旅客列车制动盘冒烟原因及防范措施浅析

包崇远

(昆明铁路局 昆明车辆段,云南昆明650010)

从2008年至今,昆明车辆段总计发生了8次制动盘冒烟现象。因制动盘冒烟发生于车辆下部,不便于车辆乘务员识别和判断,严重影响了旅客列车的安全正点运行。

1 统计情况

2008年昆明车辆段发生了1次制动盘冒烟现象,2009年发生了4次,2010年发生了3次。制动盘冒烟统计情况如表1所示。

从制动盘冒烟的统计情况看,发生制动盘冒烟的车辆多为列车编组的中后部车辆或试轴车辆(如餐车、硬卧、发电车等)。

表1 制动盘冒烟情况统计

2 原因分析

2.1 夹钳杠杆机构、闸片托及制动盘散热筋处的纸屑或杂物因高温导致冒烟

车辆在施行制动后,制动盘散热筋的温度一般在85～110℃,制动盘盘面温度为65～85℃,闸片65～85℃、闸片托的温度为45～60℃。为掌握经制动后制动盘的温度情况,2010年6月份昆明车辆段派专人到处于长大下坡道的车站对制动盘温度情况进行了测量。其中分别在罗平站、师宗站、宜良北站对车号为673196及553027的制动盘进行了点温测量,最高温度是在宜良北,测量数据为:散热筋95℃、制动盘65℃、闸片65℃、闸片托45℃、吊杆36℃。当列车施行的制动距离更长时,制动盘及附属装置的温度将更高。若温度接近或高于130℃时,普通的纸张将可能发生燃烧,而导致冒烟现象,因此当制动盘散热筋内有纸屑等燃点较低的杂物,且在长大下坡道时,容易发生冒烟现象。

2.2 喷涂有油漆的制动盘散热筋容易产生冒烟现象

对轮对进行段(A2、A3)修或制动盘新造后,一些车辆厂、车辆段对制动盘散热筋位置进行防锈处理时,采取了对轮对制动盘散热筋进行喷涂防锈油漆的处理方法。而油漆一般由一些树脂类、添加剂、溶剂、催干剂、甲醛等组成,其中溶剂、甲醛等均为易燃易爆的化学品,在高温时极易产生冒烟现象。

(1)2010年7月23日昆明车辆段的试轴车CA25K998421运行至长大下坡道时,制动盘散热筋油漆发生了冒烟现象。

该试轴车CA25K998421(2010年2月份段修,试轴原因为换轮)编挂于7451次上试轴时发生了冒烟现象,车辆回库后,进行微控列车试验、单车试验检查均未发现异常。对制动盘及散热筋进行检查发现该车3位、4位轮对制动盘的散热筋颜色有差异。

(2)2010年8月11日昆明车辆段的试轴车SYW25675109,SYW25675127,SYW25675120运行至长大下坡道时,制动盘散热筋油漆发生了冒烟现象。

经检查发现冒烟的制动盘均为新盘,散热筋均经过防锈漆处理。检查散热筋发现,喷涂油漆的散热筋颜色色差较大,有发热冒烟痕迹。经判定,该3辆试轴车制动盘冒烟是由于制动盘散热筋油漆因高温发热造成的。

2.3 闸片及闸片托使用润滑脂时,导致冒烟现象

为便于组装,一些车辆厂、车辆段在新造或检修中,对闸片与闸片托的燕尾槽的结合部位涂抹润滑油脂。

(1)昆明车辆段在闸片及闸片托位置使用油脂的情况

在闸片及闸片托结合位置所用的油脂是二硫化钼锂基脂(可耐温度120℃左右),使用润滑油脂主要是为方便组装。昆明车辆段对油脂进行了烘烤试验发现在200℃左右,该油脂会发生冒烟现象。

(2)对耐高温润滑脂进行烘烤试验

昆明车辆段对厂家提供的几种耐高温润滑脂样品(180℃,1 000℃,1 400℃,1 400℃以上)分别进行了试验:①用氧乙炔烘烤,4种耐高温油脂均产生冒烟现象;②用烤箱对耐高温润滑脂进行烘烤试验,当温度达到215～235℃时均会发生冒烟。试验现象及结果与二硫化钼锂基脂基本一致。

