FBO高度阀与差压阀的性能特点研究

杜涛　彭杰　齐煜昕

摘要：目前我国铁路客车装用的高度阀与差压阀主要来自国外进口，其中由法国FBO公司生产的高度阀与差压阀装用在中车南京浦镇车辆有限公司制造的PW220K型转向架客车上，FBO高度阀与差压阀除了有可靠的性能以外，还便于日常维护和检修。

关键词：高度阀;差压阀;空气弹簧

当今中国铁路客运为旅客出行提供了快捷方便的服务，更为旅客出行带来了舒适的感受，而这种舒适度主要靠各车型转向架安装的悬挂装置保证，其中通过高度阀与差压阀调整转向架空气弹簧高度，保证了车辆运行平稳性。目前我国铁路客车装用的高度阀与差压阀主要来自国外进口，其中由法国FBO公司生产的高度阀与差压阀装用在中车南京浦镇车辆有限公司制造的PW220K型转向架客车上。

1 结构组成

1.1 高度阀由以下主要部件组成

（1）一个控制杆。（2）一个控制连杆和阀门活塞来传递转向架与车身之间距离信息的体统（控制轴、销、活塞、调节螺钉、等）。（3）三个舱室：进空气弹簧（A室）、压力室（B室）和排空氣弹簧（C室）。（4）一个开启和关闭舱室的系统（由两个阀门启动——进气阀和排气阀，由相互独立的一个连杆操作）。

1.2 差压阀由以下主要部件组成

由阀体、单向阀、弹簧、调节螺母、密封圈、锁紧卡簧、滤网等部件组成。

2 主要技术参数

2.1 高度阀技术参数

（1）最大工作压力：10.4bar：150.8psi。（2）正常工作压力：-25℃，+70℃（专用阀可适用于-40℃）。（3）流量曲线：D4曲线（法铁标准）。（4）重量：1.324kg。（5）防腐处理：阳极氧化处理（240小时）。

2.2 差压阀技术参数

（1）最大工作压力：10.4bar：150.8psi。（2）正常工作压力：-25℃，+70℃（专用阀可适用于-40℃）。（3）开启压力差：（150±20）kPa。（4）重量：0.3kg。（5）防腐处理：阳极氧化处理（240小时）。

3 工作原理

3.1 高度阀工作原理

当高度阀集成在同一转向架组成时，可控制空气弹簧中的供气量（图1）。无论车辆的负载如何变化都可以确保转向架梁与车身之间的恒定距离。

3.1.1 启动位置工况（图2）

负载车体与转向架的恒定距离无变化。如果车体负载不变，则控制杆（11）不发生作用，它处于盲区中心点位置。与装置连接的滑块（13）不移动。控制连杆（16）处于空档位，其余各活塞阀门均停留在阀门座上。三个舱室间没有相互作用。

3.1.2 负载增加工况（图3）

当车身负载变化加大时，控制装置会接收到此信息：控制杆（11）转动，触发滚柱上的控制轴（22），因是偏心的，所以销（23）被拉向滑块（13）槽内侧，从而触发滑块（13）和操纵连杆（16）移动。在控制连杆（16）上部的六角螺母（18）与进气阀连接，并打开进气阀（9）。然后A舱与B舱相通，通过连接到空气弹簧的出口供气，以补偿车身负载增加而导致车身与转向架间距离的变化。当空气弹簧充气后，车身与转向架间距离变为正常。控制杆（11）返回盲区中心位置，控制连杆（16）与其相连返回原位，进气阀（9）同时归位关闭。高度阀回到启动状态。

3.1.3负载减少工况（图4）

当车身负载减轻时，控制装置会接收到此信息：控制杆（11）转动，触发滚柱上的控制轴（22）及销（23），从而触发滑块（13）和操纵连杆（16）向上移动。在控制连杆（16）的螺母与排气阀连接，并打开排气阀（4）。然后B舱与C舱相通，因空气弹簧压力较高，可通过连接到空气弹簧的出口排气，导致车身与转向架间距离的变化。当空气弹簧排气后，车身与转向架间距离变为正常。控制杆（11）返回盲区中心位置，控制连杆（16）与其相连返回原位，排气阀（4）同时归位关闭。高度阀回到启动状态。

3.2 差压阀

3.2.1 差压阀的作用

差压阀是保证同一个转向架两侧空气弹簧的内压之差，不能超过行车安全的规定值。

3.2.2 差压阀工作原理

（1）在转向架左右两侧均载情况下，车辆正常运营是，该压差值不影响由于车辆振动所引起的空气弹簧内压力变化的值。（2）差压值应高于车辆在曲线运行时，仅车体两侧载荷变化而使空气弹簧内压力变化的压差值。（3）当转向架一侧空气弹簧发生破裂时，另一侧空气弹簧内压不能过高，并能使车辆以较低速安全运行，一边于事故的处理。

3.2.3 差压阀工况

差压阀两个连接口分别连接两个空气弹簧（图5），在这里我们将两个空气弹簧分别定义为空气弹簧Ⅰ和空气弹簧Ⅱ。（1）启动工况：当空气弹簧Ⅰ的压力充气至200kPa，此时单向阀Ⅱ检查到气压向空气弹簧Ⅱ补充气压。（2）动作压差工况：当空气弹簧Ⅰ的压力充气至400kPa，待压力稳定后，两空气弹簧压差应为（130～170）kPa，此时通过单向阀Ⅱ向空气弹簧Ⅱ补充气压。（3）综合压差工况：当两空气弹簧均充至500kPa，然后将其中一空气弹簧降至200kPa，待压力稳定后，两空气弹簧压差应为（130～170）kPa。

4 结语

FBO高度阀与差压阀体采用铝合金，重量轻巧，表面采用阳极氧化处理，防腐性能好，常规检修时不需重新进行防腐处理。内部结构纯属机械结构，结构简单，便于检修。结构上无液态介质，环境温度适用范围广。高度阀采用模块化设计，检修时只需将连接阀体组成和接口模块的螺栓即可完成高度阀更换，不需分解进、出风管路，大大减少维修工作量，而差压阀由于重量轻，结构上不需设置专门的螺栓孔进行安装，只需通过管路即可完成安装。综上所述，FBO高度阀与差压阀除了有可靠的性能以外，还便于日常维护和检修。

参考文献：

[1]张奎全.3种进口高度调整阀结构特点分析[J].铁道车辆，2000，38（12）：2427.

[2]吕松江.PW220转向架用高度阀与差压阀检修标准探讨[J].机车车辆工艺，2016，（3）：3435.

[3]FBO.The overhaul and test technical specification for the FBO.leveling valve differential valve[Z].2013.

作者简介：杜涛（1980—），男，汉族，江苏南京人，本科，助理工程师，研究方向：轨道交通。