L70糧食漏斗車空車位加速緩解作用不良的原因分析

趙亞棟，張成國

（1 齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161002；2 中國鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車車輛研究所，北京100081）

L70糧食漏斗車空車位加速緩解作用不良的原因分析

趙亞棟1，張成國2

（1 齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161002；2 中國鐵道科學(xué)研究院 機(jī)車車輛研究所，北京100081）

120閥加速緩解作用影響列車的緩解波速，某廠裝用120閥的L70型車在試制中發(fā)生多起空車位時(shí)的加速緩解作用不良現(xiàn)象。從120閥作用原理出發(fā)，結(jié)合L70型車整車空氣制動(dòng)系統(tǒng)的配置，通過試驗(yàn)對該型車加速緩解作用不良原因進(jìn)行分析，認(rèn)為制動(dòng)系統(tǒng)下游管路的容積增大及大容積降壓風(fēng)缸分流作用顯著，造成制動(dòng)缸壓力變低后緩解時(shí)未能形成足夠的背壓打開加速緩解閥逆流通路，從而出現(xiàn)空車位加速緩解作用不良的現(xiàn)象。

L70車；120閥；加速緩解；空車位；降壓風(fēng)缸容積

120閥是目前國內(nèi)鐵路貨車制動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，加速緩解作用是120閥較103閥新增的一個(gè)功能。在列車管增壓，本車制動(dòng)缸緩解時(shí)，利用準(zhǔn)備排入大氣的制動(dòng)缸空氣作為壓力信號，引導(dǎo)主閥中的加速緩解部產(chǎn)生動(dòng)作，讓本車上的加速緩解風(fēng)缸的壓力空氣充入列車管；使列車管除獲得機(jī)車供風(fēng)系統(tǒng)的壓力空氣外，還充入來自本車加速緩解風(fēng)缸的壓力空氣，從而使列車管形成“局部增壓”，以提高整列車的緩解波速，減小列車緩解時(shí)的縱向沖動(dòng)［1］。

L70車是新設(shè)計(jì)的運(yùn)糧專用貨車，某廠對該車進(jìn)行小批量試制時(shí)，曾發(fā)生多起加速緩解作用不良現(xiàn)象，本文通過試驗(yàn)，并結(jié)合120閥作用原理，對該現(xiàn)象進(jìn)行了分析。

1 120閥加速緩解作用原理

120閥具有充氣、緩解、制動(dòng)、保壓等作用，各功能的實(shí)現(xiàn)通過分部作用的方式完成。加速緩解部作為5個(gè)獨(dú)立作用的部分之一，位于120閥的主閥前蓋面處，其組成零部件如圖1所示。

加速緩解膜板、加速上活塞與加速下活塞用活塞緊固螺釘緊固成一個(gè)“加速活塞”，其右腔經(jīng)主閥體內(nèi)暗道與滑閥座制動(dòng)孔相通，并經(jīng)旋在前蓋上的縮孔及主閥排氣口通大氣；左腔經(jīng)閥體內(nèi)的斜向小孔直接通大氣。加速緩解閥套中的夾芯閥被其左側(cè)的加速緩解閥彈簧壓緊在閥口上，閥口右側(cè)經(jīng)加速緩解閥套上的2個(gè)徑向小孔及主閥體內(nèi)通路與列車管相通，左側(cè)經(jīng)閥體內(nèi)暗道及主閥下蓋與止回閥下方相通。止回閥的上方經(jīng)主閥體內(nèi)暗道直接與加速緩解風(fēng)缸相通。圖2示意了制動(dòng)位時(shí)加速緩解部的氣路，圖中紅色為列車管空氣，綠色為制動(dòng)缸空氣，藍(lán)色為加速緩解風(fēng)缸空氣、黃色為副風(fēng)缸空氣。

平時(shí)，加速活塞兩側(cè)均通大氣，加速活塞不動(dòng)作（圖2）。當(dāng)列車增壓緩解時(shí)，制動(dòng)缸的壓力空氣會(huì)經(jīng)過滑閥座制動(dòng)孔進(jìn)入加速緩解活塞右側(cè)，然后經(jīng)排風(fēng)縮孔排向大氣，由于排風(fēng)縮孔的節(jié)流作用，涌入加速緩解活塞右側(cè)的制動(dòng)缸壓力空氣會(huì)形成背壓，將加速活塞推向左位，推動(dòng)頂桿頂開夾芯閥，于是夾芯閥左側(cè)空腔內(nèi)的空氣可通過開啟的閥口充入右腔，繼而充入列車管。而止回閥是否開放則取決于其上下腔的壓差，只有下腔壓力加止回閥彈簧壓力低于上方加速緩解風(fēng)缸壓力時(shí)，止回閥才會(huì)開放，加速緩解風(fēng)缸的空氣方能經(jīng)此充入列車管，實(shí)現(xiàn)列車管局部增壓，從而達(dá)到提高緩解波速的目的（圖3）。

