关于密封式制动缸漏泄问题的探讨

张天彤 王丽红

(郑州铁路职业技术学院 河南郑州 450052)

我国铁路列车重载提速战略的全面实施,有效地促进了国民经济的发展,同时也对货车的质量提出了更高的要求。列车重载提速以来,货车密封式制动缸漏泄故障时有发生,直接影响了铁路干线的安全畅通,干扰了正常的铁路运输生产秩序。鉴于密封式制动缸在货车上的广泛使用和在保证铁路行车安全中的重要作用,我们特对密封式制动缸漏泄的原因进行分析,并提出改进建议。

1 问题的提出

2007年 8月 11日,郑州北车辆段晋城北运用车间一班一组技检 65017次货车,该次列车为 05年 12月眉山车辆厂新造车,系中国铝业股份有限公司中州分公司自备车,车型 K18AK(配置为:K2型转向架、13A车钩、120型控制阀、254×254旋压式制动缸、ST2-250型闸调器、L-B型制动梁、ST型缓冲器),整列编组 48辆。在进行列车制动机试验过程时,司机反映列车漏泄量过大,不能正常保压。经与车站联系后,更换机车后重新进行制动机试验,列车漏泄量仍然超过规定,不保压。经列检人员现场逐辆检查确认,发现机后 3位 K18AK0519575、机后 6位 K18AK0519567等 10余辆车的制动缸不同程度存在漏风现象,其中部分车辆活塞杆行程达到130mm以上,但活塞杆处于未受力状态,形成“假制动”。

2 现场调查

2007年 8月 14日,由郑州铁路局车辆处、郑州北车辆段、中铝中州分公司、眉山车辆厂、四川制动科技有限公司有关人员对晋北列检扣下的 10余辆制动故障车入站修进行了单车试验,发现多数车辆制动缸前部存在漏风现象,部分车辆制动缸前部漏风严重。而后对制动缸的分解检查发现,制动缸上部大半周部位无油膜,底部有部分稀化油脂,制动缸内壁上部距后壁 200～220mm处存在有三分之一圆周的干结油层两条 (宽度约 2～5mm),制动缸活塞

图 1 制动缸活塞杆、密封圈

密封圈在活塞杆上用手可以转动,密封圈清洗后经测量实际尺寸超差(如图 1、图 2)。通过有关人员对故障车辆的单车试验和制动缸的分解检查,初步认为该密封式制动缸因漏风而导致制动失效的原因是油脂变质稀化,制动缸活塞密封圈与缸壁局部处于干摩擦状态,使密封圈松弛脱槽,造成密封不良导致漏泄。

图 2 制动缸缸体

3 故障危害

(1)制动缸密封失效,造成列车制动后不保压,列车管严重漏风。《运规》、《技规》中对制动机性能实验都规定:“列车施行常用制动后保压,在 1分钟内列车管风压漏泄量不得超过 20kpa”。目前与密封式制动缸配套的 120型控制阀同 103型分配阀一样,都设有局减阀,当制动机发生制动作用过程中,在第二段局减时,是列车管风压由局减阀进入制动缸,当制动缸内风压达到 50—70kpa时,局减阀关闭。但是,当制动缸密封失效时,制动缸的空气压力不能使局减阀关闭,使列车管压力空气通过局减阀、制动缸漏向大气,造成列车制动后不保压,列车管漏泄超过规定。

(2)造成列车制动力不足。特别是前面所述65017次列车发生的故障,制动缸活塞行程正常,制动、缓解表面正常,但是没有闸瓦压力,形成“假制动”,极易造成检车员判断错误而发生漏检。在列车高速重载的今天,如果车辆发生“假制动”,尤其运行在长大下坡道上,很可能造成货物列车恶性事故。

4 原因分析

(1)润滑油质量差。K18AK型车制动缸安装于车辆端部的地板上,长期受日光直射,尤其在夏季,制动缸内部温度较高是油脂稀化的主要原因。油脂稀化后流到制动缸下部,从而使密封圈与制动缸体在上部形成干摩擦,造成制动缸漏风。

(2)制动缸活塞密封圈质量差,不能适应温差大幅度的变化,加上密封圈与缸体干摩擦,造成制动缸活塞密封圈松弛。按相关规定,密封式制动缸段修、辅修不须分解检修,质量保证期为一个厂修期,而上述车辆运行了一年八个月,就发生松弛变形,这说明密封圈质量存在一定问题。

(3)密封式制动缸设计方面存在缺陷。旋压式密封制动缸的密封圈直接套装于制动缸活塞上,没有任何紧固件。同时由于该型制动缸辅修、段修不进行分解检查,在长期运用中,一旦发生松弛,极易造成密封圈脱槽而失去密封作用。在 65017次发生制动缸漏泄故障后,相关部门加强了对制动缸漏泄的检查,之后又发现多起类似故障,其中多数为 254×356型密封式制动缸,说明大直径制动缸更易发生密封圈松弛故障。

5 改进建议

(1)段修、辅修时要专门检查密封式制动缸漏泄情况,一旦发现漏泄现象,应 100%进行分解检查。

(2)列检试风作业在施行制动作用后,应注意检查制动缸漏泄情况,可通过查看杠杆是否传递制动力,闸瓦是否抱紧车轮,制动保压后列车管系是否存在漏泄等判断。

(3)有关设计制造方面应对旋压式密封制动缸的结构进行优化改进,防止长期运用密封圈发生松弛后脱槽。

(4)严格控制旋压式密封旋压式制动缸密封圈及润滑脂的质量,防止因润滑脂变质和密封圈松弛而造成的制动缸漏泄。