史科柯 上海鐵路局上海動車段

CRH2型動車組稱重過程中空簧尺寸變化原因分析及對策

史科柯 上海鐵路局上海動車段

針對CRH2型動車組在全列稱重及尺寸調(diào)整過程中空簧尺寸的變化現(xiàn)象進行原因分析，提出解決措施，有效提高全列稱重的通過率,確保動車組車下天線在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，確保動車組平穩(wěn)運行。

CRH2型動車組；全列稱重；空簧尺寸

稱重試驗和尺寸測量調(diào)整是CRH2型動車組落成后一個必不可少的工序。主要檢測車輛的自重及輪重的均衡性，測量車底至轉(zhuǎn)向架各構(gòu)件以及車底至軌面的距離，以確保動車組的安全平穩(wěn)運行。

車體主要由4個二系懸掛裝置，即空氣彈簧直接提供緩沖力以調(diào)節(jié)和保持車體相對平衡。每一個空氣彈簧由2個一系懸掛裝置（即軸箱彈簧）提供緩沖力給空氣彈簧，間接調(diào)節(jié)和保持車體相對平衡。從而保證行車安全和提高旅客乘坐舒適度。而輪對是車體重量的承受者，輪對受力數(shù)值是車體能否平衡的最直接體現(xiàn)，車體是否受力平衡主要由輪重差（%）和軸重體現(xiàn)。

圖1 高度調(diào)整閥

車體是否平衡除輪重差體現(xiàn)外還包括車體的各項尺寸。車體距轉(zhuǎn)向架各部件，以及車體距軌面的高度將影響到車體運行的動力學(xué)性能。車體和轉(zhuǎn)向架由空氣彈簧支撐，頭車車底還安裝Balise、STM等天線，所以空氣彈簧的尺寸將影響車體和天線的各項尺寸。空簧高度調(diào)整閥和空簧尺寸測量如圖1和圖2所示。

圖2 空簧尺寸

如圖1所示，高度調(diào)整閥安裝在車體底部，高度調(diào)節(jié)桿底端安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，上端與高調(diào)桿杠桿相連。如圖2所示空簧尺寸指轉(zhuǎn)向架構(gòu)架測量基準(zhǔn)點至車體底面的高度。所以空簧高度由高度調(diào)節(jié)桿和高調(diào)桿杠桿的位置決定。

1 稱重及尺寸調(diào)整過程中空簧尺寸存在變化現(xiàn)象

按照最新工藝要求，CRH2A、2B、2E及2C一階段同一轉(zhuǎn)向架空簧高度差不大于8 mm。而在實際稱重過程中，空簧調(diào)整完畢后，經(jīng)過連續(xù)3次稱重后，重新測量空簧高度與稱重前的調(diào)整高度存在差異，個別情況空簧尺寸變化較大，超出空簧高度差。由于這種現(xiàn)象的存在，調(diào)整空簧后，經(jīng)過3次稱重，無法完全保證空簧尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有時需要多次調(diào)整，從而影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)進度。

動車組稱重結(jié)束后，因漏風(fēng)等原因使動車組總風(fēng)和空簧壓力下降，即使再次給動車組總風(fēng)管充風(fēng)，部分車輛的空簧高度無法恢復(fù)至稱重結(jié)束后的高度，該現(xiàn)象將影響動車組的尺寸測量和調(diào)整。

2 稱重試驗及尺寸調(diào)整過程中空氣彈簧尺寸變化原因分析

影響空氣彈簧尺寸變化因素很多，主要從內(nèi)部因素、外部因素及人員因素、以及稱重和尺寸調(diào)整過程中空簧的變化情況等方面進行分析。

2.1 高度調(diào)整閥的特點原理

高度調(diào)整閥的主要作用及要求是維持車體在不同靜載荷下都與軌面保持一定的高度；在直線上運行時，車輛在正常的振動情況下不發(fā)生進、排氣作用；在車輛通過曲線時，由于車體的傾斜，使得轉(zhuǎn)向架左右兩側(cè)的高度調(diào)整閥分別產(chǎn)生進、排氣的不同作用，從而減少車輛的傾斜。為避免車輛載荷發(fā)生微小變化，而高度調(diào)整閥發(fā)生充、排氣作用，高度調(diào)整閥有（3～5）mm的盲區(qū)，即在調(diào)整高度控制閥調(diào)節(jié)桿時，上升或下降（3～5）mm以后，空氣彈簧才開始充氣或排氣。