綜上所述，120閥要產(chǎn)生加速緩解作用，需具備兩個(gè)條件：首先制動(dòng)缸壓力空氣經(jīng)過加速緩解活塞右側(cè)時(shí)須形成足夠的壓力，使活塞向左移動(dòng)，推動(dòng)小頂桿克服O型圈阻力及加速緩解閥彈簧的壓力，頂開夾芯閥，開放逆流通路；其次夾芯閥開放后加速緩解風(fēng)缸和列車管須產(chǎn)生足夠壓差，頂開止回閥，方能使加速緩解風(fēng)缸向列車管充風(fēng)，產(chǎn)生加速緩解作用。

2 120閥加速緩解作用的檢驗(yàn)

加速緩解性能作為120閥的一項(xiàng)重要指標(biāo)，120閥生產(chǎn)廠在出廠檢驗(yàn)時(shí)，會(huì)逐個(gè)在120閥專用試驗(yàn)臺(tái)上檢驗(yàn)。貨車新造廠安裝120閥之后進(jìn)行單車試驗(yàn)時(shí)，也要逐輛檢驗(yàn)其加速緩解作用。

2.1 加速緩解作用在試驗(yàn)臺(tái)上的試驗(yàn)

120閥主閥出廠時(shí)，在120閥專用試驗(yàn)臺(tái)上按照TB/T 2951《鐵道貨車空氣控制閥》中規(guī)定的試驗(yàn)方法逐個(gè)進(jìn)行性能試驗(yàn)。當(dāng)檢驗(yàn)加速緩解作用時(shí)，通過將制動(dòng)缸壓力調(diào)整至100 k Pa，再將加速緩解風(fēng)缸壓力調(diào)整至比列車管高70 k Pa，使之首先滿足上述兩個(gè)條件，此時(shí)再排副風(fēng)缸內(nèi)的壓力空氣，使120閥緩解，檢驗(yàn)列車管壓力躍升，大于10 k Pa即視為合格。

2.2 加速緩解作用在單車試驗(yàn)器上的試驗(yàn)

120閥裝車后，整車連掛單車試驗(yàn)器進(jìn)行單車試驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)加速緩解作用時(shí)，是將列車管充至定壓（500 k Pa或600 kPa）后，在空車位將單車試驗(yàn)器置4位減壓100 kPa使車輛制動(dòng)（未規(guī)定制動(dòng)缸壓力），之后單車試驗(yàn)器置2位，當(dāng)制動(dòng)缸開始緩解時(shí)，觀察列車管壓力是否有明顯躍升，有明顯躍升視為合格。

2.3 試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)與單車試驗(yàn)時(shí)的區(qū)別

根據(jù)加速緩解作用產(chǎn)生的條件，對比二者的試驗(yàn)條件可發(fā)現(xiàn)差異如表1。

3 L70車空氣制動(dòng)系統(tǒng)簡介

L70車載重69 t，空氣制動(dòng)裝置配置如圖4所示。

某廠在對L70車進(jìn)行試制時(shí)，發(fā)現(xiàn)多輛車單車試驗(yàn)時(shí)加速緩解作用不合格，即“空車位單車試驗(yàn)器4位減壓100 k Pa制動(dòng)后，置2位緩解時(shí)列車管壓力未發(fā)現(xiàn)明顯躍升”，比率接近30%。其中大部分車輛在4位減壓

120 k Pa再緩解后，列車管能夠產(chǎn)生躍升，個(gè)別車輛4位減壓量加至150 k Pa仍無明顯躍升。

4 原因分析及試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 120閥及管路的故障排除

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，造成車輛加速緩解作用不合格的原因一般是以下3個(gè)：

（1）單車試驗(yàn)器故障；

（2）120閥故障；

（3）加速緩解風(fēng)缸與120閥的管路堵塞。

我們對現(xiàn)場使用的單車試驗(yàn)器進(jìn)行了檢定，將故障車裝用的制動(dòng)閥全部拆下在120閥專用試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了性能試驗(yàn)，對車輛管路進(jìn)行了拆卸檢查，檢查結(jié)果排除了上述3種原因。試制的L70車加速緩解作用不良現(xiàn)象應(yīng)是由其他原因?qū)е碌摹?/p>

4.2 與P70的對比試驗(yàn)分析

我們將L70車與P70車的制動(dòng)系統(tǒng)配置和性能進(jìn)行了對比。L70車裝用2個(gè)254×254制動(dòng)缸，配用60 dm3副風(fēng)缸、34 dm3降壓風(fēng)缸；通用棚車P70裝用1個(gè)305×254制動(dòng)缸，配用40 dm3副風(fēng)缸、17 dm3降壓風(fēng)缸。