通过试验情况看油脂在200～250℃左右均会发生冒烟现象。通常在车辆施行制动时,闸片背部及闸片托位置的温度较制动盘散热筋及摩擦盘盘面的温度低,一般不超过100℃,在闸片托燕尾槽位置使用润滑油脂不会发生冒烟现象。但当列车在下坡道频繁采取制动减速,且油脂较多时也会产生冒烟现象。

2.4 长大下坡道上,机车操作不当时,易产生制动盘冒烟现象

列车在长大下坡道上行驶时,需采取限速措施。若司机操作不当,易导致列车中后部车辆抱闸冒烟。

(1)频繁采用小减压制动易造成车辆抱闸冒烟现象

当列车运行至长大下坡道时,司机频繁采用小减压控制速度时可能会使客车制动盘产生冒烟现象。减压情况下,充风缓解时,若在中后部车辆未缓解完毕情况下,司机再次采取减压制动,导致中后部车辆来不及缓解又开始制动,此种情况下易产生抱闸冒烟现象,且对车辆(特别是轮对)的危害极其严重。

(2)长大下坡道时,司机使用“长波浪”制动法易造成闸片和轮箍过热,造成闸片熔化,轮箍松弛或抱闸冒烟等现象。

2.5 客车制动机故障,缓解不良时易导致抱闸冒烟现象

手制动机被紧固或恢复不到位,制动缸杠杆弯曲、变形,复原不到位;制动缸缓解弹簧折断;管系漏泄(如主管漏泄),分配阀膜板穿孔、作用阀因尘垢导致卡死、均衡阀下盖裂纹漏泄等均可能导致车辆缓解不良,此时易导致车辆抱闸,使得制动盘、夹钳杠杆机构的温度急剧升高,导致制动盘及散热筋发红,此时易使闸片,散热筋处的尘垢、锈皮等发生冒烟。

2.6 客车制动闸片质量较差时,会导致冒烟现象

制动闸片中含有20%左右的有机物,若闸片配方中的有机物含量不合格,且当温度过高时,有机物会发生分解并产生冒烟现象,甚至会在闸片表面形成一层油状物质,影响制动效果。

3 预防措施

旅客列车产生制动盘冒烟严重影响其安全正点运行,会对车辆造成严重危害,为此,必须采取措施有效避免产生制动盘冒烟。

(1)针对夹钳杠杆机构、闸片托及制动盘散热筋处的杂物纸屑可能因高温而导致燃烧冒烟问题,建议各客车车辆段定期对列车的夹钳杠杆机构、闸片托及制动盘散热筋处的杂物纸屑等进行清理。

(2)针对散热筋涂刷油漆后,易产生冒烟的问题,建议轮对的检修厂(段)、制动盘新造厂对制动盘散热筋不施行喷涂油漆处理,或采用耐高温的防锈处理工艺。

(3)针对闸片托使用油脂可能导致冒烟的问题,使用润滑油脂主要是为组装方便,而闸片与闸片托有润滑脂易导致制动时闸片上下窜动,且使用润滑脂的量难以卡控,易因挤压流致摩擦面,所以该处不宜使用润滑油脂。为此,对闸片进行组装时,建议不使用润滑脂(组装前,将闸片、闸片托燕尾槽的锈垢清除干净,更易于组装)。

(4)针对长大下坡道司机操作不当,易导致冒烟问题,建议司机严格按照列车在长大下坡道运行时的操作规程进行操作。列车在长大下坡道运行中,应采用动力制动为主,空气制动为辅的操纵方法。避免“长波浪”和“短波浪”时对机车、车辆的危害。

(5)各车辆段须严格执行库、站、乘技检作业标准,进行列车试验检查和单车试验专项检查,可有效避免因客车制动故障导致的抱闸冒烟现象。

(6)制动闸片的生产与验收须严格执行TB/T 3118—2005《铁道车辆用合成闸片》、TB/T 2638—1995《车辆用闸瓦、闸片性能试验方法》的相关规定,可有效避免因闸片质量导致的冒烟现象。