2.2 人為因素

在作業(yè)過程中，通過調(diào)整高度調(diào)節(jié)桿來調(diào)節(jié)空簧高度，將空簧高度調(diào)至（332+t）mm左右，t為空簧加墊厚度。由于高度調(diào)整閥有（3～5）mm的盲區(qū)位置，調(diào)整過程中上升或下將空氣彈簧后，調(diào)節(jié)桿長度回縮或增長，而調(diào)節(jié)桿的回縮或增長長度因人而已。即空簧高度達到同一位置時，不同的位置，其高度調(diào)節(jié)桿的有效長度不一。

2.3 外部因素--曲線軌道

上海動車段調(diào)試庫D12和D13道為常用稱重列位，庫外部分線路為曲線線路。導(dǎo)致列車通過曲線，為防止車體傾斜轉(zhuǎn)向架左右兩側(cè)的高度調(diào)整閥分別產(chǎn)生進、排氣的作用。

2.4 稱重過程中空簧尺寸變化過程說明

對于單一位置的空簧，其空簧高度的變化情況多樣，列舉一種情況進行說明。

圖3 稱重過程中高度調(diào)整閥變化過程

如圖3所示，作業(yè)人員調(diào)整結(jié)束后，高調(diào)桿杠桿停放位置接近充風(fēng)臨界位置，此時空簧高度為h1，車體處于平衡位置A。在稱重過程中，列車通過曲線線路時，高調(diào)閥進行進、排氣，在連續(xù)3次稱重過程中，車體進行自身調(diào)整。列車入庫后，空簧高度可能處于新的高度h3，車體處于新的平衡位置A'，在這種情況下h3>h1，對于單一空簧而言，在高度調(diào)整桿有效長度一定后，高調(diào)桿在稱重前后位置不同，其尺寸變化情況也多種。

在日常稱重過程中，有一種特殊情況，空簧尺寸調(diào)整完畢后，即使調(diào)整后四個空簧尺寸都相同，但在稱重結(jié)束后，對角空簧高度變化明顯，同時增加或者同時減少,此時輪重差依然超標(biāo)，多次調(diào)整依然出該現(xiàn)象，這種情況稱之為對角平衡。由四個空氣彈簧直接支承于車體的車輛懸掛系統(tǒng)中，即使車輛的幾何尺寸，重量等都為對稱的參數(shù)及結(jié)構(gòu)，空氣彈簧的內(nèi)壓往往不是均衡的，即當(dāng)車輛斜對角之間內(nèi)壓不均衡狀況為“對角壓差”。該狀態(tài)下各空氣彈簧上的承載也是斜對稱形的，這是因為在實際中，由于空氣彈簧充排氣時間及速度的差別，線路不平順，各高度調(diào)整閥的高度調(diào)整桿有效長度（高度差）的不同及車輛載荷的不均衡等原因，使得靜止或運行中的轉(zhuǎn)向架的左右兩側(cè)空氣彈簧壓力有區(qū)別。這種現(xiàn)象直接加大了稱重過程中空簧尺寸的調(diào)整難度，影響作業(yè)效率。

