王家明

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

YZ－1(G/GT)型制動機在輔機位易于緩解的方案探討

王家明

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

詳細闡述大型養(yǎng)路機械YZ-1(G/GT)型制動機的技術(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)路機械YZ-1(G/GT)型制動機在輔機位時易于緩解的實施方案。

大型養(yǎng)路機械 制動機 輔機位 緩解

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

在最初引進大型養(yǎng)路機械技術(shù)，實施國產(chǎn)化制造過程中設(shè)計了一套YZ-1型制動機，而在最新引進技術(shù)生產(chǎn)的大型養(yǎng)路機械DWL-48型連續(xù)走行搗固穩(wěn)定車上又設(shè)計了一套YZ-1G(T)型集成板式制動機單元，從大型養(yǎng)路機械長途附掛回送或遠距離轉(zhuǎn)移施工地點的輔機位使用情況來看，兩套制動機的制動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中所承擔的制動負荷，能夠通過一定的方式實現(xiàn)將大型養(yǎng)路機械的常用制動壓力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題，前部的機車或其它動力車輛實施緩解時，處在輔機位的大型養(yǎng)路機械制動壓力往往出現(xiàn)緩解慢或者緩解不到零，司機在不知情的情況下依然操縱運行容易造成大型養(yǎng)路機械輪對踏面擦傷。應(yīng)探索出一套適合現(xiàn)場使用的，實現(xiàn)大型養(yǎng)路機械 YZ-1(G/GT)型制動機在輔機位易于緩解的解決方案。

1 技術(shù)原理

YZ-1(G/GT)型制動機的核心控制部件是109(E)型分配閥，大型養(yǎng)路機械緩解、制動、保壓等工況都是通過這個關(guān)鍵閥件實現(xiàn)的。當機車充分緩解后實施減壓制動時，全列車的列車管壓力下降，聯(lián)結(jié)分配閥上的工作風缸內(nèi)壓力空氣通過分配閥主閥部直接充入容積室，容積室壓力空氣再通過分配閥均衡部控制總風向相應(yīng)的制動缸充風。根據(jù)分配閥作用原理：制動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源于工作風缸，受工作風缸的壓力所控制。當制動保壓時，根據(jù)波義耳－馬略特定律，可列出工作風缸與容積室在制動前和制動后的壓力變化關(guān)系式

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

P′g——制動后工作風缸的絕對壓力(kPa);

Pr——制動前容積室的絕對壓力(kPa);

P′r——制動后容積室的絕對壓力(kPa);

Vg——制動前工作風缸的容積(L);

V′g——制動后工作風缸的容積(L);

Vr——制動前容積室的容積(L);

V′r——制動后容積室的容積(L);

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

當全制動狀態(tài)下緩解，在大型養(yǎng)路機械的分配閥處列車管絕對壓力數(shù)值超過其工作風缸 P′g時，109/109E型分配閥主閥部主鞲鞴即向下移動，列車管壓力空氣再次充入工作風缸，引起容積室和制動缸的壓力空氣排向大氣，實現(xiàn)緩解作用。顯而易見，P′g數(shù)值越小，列車管絕對壓力越容易達到并且超過，所對應(yīng)的分配閥越容易緩解，由式(2)和(3)可知，可以通過以下方案實現(xiàn)：方案1是降低 Pr′數(shù)值，即在工作風缸向容積室充氣的同時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

2.1 YZ-1型制動機方案

YZ-1型制動機方案是通過調(diào)整容積室上的安全閥實現(xiàn)的。大型養(yǎng)路機械輔機位時，日常用于緊急制動安全閥的壓力從420～450 kPa調(diào)低至200 kPa或220 kPa，當容積室的壓力升至200 kPa或220 kPa時就不會再上升，這樣的設(shè)計正好符合上述提到的方案1情況，即通過降低 P′r數(shù)值。但是，由于實際使用中機械式安全閥現(xiàn)場調(diào)整方式繁瑣且需要頻繁調(diào)整，后來有些大型養(yǎng)路機械使用單位在只有一個安全閥的容積室內(nèi)再并聯(lián)一個安全閥(見圖1虛線左半部分閥2)，使用前將閥2與閥1之間的截斷塞門打開即可。

圖1 容積室及安全閥改裝示意

2.2 YZ-1G/GT型制動機方案

該方案沒有考慮易于緩解工況，雖然設(shè)計中采取了在原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)用的是手動截流式空重車調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，其作用原理如圖2所示。手柄放在重車位時，偏心桿通過彈簧座及跳躍彈簧將空車活塞緊壓在下體上，消除空車活塞對均衡活塞的約束;手柄放在空車位時，偏心桿也通過彈簧座及跳躍彈簧將空車活塞壓在下體上，但是當容積室來的壓力空氣作用在空車活塞上的力大于跳躍彈簧裝配負荷并消除了空車拉桿與螺母縱向游間之后，空車活塞將會參與到均衡活塞的平衡，對均衡活塞產(chǎn)生約束，控制制動缸的壓力。通過上述原理得知，采用空重車轉(zhuǎn)換裝置達到了降低制動缸壓力的目的，但是空車位即輔機位時容積室的壓力沒有降低，因此就達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型制動機中，通過調(diào)低容積室的壓力，既能實現(xiàn)大型養(yǎng)路機械輔機位制動負荷小的要求，又能達到易于緩解的目的，是一種比較理想的設(shè)計方案，需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙壓力控制的閥件，目前的機械式安全閥很難實現(xiàn)這樣的要求，雖然可以像圖1那樣安裝兩個安全閥實現(xiàn)雙壓力控制，但是現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)其數(shù)值容易漂移需要經(jīng)常維護。而在YZ-1G(T)型制動機中，沒有實現(xiàn)易于緩解的功能設(shè)計。另外，從制動機技術(shù)原理得知，方案2和方案3都是通過改變部件容積達到降低壓力的目的，由于常用制動下工作風缸與容積室的容積已經(jīng)有了一個比例關(guān)系，顯然通過減小工作風缸容積的方案2實現(xiàn)起來比較困難，而增加容積室容積的方案3是一個最佳的方案選擇，可以在原容積室的旁邊串聯(lián)一個風缸2(見圖1虛線右半部分)實現(xiàn)功能，輔機位時打開截斷塞門聯(lián)通。

綜合以上分析，方案3是目前可行的方案。

4 結(jié)語

近年來，大型養(yǎng)路機械轉(zhuǎn)移頻繁，附掛回送、轉(zhuǎn)移施工地點時常發(fā)生，利用增加另外一個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)路機械 YZ-1G制動系統(tǒng)［J］.鐵道建筑，2009(1)：50-53.

［2］毛必顯.大型養(yǎng)路機械YZ-1型制動機［M］.北京：中國鐵道出版社，2000.

U216.61

B

1003-1995(2011)03-0124-03

2010-09-30;

2010-12-20

王家明(1971— )，男，安徽來安縣人，工程師。

(責任審編 王 紅)