趙柏陽

摘 要：本文通過分析目前109型機車分配閥安全閥在運用過程中容易出現的故障現象，如在進行幾次緊急制動后安全閥易出現不正常漏風現象、安全閥返修率高等問題，文章總結了故障原因，并結合實際情況提出了幾點改進建議。

關鍵詞：DK-1型電空制動機； DK-2型電空制動機；109型機車分配閥；安全閥；增壓方式； 調壓閥

0 引言

DK-1型電空制動機是我國電力機車中的主型制動機，而109型分配閥又是DK-1型電空制動機的核心元件，它根據列車管壓力的變化來相應控制制動缸壓力的大小，從而實現機車的制動和緩解。

在實際運用過程中，109型機車分配閥安全閥在目前的緊急增壓方式下易出現風壓不正常泄漏；緊急制動時安全閥噪音偏大；消耗壓縮空氣嚴重；無火回送時安全閥調壓不方便；安全閥返修率較高等缺點。

據售后人員反映，109型機車分配閥的安全閥一般在完成幾次緊急制動后，就可能出現安全閥漏風現象，使容積室壓力非正常下降，其主要原因是安全閥在工作時動作頻繁，導致閥口的密封性降低，使安全閥出現漏風點，導致容積室產生漏風現象。這會在一定程度上會影響機車制動力的大小，使空氣制動作用不能達到預期效果，因此對安全閥的改進具有重要意義。

1 安全閥故障現象及原因分析

1.1 故障現象

據在各機務段售后人員反映，109型機車分配閥安全閥在完成幾次緊急制動后，安全閥就可能出現故障，主要表現在：

（1） 安全閥不正常漏風，導致容積室壓力不穩(wěn)定。

（2） 安全閥的閥口易形成麻點，

（3） 安全閥的整定壓力值會隨著時間的推移產生一定的偏差。

（4） 安全閥工作時噪音較大。

（5） 壓縮空氣泄漏量大。

1.2 原因分析

緊急制動時在增壓閥的作用下，總風經小孔迅速流向容積室，使得容積室壓力能夠快速上升，直至其壓力達到安全閥的整定壓力值。此時，安全閥便開始在排風和停止排風的重復動作中反復切換，直到容積室壓力得以緩解。

安全閥采用泄壓式金屬閥口密封的形式，閥芯與閥體為剛性接觸。實施緊急制動時，因為安全閥的動作過程非常迅速，使閥芯與閥體之間頻繁沖擊，因此導致閥芯與閥體的接觸面在頻繁沖擊的狀態(tài)下易產生損傷，并且，當閥口一旦有異物進入時接觸面還易形成麻點，使安全閥密封不嚴，閥與閥口的接觸面就是安全閥的主要漏風地點，最終會導致容積室壓縮空氣經安全閥泄漏。

由于安全閥的頻繁跳躍式的工作，鎖緊螺母由于頻繁的機械振動可能會有一些松動，使得安全閥隨著工作時間的推移，整定壓力值發(fā)生一定的飄移。

緊急制動時，安全閥在動作過程中，壓力空氣的排泄以及閥芯與閥體的頻繁沖擊都會產生較大的噪音污染。

2 改進建議

為了解決109型分配閥安全閥的以上問題，本文針對已投入運營機車和新造機車兩種不同情況提出以下建議。

2.1 對于已投入運營機車的改進建議

（1）在制動機的操作方法上的優(yōu)化改進：

①盡可能少使制動機處于緊急制動位，以降低安全閥的工作頻率，延長其使用壽命；

②在不使用制動機時應關閉總風，防止總風意外進入容積室，產生過大的壓力使安全閥動作，以SS4B機車DK-1型電空制動機為例，具體操作是關閉總風塞門123，阻斷總風進入分配閥的通路。

（2）應給安全閥加裝空氣過濾裝置，如過濾網，盡量提高壓力空氣的清潔度，因為空氣中的雜質會使閥與閥體的接觸面更容易損傷，降低安全閥的使用壽命。

2.2 對于新造機車的改進建議

（1）對于新造機車提出一種新的緊急增壓時容積室壓力控制設計方案，具體方案如下：

總風進入分配閥后分為兩條空氣通路，一路為增壓閥口打開時向容積室供風的通路，一路為均衡部制動缸供風通路。新的壓力控制方案保留了均衡部制動缸供風通路，而另一條則是從外部引入經過調壓閥整定后的總風，并且將其引入到原增壓閥部。

①取消原分配閥閥體上的安全閥，并封堵溝通安全閥和容積室的孔Ⅳ；

②堵塞分配閥內部溝通總風與增壓閥的孔Ⅲ；

③將分配閥增壓閥部的總風通路引出然后通過一個外部調壓閥與外部總風管連通；

將分配閥緊急增壓通路變?yōu)橛赏獠靠傦L經調壓閥到增壓閥，再到容積室。改進以后，緊急制動狀態(tài)下增壓閥閥口打開，外部總風流經過調壓閥將壓力變?yōu)檎{壓閥整定值的450kPa，再通過C3小孔流往容積室，容積室的最高壓力等于調壓閥整定壓力值。

容積室的最高壓力由調壓閥進行控制，同時去掉安全閥后，完全截斷了容積室的壓縮空氣從安全閥泄漏的通路，徹底消除了容積室壓力經安全閥泄漏的隱患，并可完全消除安全閥動作時產生的噪音污染，還可減少壓縮空氣的消耗。

（2）實踐運用

這種設計方法已應用在160km/h交流客運機車DK-2型電空制動機的設計中。總風經過調壓閥52（整定壓力450kPa，無火回送時250kPa）、檢測口276、緊急增壓塞門137進入到分配閥101內部。緊急制動時，由于列車管壓力急劇降低，經調壓閥調壓后的壓力空氣進入到容積室內，并保障容積室內的空氣壓力大小即為調壓閥的整定值。通過實驗對設計方案的反復驗證，證明這種新的緊急增壓時容積室壓力控制方式的設計準確、可靠。原來的安全閥在無火回送時調壓不便，需要反復充風來調節(jié)整定壓力，操作繁瑣，而新的設計方案只需把無火安全塞門139打開，容積室最大壓力由無火安全閥（整定壓力250kPa）190來控制，操作簡單方便。

3 結束語

針對109型機車分配閥安全閥易出現的故障，裝有DK-1型電空制動機已投入運營的機車，采取優(yōu)化操作方法和加裝安全閥空氣過濾裝置能在一定程度上降低安全閥的故障率，但不能從根本上解決安全閥漏風、易消耗壓縮空氣等問題。若采用上文新的容積室壓力控制設計方式，弱化安全閥在制動機正常工作時的功能和作用，可使安全閥的問題得到根本上的解決。這樣既避免了壓縮空氣的泄漏，保障了容積室壓力在緊急制動時的準確和穩(wěn)定，又降低了壓縮空氣的消耗，消除了安全閥噪音，使無火回送時調壓方便。此種設計方案可在后續(xù)各型機車制動機新設計時推廣應用。

參考文獻：

[1] 劉豫湘，陸縉華，潘傳熙.DK-1型電空制動機與電力機車空氣管路系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

[2] 黃金虎，馬俊飛.109型分配閥緊急增壓方式的改進探討[J]電力機車與城軌車輛，2011（3）.