重庆单轨3号线制动不缓解调查与分析

2016-01-04张海洋长春轨道客车股份有限公司长春130062

山东工业技术 2016年1期

关键词：方案故障

张海洋（长春轨道客车股份有限公司,长春　130062）

重庆单轨3号线制动不缓解调查与分析

张海洋
（长春轨道客车股份有限公司,长春130062）

摘要：本文分析了重庆单轨3号线发生制动不缓解故障的主要原因,对如何避免制动不缓解故障提出了解决方案。

关键词：重庆单轨；空油变换器；不缓解；故障；方案

1　前言

重庆三号线一期工程位于主城区，呈南北走向，线路两端为四公里地区和龙头寺地区，属城市开发活跃地区。线路中段是公共活动区，商业发达，公共活动设施齐备，居民集中，人流、车流密度大，是主城区的城市中心和副中心。同时三号线一期工程与路网中的一号线、二号线、环线、六号线相交换乘，并与长途汽车站、火车站、公交车站换乘，形成综合大型换乘枢纽。重庆单轨三号线首批车辆于2011 年1月运抵重庆，现已全部上线运营。

2　重庆单轨三号线制动不缓解的经过和原因分析

2.1经过

重庆轨道交通3号线正式运行以来，至今共发生4起制动不缓解的故障，给车辆正常运营造成很大的影响，同时也造成了因高温过热产生的制动盘损坏，齿轮箱轴承、橡胶件等零件损坏的直接损失。

2.2原因分析

重庆单轨3号线采用车控式制动控制单元，基础制动方式采用气转液压盘型制动，具备常用、紧急及停放制动功能，其中停放制动采用弹簧施加的方式，每辆车有一个转向架具备停放制动功能。

制动的施加由控制系统和执行机构完成，两者无论谁故障都有可能导致制动不缓解发生，但从表1分析来看出现不缓解故障的仅仅是一个轴，这样就可以排除控制系统引发的故障，主要分析执行机构故障从而导致的不缓解问题。

单轨车的基础制动装置也就是执行机构主要由空油变换器、制动夹钳、闸片及制动盘组成，空油变换器分为两种，分别为带停放缸的空油变换器及不带停放缸的空油变换器，此次发生故障的空油变换器全部为带停放缸的空油变换器，因此带停放缸的空油变换器作为主要分析对象。

在空油变换装置内部气压向油压转变是通过一连串活塞运动机构实现的。制动缓解瞬间，在油腔高压的作用下活塞推动活塞轴推动顶杆回位，当压力释放到一定程度时回位弹簧拉动活塞轴使轴套与活塞脱开，储油箱和油腔形成通路，实现缓解。施加制动时，顶杆推动活塞轴推动活塞，轴套与活塞接触切断油路，使油腔封闭，进而建立油压，实施制动。在缓解过程中，活塞轴的卡滞可能会造成制动不缓解，但经过仪器测试后，活塞轴的加工精度满足图纸要求，同时液压油经过检测后其杂质含量较重庆2号线较大，但在显微镜观察下发现杂质颗粒较小，不足以造成活塞卡滞从而引起缓解不良，因此排除了油路方面的问题。再分析气路方面，在拆解气腔后并没有发现有杂质进入气腔内，因此气路方面也可以排除。综合油路和气路分析，我们认为常用制动过程中出现制动不缓解的可能性不大，因此重点排查在运行的过程中停放制动是否非正常原因施加。

停放制动施加的过程为停放电磁阀得电将停放腔里的空气经停放制动进出气口排到大气中，大活塞受弹簧压缩力作用伸出推动活塞轴施加停放制动，缓解过程反之，主风管中的压缩空气经过减压阀、停放制动进出气口进入停放腔，大活塞受空气压力作用压缩弹簧，活塞轴在大活塞的带动下恢复缓解位，完成整个缓解过程。为了模拟再现故障状态，我们将发生不缓解故障的带停放制动的空油变换器及制动卡钳从车上拆下，按照整车的管路长度搭建了一个临时的试验台。

通过临时试验台，我们进行了多次停放制动施加及缓解试验，但并没有模拟出停放制动不缓解现象。

虽然在模拟试验台上并没有模拟出不缓解故障，但是试验过程中发现了其中一个停放制动缸排气口有轻微泄漏现象，通过拆解该空油变换器并分析其气密性结构，基本确定了其中V型密封圈发生泄漏的可能性较大。

发生故障的时间段基本都是在车辆早上出库后，这是由于车辆在放置一段时间后由于管路泄漏量较大，所以总风压力较低，停放制动缓解压力也较低，在缓解过程中由于V型密封圈倒漏造成车辆缓解不良，带闸出库。

3　解决措施

3.1对比分析

重庆单轨3号线为跨坐式单轨车辆，在重庆单轨2号线车辆的基础上优化而来，制动系统的供应商都为日本Nabtesco公司，其基础制动部分（空油变换器、制动夹钳等）完全一致，然而重庆单轨2号线车辆已经运营了多年，在运营期间并没有发生过不缓解故障，通过仔细对比两者的气路原理图，发现两者在停放制动缓解取风方式存在着较大差别：重庆单轨3号线车辆停放制动缓解用风直接从总风管中取，经过过滤器、减压阀、停放电磁阀等部件进入空油变换器；重庆单轨2号线车辆停放制动缓解用风取至50L气动塞拉门用风缸，经过停放电磁阀等部件进入空油变换器。

可以看出，虽然两者的缓解用风都取至车辆的总风管，但是重庆单轨2号线较3号线多出了一个50L的风缸及一个单向阀，单轨3号线车辆在放置较长时间后由于总风管用风设备较多，泄漏量较大，所以在对停放制动施加缓解的过程中可能会由于总风压力较低而造成V型密封圈泄漏，而单轨2号线车辆由于具备50L风缸及单向阀，即使主风管压力较低，停放制动缓解压力还是可以保证一个较高的水平，所以没有发生过制动不缓解故障。

3.2解决方案

以上分析可以确定制动不缓解故障是由于空油变换器中的V型密封圈密封缺陷造成的，彻底解决方案为将之更换为O型密封圈或采用其他密封形式，但由于空油变换器结构限制导致密封圈更换困难，为了避免再次发生制动不缓解故障，以下三种方案可以作为临时方案实施：

（1）增加50L风缸及单向阀为停放制动单独供风，保证即使总风泄漏较大停放制动管路压力也较高。

（2）增加总风低压保护继电器，将之与总风低压压力开关、停放电磁阀串联，让其在总风压力没有达到590kpa就无法进行停放制动缓解操作。

（3）增加制动行程监测开关，时时监测制动夹钳状态，如出现不缓解状态立即报警。

以上三种方案是从硬件上对制动系统进行更改，从日常操作来看司机如果在缓解停放制动时先注意观察总风压力表，在总风压力达到590kpa时再操作停放制动缓解，也可以避免车辆带闸出库。