为满足列车运行平稳性和舒适性的要求, 25T型客车转向架采用了SYS系列空气弹簧悬挂系统。其总体运用情况良好, 能满足我国铁路的要求, 但在运用检修中也出现了一些问题。
1 空气弹簧系统的组成及作用原理[1]
空气弹簧是在柔性密闭容器中充入压力空气, 利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种充气式橡胶弹簧。25T型客车转向架空气弹簧系统主要由空气弹簧、高度控制阀、差压阀、附加气室等组成, 如图1所示。高度调整阀用以在车辆载荷发生变化时, 自动调整空气弹簧内的气压使之与车辆载荷相适应, 以维持车体高度不发生变化。差压阀的用途是当一个转向架两侧空气弹簧的压力差较大自动沟通左右两侧的空气弹簧, 避免车体产生过大的倾斜, 防止脱轨。
空气弹簧对气密性要求高, 其密封方式一般有螺钉紧固式和压力自封式两种, 前者是利用螺钉将金属扣环、橡胶密封部、上盖板紧固在一起加以密封;后者是利用胶囊内部的压力空气将胶囊的密封面与盖板压紧以密封。由于压力自封式结构具有尺寸小、重量轻、安装方便等优点, 所以25T型客车转向架广泛采用这种密封方式。
2 常见故障原因及处理
2.1 空气弹簧漏风
在运用过程中, 由于气候条件、线路状况 (尤其是小半径曲线) 以及空气弹簧系统部件和空气弹簧本身质量等综合因素影响, 空气弹簧可能出现漏风现象。
(1) 上盖与胶囊之间漏风。对于压力自封式空气弹簧, 在运用约一个A3修程后, 上盖和胶囊密封部位的橡胶存在压缩永久变形与橡胶老化现象, 在突然受到较大的横向冲击时, 上盖与胶囊密封部会出现配合错位而发生漏风现象。特别是在冬季气温降低时, 橡胶材料性能进一步变差, 更容易出现漏风故障。除空气弹簧本身的因素外, 运用条件复杂、运用和检修过程中的操作不当也是造成上盖与胶囊间漏风的主要因素。
(2) 上盖、下座密封部脱胶漏风:上盖或下座密封部为一层硫化橡胶, 硫化面清洁度不够或粘结剂的涂刷不均匀时, 会使此处橡胶粘结强度较差, 在运用一段时间可能会出现脱胶或胶层变形, 产生漏风现象。另外, 上盖、下座、胶囊的密封部有缺胶、夹渣、损伤等缺陷也会引起漏风。
参照铁道部相关文件[2], 在车辆运用中若空气弹簧系统出现轻微漏风, 在不影响制动时 (列车管压力≥550kp) , 可不作处理, 一次运行至终点;若空气弹簧意外破裂、穿孔或漏风严重时, 在始发站须做甩车处理, 在通过站须切断故障空气弹簧所在转向架的两个空气弹簧的风源, 时速120km以下一次运行至终点。在检修时, 若发现上盖与胶囊轻微漏风, 可将空气弹簧内空气排掉, 然后重新充风, 漏风故障一般可消除。对于在运用中反复轻微漏风和严重漏风的空气弹簧应分解检查, 必要时更换故障部件或整体更换。
2.2 胶囊故障
(1) 胶囊裂纹:空气弹簧在运用一段时间后, 由于胶囊长期暴露在空气中, 受到臭氧、日晒、雨淋作用, 以及在检修过程中, 酸、碱、油漆等有机溶剂对胶囊的腐蚀, 使胶囊外层橡胶表面会出现均匀、细微的裂纹, 即龟裂。表面裂纹一般仅局限在外层橡胶, 其内层密封橡胶层不会受到损坏。但也有少量胶囊制造过程中局部帘线密度不均匀, 帘线密度小处胶囊运用一定时间后因疲劳产生较大的径向裂纹, 裂纹会扩展至中间帘线层。现场统计数据表明, 一般当胶囊表面裂纹长度超过3 0 m m且宽度大于1mm时, 或龟裂处出现较密的针孔状脱落时, 裂纹已扩展至帘线层的最外层帘线。
1-列车主管;2-列车支管;3-截断塞门;4-止回阀;5-储风缸;6-连接软管;7-高度控制阀;8-空气弹簧;9-差压阀;10-附加气室。
空气弹簧在胶囊表面龟裂时, 仍然保持气密性能和弹性性能。将胶囊表面龟裂相对严重的空气弹簧充入高压水, 使其内压慢慢上升, 达到2MPa后, 空气弹簧胶囊未发生破坏。这说明该空气弹簧仍具有足够的耐压强度。
(2) 胶囊磨损:在运用中, 胶囊与上盖和下座接触部位会产生相对滑动摩擦, 使胶囊表面出现磨损, 严重时磨损至胶囊帘线层。尤其是横向摆动较大的转向架, 其空气弹簧胶囊与上盖或下座边缘接触部分会出现磨损, 检修时应注意检查。胶囊表面允许有局部的轻微擦伤和磨损, 但若磨损至帘线层, 则应更换新品。
(3) 胶囊鼓泡:空气弹簧胶囊在制造过程中, 内外层橡胶与帘线层粘合不良, 在运用时会有空气进入停滞在内外层橡胶与帘线层之间而产生局部鼓泡现象, 易使胶囊破损。值得注意的是, 鼓泡出现处因为积存空气, 用手按压时应感觉柔软。而目前25T型车用的SYS系列空气弹簧胶囊表面存在局部凹凸不平, 是生产制造过程中胶囊帘线接头正常搭接在胶囊外侧形成的, 用手按压感觉是密实的。
在车辆运用中, 空气弹簧在正常充气状态下, 若其胶囊表面裂纹连续长度不超过30mm宽度不超过1mm, 可继续正常使用;对于表面鼓泡、裂纹超限、出现较密针孔状脱落的胶囊可在下一个A2或A3修程时更换;对于帘线损伤或外露的胶囊, 应立即将其更换。
2.3 节流阀生锈和脱落
由于部分车辆的集便器单向阀故障, 在总风管无风压时, 冷水逆流总风管, 或者机车风源和检修时库内风源不干燥, 空气弹簧内部易形成大量积水, 节流阀在设计时虽采取了防锈处理, 但因长时间浸泡在水中, 也会出现生锈甚至锈死。还有部分节流阀采用螺钉固定, 在振动过程中螺钉易松动, 阀座与阀套脱开, 使节流阀脱落, 严重时还会损伤其他相关部件。节流阀是不可修件, 一旦出现损坏或锈死时应更换新品, 对于出现节流阀故障的空气弹簧还应检查其他相关部件, 是否出现损伤, 必要时更换。
3 结语
空气弹簧故障会严重影响列车的正常运行, 运用中要针对故障现象, 分析故障原因, 及时处理, 避免因空气弹簧故障而造成行车事故。
摘要：分析了25T型客车空气弹簧常见故障产生的原因, 提出了相应的处理方法。
关键词：25T型客车,空气弹簧,故障,分析
参考文献
[1] 孙灵军.25T型铁路客车—结构.原理.检修[M].铁道出版社, 2008.
[2] TBT 2841-2005, 铁道车辆空气弹簧.