CRH380B型动车组空重车调整阀关键技术探究.pdf

文章编号:1 0 0 2-7 6 0 2(2 0 2 3)0 4-0 0 2 9-0 4C R H 3 8 0 B型动车组空重车调整阀关键技术探究刘海龙,乔 峰,于 佳,赵家慧,于 淼,于 婧(中车长春轨道客车股份有限公司,吉林 长春 1 3 0 0 6 2)摘 要:列车制动系统作为动车组运行的关键系统,空重车调整阀是制动系统关键零部件;文章主要基于C RH 3 8 0 B型动车组,研究了空重车调整阀的结构、工作原理及调整方案。关键词:铁路运输;空重车调整阀;动车组;制动中图分类号:U 2 7 0.3 5+1 文献标志码:B d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 2-7 6 0 2.2 0 2 3.0 4.0 0 5收稿日期:2 0 2 1-1 0-2 0第一作者:刘海龙(1 9 8 8),男,工程师。R e s e a r c h o n K e y T e c h n o l o g y f o r E m p t y a n d L o a d A d j u s t m e n t V a l v e s a n d L o a d e d V e h i c l e s f o r EMU C R H 3 8 0 BL I U H a i l o n g,Q I AO F e n g,YU J i a,Z HAO J i a h u i,YU M i a o,YU J i n g(C R R C C h a n g c h u n R a i l w a y V e h i c l e C o.,L t d.,C h a n g c h u n 1 3 0 0 6 2,C h i n a)A b s t r a c t:W i t h t r a i n b r a k e s y s t e m s a s k e y s y s t e m f o r EMU o p e r a t i o n s,t h e e m p t y a n d l o a d a d j u s t m e n t v a l v e s a r e t h e k e y c o m p o n e n t s o f t r a i n b r a k e s y s t e m s.I n t h i s a r t i c l e,t h e f o c u s o f r e s e a r c h a r e t h e s t r u c t u r e s o f e m p t y a n d l o a d a d j u s t m e n t v a l v e s,p r i n c i p l e s a n d a d j u s t m e n t s c h e m e m a i n l y b a s e d o n EMU C RH 3 8 0 B.K e y w o r d s:r a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n;e m p t y a n d l o a d a d j u s t m e n t v a l v e;EMU;b r a k e 高速铁路事业的发展正成为加快经济建设的重要引擎,作为高速动车组生产制造企业,列车的稳定性决定着高速动车组的品质1。列车制动系统作为动车组运行的关键系统,空重车调整阀是制动系统关键零部件2;本文主要基于C RH 3 8 0 B型动车组,研究空重车调整阀的结构、工作原理及调整方案。1 C R H 3 8 0 B型动车组空重车调整阀功能、原理及工作方式1.1 空重车调整阀功能空重车调整阀又叫控制载荷限压阀(D B V)3,根据载荷变化激活压缩空气制动系统的先导回路,可根据载荷情况来限制先导压力,此设备具有以下功能:(1)在激活的压缩空气制动系统先导回路中,根据载荷情况对先导压力加以限制;(2)防止列车在紧急制动时车轮抱死,根据列车的载重状况相应地限制先导压力升高,从而限制制动缸内的压力形成;(3)防止空车或非满载列车在常用制动时,由于先导功能故障,先导压力未经修正而下降,导致车轮抱死;(4)防止在气动载荷信号中断(如由于弹簧气囊破裂或控制管道不气密)情况下,制动时车轮抱死或制动不足;(5)空重车调整阀的特性数据可调范围很大,所以该阀可广泛应用于压缩空气制动系统4。