工作風(fēng)缸的容積(L);

Vr——制動(dòng)前容積室的容積(L);

V′r——制動(dòng)后容積室的容積(L);

制動(dòng)前，制動(dòng)機(jī)完全充風(fēng)緩解狀態(tài)下，工作風(fēng)缸的絕對(duì)壓力等于列車管的絕對(duì)壓力，即等于6個(gè)大氣壓的壓力，容積室的絕對(duì)壓力等于一個(gè)大氣壓的壓力。制動(dòng)中，隨著工作風(fēng)缸向容積室充風(fēng)，工作風(fēng)缸的絕對(duì)壓力逐漸下降，容積室的絕對(duì)壓力逐漸上升，直至工作風(fēng)缸的絕對(duì)壓力與容積室的絕對(duì)壓力相等(平衡)，即P′r=P′g時(shí)，這就是常用的全制動(dòng)下容積室的最高絕對(duì)壓力，也即是工作風(fēng)缸的最低絕對(duì)壓力。又由于制動(dòng)前后工作風(fēng)缸、容積室的容積沒(méi)有發(fā)生變化，由式(1)可以得到如下關(guān)系表達(dá)式(P代表一個(gè)大氣壓的壓力)

當(dāng)全制動(dòng)狀態(tài)下緩解，在大型養(yǎng)路機(jī)械的分配閥處列車管絕對(duì)壓力數(shù)值超過(guò)其工作風(fēng)缸 P′g時(shí)，109/109E型分配閥主閥部主鞲鞴即向下移動(dòng)，列車管壓力空氣再次充入工作風(fēng)缸，引起容積室和制動(dòng)缸的壓力空氣排向大氣，實(shí)現(xiàn)緩解作用。顯而易見，P′g數(shù)值越小，列車管絕對(duì)壓力越容易達(dá)到并且超過(guò)，所對(duì)應(yīng)的分配閥越容易緩解，由式(2)和(3)可知，可以通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：方案1是降低 Pr′數(shù)值，即在工作風(fēng)缸向容積室充氣的同時(shí)就排出容積室多余的壓力空氣，將壓力控制在要求的數(shù)值上。方案2是降低V′g數(shù)值，即減小工作風(fēng)缸容積。方案3是升高V′r數(shù)值，即增大容積室容積。

2 既有方案設(shè)計(jì)

2.1 YZ-1型制動(dòng)機(jī)方案

YZ-1型制動(dòng)機(jī)方案是通過(guò)調(diào)整容積室上的安全閥實(shí)現(xiàn)的。大型養(yǎng)路機(jī)械輔機(jī)位時(shí)，日常用于緊急制動(dòng)安全閥的壓力從420～450 kPa調(diào)低至200 kPa或220 kPa，當(dāng)容積室的壓力升至200 kPa或220 kPa時(shí)就不會(huì)再上升，這樣的設(shè)計(jì)正好符合上述提到的方案1情況，即通過(guò)降低 P′r數(shù)值。但是，由于實(shí)際使用中機(jī)械式安全閥現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整方式繁瑣且需要頻繁調(diào)整，后來(lái)有些大型養(yǎng)路機(jī)械使用單位在只有一個(gè)安全閥的容積室內(nèi)再并聯(lián)一個(gè)安全閥(見圖1虛線左半部分閥2)，使用前將閥2與閥1之間的截?cái)嗳T打開即可。

圖1 容積室及安全閥改裝示意

2.2 YZ-1G/GT型制動(dòng)機(jī)方案

該方案沒(méi)有考慮易于緩解工況，雖然設(shè)計(jì)中采取了在原109型分配閥均衡部下側(cè)安裝空重車調(diào)整部(與103型分配閥的相同)的方案。103型分配閥現(xiàn)用的是手動(dòng)截流式空重車調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，其作用原理如圖2所示。手柄放在重車位時(shí)，偏心桿通過(guò)彈簧座及跳躍彈簧將空車活塞緊壓在下體上，消除空車活塞對(duì)均衡活塞的約束;手柄放在空車位時(shí)，偏心桿也通過(guò)彈簧座及跳躍彈簧將空車活塞壓在下體上，但是當(dāng)容積室來(lái)的壓力空氣作用在空車活塞上的力大于跳躍彈簧裝配負(fù)荷并消除了空車?yán)瓧U與螺母縱向游間之后，空車活塞將會(huì)參與到均衡活塞的平衡，對(duì)均衡活塞產(chǎn)生約束，控制制動(dòng)缸的壓力。通過(guò)上述原理得知，采用空重車轉(zhuǎn)換裝置達(dá)到了降低制動(dòng)缸壓力的目的，但是空車位即輔機(jī)位時(shí)容積室的壓力沒(méi)有降低，因此就達(dá)不到易于緩解的目的。

圖2 空重車調(diào)整作用原理

3 方案選擇

在YZ-1型制動(dòng)機(jī)中，通過(guò)調(diào)低容積室的壓力，既能實(shí)現(xiàn)大型養(yǎng)路機(jī)械輔機(jī)位制動(dòng)負(fù)荷小的要求，又能達(dá)到易于緩解的目的，是一種比較理想的設(shè)計(jì)方案，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙壓力控制的閥件，目前的機(jī)械式安全閥很難實(shí)現(xiàn)這樣的要求，雖然可以像圖1那樣安裝兩個(gè)安全閥實(shí)現(xiàn)雙壓力控制，但是現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)其數(shù)值容易漂移需要經(jīng)常維護(hù)。而在YZ-1G(T)型制動(dòng)機(jī)中，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)易于緩解的功能設(shè)計(jì)。另外，從制動(dòng)機(jī)技術(shù)原理得知，方案2和方案3都是通過(guò)改變部件容積達(dá)到降低壓力的目的，由于常用制動(dòng)下工作風(fēng)缸與容積室的容積已經(jīng)有了一個(gè)比例關(guān)系，顯然通過(guò)減小工作風(fēng)缸容積的方案2實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，而增加容積室容積的方案3是一個(gè)最佳的方案選擇，可以在原容積室的旁邊串聯(lián)一個(gè)風(fēng)缸2(見圖1虛線右半部分)實(shí)現(xiàn)功能，輔機(jī)位時(shí)打開截?cái)嗳T聯(lián)通。

綜合以上分析，方案3是目前可行的方案。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，大型養(yǎng)路機(jī)械轉(zhuǎn)移頻繁，附掛回送、轉(zhuǎn)移施工地點(diǎn)時(shí)常發(fā)生，利用增加另外一個(gè)容積室的方案降低緩解壓力數(shù)值，是一種最為方便易于緩解的方案，建議生產(chǎn)廠家在新造車上使用。

［1］許洪春.大型養(yǎng)路機(jī)械 YZ-1G制動(dòng)系統(tǒng)［J］.鐵道建筑，2009(1)：50-53.

［2］毛必顯.大型養(yǎng)路機(jī)械YZ-1型制動(dòng)機(jī)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2000.

U216.61

B

1003-1995(2011)03-0124-03

2010-09-30;

2010-12-20

王家明(1971— )，男，安徽來(lái)安縣人，工程師。

(責(zé)任審編 王 紅)