地铁车辆供风制动系统试验台的应用及维修

梁峻铖

（广州市地下铁道总公司，广东 广州 510380）

根据国内外地铁车辆制动系统的常用设计，地铁车辆的制动，按制动模式可分为常用制动、紧急制动、快速制动、停放制动以及保压制动。而按制动实现方式，则可分为电气制动和空气制动，其中紧急制动、常用制动、快速制动就要大量使用空气制动来实现。空气制动是由空压机等供气设备产生压缩空气，并通过一系列的控制元件，将压缩空气按照制动指令供给制动的执行元件，通过执行元件与地铁车辆的车轮产生相互作用力，从而制停列车。

1 地铁车辆供风制动系统

地铁车辆的空气制动系统，主要分为3个大部分：供风部分、控制部分及执行部分（如图1）。

图1 地铁车辆空气制动系统示意图

其中，供风部分主要为空压机及干燥器，产生干燥清洁的压缩空气，一般采用VV120活塞式空气压缩机；

控制部分分为两类，早期地铁车辆采用的空气控制屏及制动控制单元系统，如克诺尔公司生产的模拟式电—空气控制制动系统KBGM-P，近期地铁车辆则采用了较为先进的智能阀及网关阀系统，如克诺尔公司开发的EP2002系统；

而执行部分分为两踏面制动单元及盘型制动单元。

各系统的典型应用如图2所示。

图2 地铁车辆制动系统各部分示例

2 试验工艺及试验台

如前所述的制动系统控制部分中，其中空气控制屏及空气制动控制单元中包含模拟转换阀、紧急电磁阀、称重阀、中继阀、载荷压力传感器、脉冲阀及减压阀等阀类，当地铁车辆运行至架修期及大修期时，上述阀类中大多数需要进行试验，检测其气密性及其使用性能，踏面制动单元也需要进行检测试验。不合格的将拆卸并更换相关部件，安装后重新试验。

简要工艺如下：

（1）拆卸、清洁；

（2）安装至试验台；

（3）各工况位置确定；

（4）泄漏试验；

（5）功能试验；

（6）电气试验；

（7）更换需换件；

（8）组装。

本文所述的制动系统实验台，就是针对上述阀类及制动单元的，分为两部分：阀类综合试验台、踏面制动单元试验台。

阀类综合试验台，主要通过内部气路的不同连接，以用于模拟转换阀、紧急电磁阀、称重阀、中继阀、载荷压力传感器、脉冲阀及减压阀等阀类的功能试验及气密性试验。

踏面制动试验台，在试验时模拟列车的各种供气状态，对踏面制动单元的制动施加、缓解功能进行试验，同时可检测制动力及制动单元气密性。

图3 地铁车辆阀类综合试验台及制动单元试验台

3 试验台的实际使用及问题

3.1 实际使用概况

本文所述的两部分制动系统综合试验台，自2000年投入使用以来，平均每月约对两套供风制动控制元件进行试验，每月约试验踏面制动单元约48个。日常保养每月一次，主要对其进行清洁等日常保养，年度保养时主要进行功能检查，更换部分部件，维修量较小，性能稳定。

目前已使用近10年的时间，需进行大修级别的维护。维修前进行了全面的检查，检查后得试验台需从以下方面维修及改进：

（1）压力表失准。如压力表很多已经不能回零位；

（2）传感器失准。如传感器的数据与实际数据不符；

（3）塞门及接头处的橡胶密封件老化，气密性差；

（4）试验架表面脱漆严重；

（5）试验台中易损件已达到更换时限（包括橡胶管道、密封套件、各种电气接头、电气导线和专用传感器接头等）；

（6）部分备件的要求提高，需要更新换代。

3.2 计划维修内容

根据上述检查及评定，拟进行以下维修工作：

（1）对所有的压力表进行校正，无法校正的进行更换；

（2）更换新的传感器和滤清器；

（3）检测并更换一批易损件，包括老化的塞门橡胶件、气管和密封件等；

（4）对设备的外表进行重新喷漆处理，修补阀类综合试验台和踏面制动试验台已损坏的涂层，使其恢复美观。

（5）重新排布管路，使其更加可靠、美观和使用方便，试验台局部喷漆补修；

（6）全面的现场测试数据校准（工作台和控制台的综合测试），数据校准要求达到行业标准；

（7）现有操作流程及相关资料进行重新优化，培训操作人员。

4 维修及改进

整个工程项目分为基本功能维修、管路优化及表面处理、测试及提高这3部分，参考GB/T3797-2005《电气控制设备》、GBJ79－1985《工业企业通信接地设计规范》、GBJ93－1986《工业自动化仪表工程施工及验收规范》、GBJ232-90/92《电器装置安装工程施工及验收规范》、GBT13927－1992《工业用阀门阀门的压力试验》等相关国家标准实施。

4.1 基本功能的维修

（1）压力表检测、矫正、维修。压力表是否准确，直接影响对被试验元件性能的判断。因此，首先应进行压力表的检测及维修。首先对制动阀类综合试验台和踏面制动试验台上所有压力表，进行委外送检处理，并最终维修合格。并对所有压力表进行表面清洁处理，保证了美观。

图4 送检和清洁之后的压力表

（2）传感器、滤清器组件。对制动阀类综合试验台和踏面制动试验台上所有传感器和滤清器，进行故障排查，将传感器送检校验，对滤清器进行更换滤芯处理，使其恢复正常功能。

（3）易损件、橡胶件及密封件。对制动阀类综合试验台和踏面制动试验台上所有手动阀密封件进行了更换，并提供了50套备用件。在特殊型号阀类密封件上，委托美国嘉诺公司严格按照规格定做，打破了德国克诺尔公司的技术和价格垄断。对制动阀类综合试验台和踏面制动试验台上所有高压气管进行了检测，并购置了充足的备件。

图5 密封件

4.2 管路优化及表面处理

（1）管线整洁化、可靠化布局。根据试验数据采集和安全控制所需要的气动件、仪表、传感器数量，为保证试验台整体布置的美观性、可维护性，对原气动管路进行重新布线。

（2）表面处理。对制动阀类综合试验台和踏面制动试验台进行表面喷漆处理，恢复其美观。对于严重氧化部位，进行了除锈和防锈处理，以保证外观寿命。

图6 制动阀类综合试验台和踏面制动试验台外观对比

4.3 检测及改进

维修完成后，为了检测其维修效果，对各种可试验的阀类标准件进行试验，以检测试验台的各个功能是否正常，气密性是否完好。根据检测结果，各个使用性能均达到要求。同时优化了内部管路连接，使得各项试验的操作更加简单化，降低工人操作难度的同时，提高了试验效率。

对操作人员进行了新操作方法的全面培训。

电路中传感器接头、电气接线端子、连接导线等电气元件在大修时应更换。

气路中所有的管路接头、密封件应进行更换，耐压软气管也应全部更新。

达到大修期时所有压力表应全部进行检测、校正、维修。

应视具体情况更换或安装一些辅助元器件，包括机械式压力开关、传感器、滤清器等。

5 结束语

经过上述维修的制动系统试验台，管路布置清晰，可维护性高，系统气密性可靠，压力测试准确，易损元件及关键元件更新，噪音降低，安全性提高，可操作性高。该试验台此后只需进行日常维护及年度简易维修，预计可运用至下个大修期。

[1]European Committee for Standardization.DIN.EN286-4，Simple Unfired Pressure Vessels Designed to Contain Air or Nitrogen，1994.

[2]罗曦春，黄海东.水压试验对地铁车辆储风缸材料性能的影响[J].电力机车与城轨车辆，2009，20(6)：1-5.