1.2 列车空重车调整阀原理列车通过高度阀监测列车车重以及载客状况,并以此控制空气弹簧的充风、排风,从而控制空气弹簧压力5。空气弹簧压力通过风管传递给平均阀,由平均阀接收一位端转向架空气弹簧压力和二位端转向架空气弹簧压力后,输出一个T压力(空气弹簧平均压力)给空重车调整阀d1,由空重车调整阀d1输出一个预控制压力C v给中继阀c1,中继阀c1输出对应列车控制92 研究与设计铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 单元a1所控制的制动缸压力D,列车施加对应级的制动力6。图1为列车空重车调整阀工作原理图。a1.列车控制单元;b1.压力传感器;c1.中继阀;d1.空重车调整阀;e1.紧急制动电磁阀;f1.先导组件;D.制动缸压力;C v1、C v2.先导压力;R.总风压力;T.空气弹簧平均压力;O.排风口。图1 列车空重车调整阀工作原理图1.3 列车空重车调整阀工作方式图2为列车空重车调整阀内部结构图。1.负载信号转换器;2.封闭装置;a.隔膜活塞;b.隔膜;c.K 形环;d.活塞;e.压缩弹簧;f.阀箱;g.螺塞;h.阀盘;i.隔膜;j.隔膜活塞;k.阀杆;l.压缩弹簧;m.平衡梁;n.平衡梁支承;A.调整螺栓;B.调整螺栓;C.调整螺栓;T r.支架;O.排风口;V 2 1.进气阀座;V 2 2.排气阀座;C v.先导压力;T.空气弹簧平均压力。图2 列车空重车调整阀内部结构图1.3.1 缓解状态C v1无压力表明处于缓解状态。作用在隔膜活塞a上的T压力来自压缩弹簧l的弹力,该弹力是通过平衡梁m和阀杆k传递到隔膜活塞j上的。阀杆克服压缩弹簧的弹力将阀盘h从进气阀座 V 2 1上顶开,排气阀座V 2 2保持关闭状态。1.3.2 紧急制动在紧急制动时,压力C v1升高到供风压力值。气流经过开启的阀座V 2 1流入C v2室,直到压力C v2达到一个值,此时,C v2作用在隔膜活塞j上的作用力占上风,从而驱使隔膜活塞向下运动。阀盘h在相应的弹力作用下随着隔膜活塞j的运动而运动,直到阀座V 2 1再次闭锁。如果列车负载很大,那么T压力及其通过平衡梁作用在隔膜活塞j上的力也会升高。因此阀座V 2 1在C v2压力很高的情况下也才会再次闭合,制动缸的制动力相应地增大。1.3.3 气动负载信号中断时的紧急制动当气动负载信号中断(即空气簧平均压力T为0),即作用在隔膜活塞j上的力(取决于负载的分力)中断时,C v2室内的压力提升结束,此时C v2管路中形成的压力过小,使得列车制动力不足。为避免这一情况,当气动负载信号中断时,通过作用在隔膜活塞a推杆上的压缩弹簧e的弹力模拟一个负载信号,这个机械负载信号的大小可调节,可根据Tm i n选定。由此确保在没有T压力信号进行紧急制动时,相当于对空车进行制动。1.3.4 紧急制动后进行缓解通过降低C v1压力实现缓解。如果C v1压力降至C v2压力之下,那么阀座V 2 1就会像止回阀一样开启。由此,C v2压力气流会流去补充下降的C v1压力,直到C v2室及C v2压缩空气管道完全排空,阀座V 2 2保持关闭状态。2 C R H 3 8 0 B型动车组空重车调整阀调整特性曲线 动车组在紧急制动状态下,计算对应速度等级下的制动距离,如果制动距离不满足要求,则需要调整整列车的空重车调整阀7-8。图3为列车空重车调整阀特性曲线。由图3可知,通过调整螺栓A来调整阀的斜度,通过调整螺栓B来调整阀的初始特性,通过调整螺栓C来调整空载压力。图3 列车空重车调整阀特性曲线03铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 2.1 预调整图4为列车空重车调整阀螺栓调整位置。(1)缓解制动并将T压力设为0;(2)松开空重阀上的调整螺栓B直到弹簧力完全被释放;(3)通过制动手柄或紧急制动按钮施加紧急制动,C v压力应为(0.50.0 5)b a r;(4)如果压力不符合要求,则缓解制动并通过调整螺栓C调整(顺时针旋转增加C v压力,逆时针旋转降低C v压力);(5)施加紧急制动并再次检查C v压力;(6)重 复上述步骤,直到C v压力达 到(0.50.0 5)b a r。图4 列车空重车调整阀螺栓调整位置2.2 设置初始特性(1)设置T压力为0;(2)锁紧调整螺栓B;(3)施加紧急制动,C v压力应上升到C0=(P0+0.5)0.0 5 b a r;(4)如果压力不符合要求,则缓解制动并通过调整螺栓B调整C v压力(顺时针旋转为增加,逆时针旋转为降低);(5)锁紧调整螺栓B;(6)施加紧急制动并再次检查C v压力;(7)重复上述步骤,直到C v压力达到C0=(P0+0.5)0.0 5 b a r。