2.5 動車組尺寸測量和調(diào)整過程中空簧變化過程說明

在尺寸調(diào)整過程中因作業(yè)時間影響，部分作業(yè)項目可能需要隔天進行，而在這一過程中，因漏風(fēng)等原因使動車組總風(fēng)和空簧壓力下降，即使重新給動車組總風(fēng)管充風(fēng)，部分空簧無法恢復(fù)至漏風(fēng)前的高度。對單一空簧，在漏風(fēng)前如果調(diào)整閥高調(diào)桿杠桿接近于排風(fēng)狀態(tài)，排風(fēng)再充風(fēng)，其位置將接近于充風(fēng)狀態(tài)，這種情況下，在動車組漏風(fēng)和充風(fēng)后，空簧的高度將減小，前后最大高度差約為5 mm，接近高度調(diào)整閥的盲區(qū)（3～5）mm。

3 解決措施

3.1 稱重過程中常規(guī)調(diào)整方法

通過隨機抽取50節(jié)CRH2型動車組稱重前的空簧高度調(diào)整數(shù)據(jù)以及連續(xù)三次稱重后的空簧高度，調(diào)整時將單車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內(nèi)，調(diào)整完畢后回縮或伸長絲套轉(zhuǎn)1～1.5圈，記錄連續(xù)三次稱重后單節(jié)車的左右空簧尺寸差值的最大值。以橫軸代表單車左右空簧的最大差值，縱軸為節(jié)數(shù)，繪制圖4。

圖4 三次稱重后空簧尺寸的最大差值分布圖

由圖3可知，調(diào)整時將單車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內(nèi)，回縮或伸長1～1.5圈，調(diào)整完畢后經(jīng)過3次稱重有48節(jié)車稱重后空簧尺寸在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，其合格率為96%。因此建議在調(diào)整空簧高度時，在輪重差允許的情況下，盡量將單節(jié)車的四個空簧高度最大高度差控制在1 mm內(nèi)，經(jīng)過3此稱重后，空簧高度差的合格率較高。

3.2 解決對角平衡的調(diào)整方法

如果在直線軌道上進行全列通過式稱重，即使空簧內(nèi)部存在“對角壓差”，在稱重過程中由于高度調(diào)整閥未進行進、排氣，稱重結(jié)束后不易出現(xiàn)對角平衡現(xiàn)象，但是當(dāng)動車組上線運行經(jīng)過曲線軌道時，容易出現(xiàn)對角平衡現(xiàn)象，使相關(guān)尺寸出現(xiàn)較大變化影響動車組的動力學(xué)性能。在曲線軌道上進行全列通過式稱重，雖然加大了調(diào)整難度，但是空簧內(nèi)部的“對角壓差”更容易顯現(xiàn)并得到解決，解決該現(xiàn)象可以將該節(jié)車的所有空簧內(nèi)的空氣排出，重新給空簧充風(fēng)就可以解決空簧內(nèi)壓不均衡的問題，使上線運行的動車組質(zhì)量得以保證。

3.3 防止空簧漏風(fēng)影響尺寸測量的措施

在全列稱重完畢后，建議立即進行尺寸測量，根據(jù)該尺寸進行調(diào)整滿足工藝要求。尺寸調(diào)整完畢后，因空簧漏風(fēng)導(dǎo)致尺寸下降，可通過全列充風(fēng)，調(diào)車過曲線軌道即可使尺寸恢復(fù)。

4 結(jié)束語

CRH2型動車組在全列稱重和尺寸測量過程中空氣彈簧尺寸變化的原因分析、空簧調(diào)整辦法的積累總結(jié)及相應(yīng)的措施與建議。給動車組機械師提供技術(shù)依據(jù)以及經(jīng)驗，有效提高動車組的檢修效率和檢修質(zhì)量，確保動車組安全平穩(wěn)運行。

[1]周愛生.列通過式稱重動車組技術(shù)難點及研究對策.鐵道機車車輛第32卷第4期.

[2]朱湘.CRH2型動車組全列通過式稱重調(diào)整辦法分析.上海鐵道科技2014年增刊.

責(zé)任編輯：王 華

來稿日期：2015-11-21