二者定壓雖相同，但相比之下，L70車制動(dòng)系統(tǒng)下游管路的容積有所增大及大容積降壓風(fēng)缸空車位時(shí)分流作用顯著，將導(dǎo)致制動(dòng)缸壓力的降低，在空車位與P70通用棚車的對比試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)（表2）。即使在高于定壓500 k Pa的550 k Pa風(fēng)壓時(shí)，L70車4位減壓100 kPa后制動(dòng)缸壓力仍達(dá)不到100 k Pa，而P70車則普遍能達(dá)到120 kPa以上。當(dāng)制動(dòng)缸壓力低于100 k Pa時(shí)，就有可能在緩解時(shí)造成背壓不足，影響加速緩解作用。

但在半重車位或重車位時(shí)，由于空重車閥的作用降壓風(fēng)缸分擔(dān)的制動(dòng)缸壓力變少，制動(dòng)缸壓力相應(yīng)增大：在半重車位，L70車4位減壓100 kPa后制動(dòng)缸壓力可達(dá)到110～130 kPa（表2）；根據(jù)半重車位的試驗(yàn)結(jié)果推測，重車位時(shí)的制動(dòng)缸壓力也應(yīng)不低于110 k Pa，故此時(shí)一般不會(huì)影響加速緩解作用。

4.3 原因分析及驗(yàn)證

根據(jù)上述分析及試驗(yàn)，推斷部分試制的L70車空車位時(shí)加速緩解作用不良現(xiàn)象的原因可能是制動(dòng)缸壓力變低后，緩解位制動(dòng)缸空氣經(jīng)過加速緩解活塞右側(cè)排向大氣時(shí)，遇到阻力偏大的120閥時(shí)，未形成足夠的背壓打開夾芯閥，或打開的時(shí)間太短而未產(chǎn)生明顯躍升。

為驗(yàn)證上述推斷，我們選取了10套交驗(yàn)合格的120閥進(jìn)行了以下驗(yàn)證：

在120閥專用試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行手動(dòng)試驗(yàn)，列車管、副風(fēng)缸、加速緩解風(fēng)缸均充至500 k Pa后，4位減壓100 kPa，待壓力穩(wěn)定后調(diào)整制動(dòng)缸空氣壓力，使之分別為120，100，80，70，60 k Pa，2位緩解分別觀察列車管壓力躍升情況。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

通過表3可看出：由于120閥在試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)設(shè)定的制動(dòng)缸壓力為100 k Pa，當(dāng)制動(dòng)缸壓力低于100 k Pa時(shí)（＜70 k Pa較為明顯），有部分閥緩解時(shí)列車管難以產(chǎn)生明顯壓力躍升。而L70車由于制動(dòng)系統(tǒng)下游管路容積的增大及空車位時(shí)大容積降壓風(fēng)缸分流作用顯著，單車試驗(yàn)在空車位試驗(yàn)加速緩解作用時(shí)，制動(dòng)缸壓力小于100 kPa，就可能有加速緩解作用不良的現(xiàn)象發(fā)生。

5 結(jié)束語

通過原理分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，分析認(rèn)為試制的部分L70型車在空車位加速緩解作用不良現(xiàn)象是因其制動(dòng)系統(tǒng)下游管路的容積增大及大容積的降壓風(fēng)缸空車位時(shí)分流作用顯著，造成制動(dòng)缸壓力變低后緩解時(shí)未能形成足夠的背壓打開加速緩解閥逆流通路，從而出現(xiàn)空車位加速緩解作用不良的現(xiàn)象。

［1］ 夏寅蓀，吳培元.120型空氣制動(dòng)機(jī)［M］.北京：中國鐵道出版社，1995.

Analysis of Poor Accelerated Release in Empty Cargo of L70-type Grain Hopper Freight Train

ZHAO Yadong1，ZHANG Chengguo2
（1 CNR Qiqihar Railway Rolling Stock Co.，Ltd.，Qiqihar 161002 Heilongjiang，China；2 Locomotive＆Car Research Institute，China Academy of Railway Science，Beijing 100081，China）

Accelerated release of 120-type valve has direct influence on train release velocity.Hundreds of poor accelerated alleviation phenomenon has occurred in L70-type grain hopper freight train with 120-type valves.In this paper，starting from the action principle of 120-type valve and combining with the configuration of air brake system for L70-type train，we analyze the reason of the poor accelerated release in L70-type train.It is considered that the volume of the downstream pipeline of the brake system increases and a large volume pressure reducing cylinder shunting effect markedly，resulting the pressure in brake cylinder becomes lower after remission，and thus has not formed enough back pressure to relief the valve reflux pathway，which led to the poor accelerated release phenomenon.

L70-type train；120-type valve；accelerated release；empty cargo；buck air cylinder volume

U270.35

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.23

1008－7842（2014）05－0087－04

4—）男，工程師（

2014－02－24）