張海洋（長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司,長(zhǎng)春　130062）

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重慶單軌3號(hào)線制動(dòng)不緩解調(diào)查與分析

張海洋
（長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司,長(zhǎng)春130062）

摘 要：本文分析了重慶單軌3號(hào)線發(fā)生制動(dòng)不緩解故障的主要原因,對(duì)如何避免制動(dòng)不緩解故障提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：重慶單軌；空油變換器；不緩解；故障；方案

1　前言

重慶三號(hào)線一期工程位于主城區(qū)，呈南北走向，線路兩端為四公里地區(qū)和龍頭寺地區(qū)，屬城市開發(fā)活躍地區(qū)。線路中段是公共活動(dòng)區(qū)，商業(yè)發(fā)達(dá)，公共活動(dòng)設(shè)施齊備，居民集中，人流、車流密度大，是主城區(qū)的城市中心和副中心。同時(shí)三號(hào)線一期工程與路網(wǎng)中的一號(hào)線、二號(hào)線、環(huán)線、六號(hào)線相交換乘，并與長(zhǎng)途汽車站、火車站、公交車站換乘，形成綜合大型換乘樞紐。重慶單軌三號(hào)線首批車輛于2011 年1月運(yùn)抵重慶，現(xiàn)已全部上線運(yùn)營(yíng)。

2　重慶單軌三號(hào)線制動(dòng)不緩解的經(jīng)過和原因分析

2.1經(jīng)過

重慶軌道交通3號(hào)線正式運(yùn)行以來，至今共發(fā)生4起制動(dòng)不緩解的故障，給車輛正常運(yùn)營(yíng)造成很大的影響，同時(shí)也造成了因高溫過熱產(chǎn)生的制動(dòng)盤損壞，齒輪箱軸承、橡膠件等零件損壞的直接損失。

2.2原因分析

重慶單軌3號(hào)線采用車控式制動(dòng)控制單元，基礎(chǔ)制動(dòng)方式采用氣轉(zhuǎn)液壓盤型制動(dòng)，具備常用、緊急及停放制動(dòng)功能，其中停放制動(dòng)采用彈簧施加的方式，每輛車有一個(gè)轉(zhuǎn)向架具備停放制動(dòng)功能。

制動(dòng)的施加由控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成，兩者無論誰故障都有可能導(dǎo)致制動(dòng)不緩解發(fā)生，但從表1分析來看出現(xiàn)不緩解故障的僅僅是一個(gè)軸，這樣就可以排除控制系統(tǒng)引發(fā)的故障，主要分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障從而導(dǎo)致的不緩解問題。

單軌車的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置也就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由空油變換器、制動(dòng)夾鉗、閘片及制動(dòng)盤組成，空油變換器分為兩種，分別為帶停放缸的空油變換器及不帶停放缸的空油變換器，此次發(fā)生故障的空油變換器全部為帶停放缸的空油變換器，因此帶停放缸的空油變換器作為主要分析對(duì)象。

在空油變換裝置內(nèi)部氣壓向油壓轉(zhuǎn)變是通過一連串活塞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。制動(dòng)緩解瞬間，在油腔高壓的作用下活塞推動(dòng)活塞軸推動(dòng)頂桿回位，當(dāng)壓力釋放到一定程度時(shí)回位彈簧拉動(dòng)活塞軸使軸套與活塞脫開，儲(chǔ)油箱和油腔形成通路，實(shí)現(xiàn)緩解。施加制動(dòng)時(shí)，頂桿推動(dòng)活塞軸推動(dòng)活塞，軸套與活塞接觸切斷油路，使油腔封閉，進(jìn)而建立油壓，實(shí)施制動(dòng)。在緩解過程中，活塞軸的卡滯可能會(huì)造成制動(dòng)不緩解，但經(jīng)過儀器測(cè)試后，活塞軸的加工精度滿足圖紙要求，同時(shí)液壓油經(jīng)過檢測(cè)后其雜質(zhì)含量較重慶2號(hào)線較大，但在顯微鏡觀察下發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)顆粒較小，不足以造成活塞卡滯從而引起緩解不良，因此排除了油路方面的問題。再分析氣路方面，在拆解氣腔后并沒有發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)進(jìn)入氣腔內(nèi)，因此氣路方面也可以排除。綜合油路和氣路分析，我們認(rèn)為常用制動(dòng)過程中出現(xiàn)制動(dòng)不緩解的可能性不大，因此重點(diǎn)排查在運(yùn)行的過程中停放制動(dòng)是否非正常原因施加。

停放制動(dòng)施加的過程為停放電磁閥得電將停放腔里的空氣經(jīng)停放制動(dòng)進(jìn)出氣口排到大氣中，大活塞受彈簧壓縮力作用伸出推動(dòng)活塞軸施加停放制動(dòng)，緩解過程反之，主風(fēng)管中的壓縮空氣經(jīng)過減壓閥、停放制動(dòng)進(jìn)出氣口進(jìn)入停放腔，大活塞受空氣壓力作用壓縮彈簧，活塞軸在大活塞的帶動(dòng)下恢復(fù)緩解位，完成整個(gè)緩解過程。為了模擬再現(xiàn)故障狀態(tài)，我們將發(fā)生不緩解故障的帶停放制動(dòng)的空油變換器及制動(dòng)卡鉗從車上拆下，按照整車的管路長(zhǎng)度搭建了一個(gè)臨時(shí)的試驗(yàn)臺(tái)。

通過臨時(shí)試驗(yàn)臺(tái)，我們進(jìn)行了多次停放制動(dòng)施加及緩解試驗(yàn)，但并沒有模擬出停放制動(dòng)不緩解現(xiàn)象。

雖然在模擬試驗(yàn)臺(tái)上并沒有模擬出不緩解故障，但是試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)了其中一個(gè)停放制動(dòng)缸排氣口有輕微泄漏現(xiàn)象，通過拆解該空油變換器并分析其氣密性結(jié)構(gòu)，基本確定了其中V型密封圈發(fā)生泄漏的可能性較大。

發(fā)生故障的時(shí)間段基本都是在車輛早上出庫后，這是由于車輛在放置一段時(shí)間后由于管路泄漏量較大，所以總風(fēng)壓力較低，停放制動(dòng)緩解壓力也較低，在緩解過程中由于V型密封圈倒漏造成車輛緩解不良，帶閘出庫。

3　解決措施

3.1對(duì)比分析

重慶單軌3號(hào)線為跨坐式單軌車輛，在重慶單軌2號(hào)線車輛的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來，制動(dòng)系統(tǒng)的供應(yīng)商都為日本Nabtesco公司，其基礎(chǔ)制動(dòng)部分（空油變換器、制動(dòng)夾鉗等）完全一致，然而重慶單軌2號(hào)線車輛已經(jīng)運(yùn)營(yíng)了多年，在運(yùn)營(yíng)期間并沒有發(fā)生過不緩解故障，通過仔細(xì)對(duì)比兩者的氣路原理圖，發(fā)現(xiàn)兩者在停放制動(dòng)緩解取風(fēng)方式存在著較大差別：重慶單軌3號(hào)線車輛停放制動(dòng)緩解用風(fēng)直接從總風(fēng)管中取，經(jīng)過過濾器、減壓閥、停放電磁閥等部件進(jìn)入空油變換器；重慶單軌2號(hào)線車輛停放制動(dòng)緩解用風(fēng)取至50L氣動(dòng)塞拉門用風(fēng)缸，經(jīng)過停放電磁閥等部件進(jìn)入空油變換器。

可以看出，雖然兩者的緩解用風(fēng)都取至車輛的總風(fēng)管，但是重慶單軌2號(hào)線較3號(hào)線多出了一個(gè)50L的風(fēng)缸及一個(gè)單向閥，單軌3號(hào)線車輛在放置較長(zhǎng)時(shí)間后由于總風(fēng)管用風(fēng)設(shè)備較多，泄漏量較大，所以在對(duì)停放制動(dòng)施加緩解的過程中可能會(huì)由于總風(fēng)壓力較低而造成V型密封圈泄漏，而單軌2號(hào)線車輛由于具備50L風(fēng)缸及單向閥，即使主風(fēng)管壓力較低，停放制動(dòng)緩解壓力還是可以保證一個(gè)較高的水平，所以沒有發(fā)生過制動(dòng)不緩解故障。

3.2解決方案

以上分析可以確定制動(dòng)不緩解故障是由于空油變換器中的V型密封圈密封缺陷造成的，徹底解決方案為將之更換為O型密封圈或采用其他密封形式，但由于空油變換器結(jié)構(gòu)限制導(dǎo)致密封圈更換困難，為了避免再次發(fā)生制動(dòng)不緩解故障，以下三種方案可以作為臨時(shí)方案實(shí)施：

（1）增加50L風(fēng)缸及單向閥為停放制動(dòng)單獨(dú)供風(fēng)，保證即使總風(fēng)泄漏較大停放制動(dòng)管路壓力也較高。

（2）增加總風(fēng)低壓保護(hù)繼電器，將之與總風(fēng)低壓壓力開關(guān)、停放電磁閥串聯(lián)，讓其在總風(fēng)壓力沒有達(dá)到590kpa就無法進(jìn)行停放制動(dòng)緩解操作。

（3）增加制動(dòng)行程監(jiān)測(cè)開關(guān)，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)夾鉗狀態(tài)，如出現(xiàn)不緩解狀態(tài)立即報(bào)警。

以上三種方案是從硬件上對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行更改，從日常操作來看司機(jī)如果在緩解停放制動(dòng)時(shí)先注意觀察總風(fēng)壓力表，在總風(fēng)壓力達(dá)到590kpa時(shí)再操作停放制動(dòng)緩解，也可以避免車輛帶閘出庫。

4　結(jié)論

嚴(yán)謹(jǐn)、可靠的設(shè)計(jì)是保證列車安全運(yùn)行的保證，本次制動(dòng)不緩解故障的主要原因是由于空油變換器內(nèi)V型密封圈的設(shè)計(jì)缺陷，這就警示我們?cè)诮窈蟮脑O(shè)計(jì)中要注重細(xì)節(jié)，多方面論證，理論與實(shí)際相結(jié)合，避免再發(fā)生類似的錯(cuò)誤。

作者簡(jiǎn)介：張海洋（1984-），男，遼寧本溪人，工程師。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.216