2.3 调整重载C v/T(1)设置T压力为(T重载0.0 5)b a r;(2)锁紧调整螺栓A;(3)施加紧急制动,C v压力应上升到(C v重载0.0 5)b a r;(4)如果压力不符合要求,则缓解制动并通过调整螺栓A调整C v压力(顺时针旋转为降低,逆时针旋转为增加);(5)锁紧调整螺栓A;(6)施加紧急制动并再次检查C v压力;(7)重复上述步骤直到C v压力达到(C v重载0.0 5)b a r。2.4 检查空载C v/T压力(1)设置车重压力为(T空载0.0 5)b a r;(2)施加紧急制动,C v压力应为(C v空载0.1)b a r;(3)如果C v压力不符合给定的空载车重压力,则根据第2.2条上调或下调C v初始压力,然后根据第2.3条继续调整。2.5 设置T压力为0时的C v压力(1)将T压力设置为0;(2)锁紧调整螺栓C;(3)施 加 紧 急 制 动,C v=C v空载-(T空载0.0 4)0.1 b a r;(4)如果压力不符合要求,缓解制动并通过调整螺栓C调整C v压力(顺时针旋转为增加,逆时针旋转为降低);(5)锁紧调整螺栓C;(6)施加紧急制动并再次检查C v压力;(7)重复上述步骤,直到C v=C v空载-(T空载0.0 4)0.1 b a r。2.6 检查空载C v/T压力(1)设置T压力为(T空载0.0 5)b a r;(2)施加紧急制动,C v压力应上升至(C v空载0.1)b a r。2.7 数据记录调整空重车调整阀的数据需要完成记录,并确认测量值与标准值对比是否满足要求,若存在不合格值时重新调整。3 结束语制动系统是C RH 3 8 0 B型动车组至关重要的安全系统,为确保行车安全,必须保证列车制动系统输出足够多的制动力,进而保证列车的制动距离9。动车组会因为载客量的不同,导致列车的质量、惯性不同,这就需要动车组制动系统能根据列车载客量工况的不同,实时计算分配足够多的制动力1 0。因此,需要对列车空重车的制动压力进行严格测定与调试,调整空13 C RH 3 8 0 B型动车组空重车调整阀关键技术探究 刘海龙,乔 峰,于 佳,赵家慧,于 淼,于 婧 重车调整阀的特性曲线,保证各级制动的停车距离,进而保证列车的行车安全。参考文献:1 曹宏发,李和平,杨伟君,等.自主化C RH 3型高速动车组制动系统J.铁路技术创新,2 0 1 5(2):6 2-6 7.C AO H o n g f a,L I H e p i n g,YAN G W e i j u n,e t a l.A u t o n-o m o u s C RH 3 h i g h-s p e e d EMU b r a k i n g s y s t e m J.R a i l-w a y T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n,2 0 1 5(2):6 2-6 7.2 亢磊,刘琨,肖宇,等.3 5 0 k m/h高速货运动车组制动系统研制J.大连交通大学学报,2 0 2 0,4 1(6):2 8-3 4.KAN G L e i,L I U K u n,X I AO Y u,e t a l.D e v e l o p m e n t o f b r a k i n g s y s t e m f o r 3 5 0 k m/h h i g h-s p e e d f r e i g h t EMU J.J o u r n a l o f D a l i a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y,2 0 2 0,4 1(6):2 8-3 4.3 赛华松,路金昌,陈旭,等.动车组制动系统空重车的设置J.铁道车辆,2 0 2 1,5 9(1):6 4-6 7.S A I H u a s o n g,L U J i n c h a n g,CHE N X u,e t a l.S e t t i n g o f e m p t y a n d l o a d o f b r a k e s y s t e m f o r m u l t i p l e u n i t s J.R o l l i n g S t o c k,2 0 2 1,5 9(1):6 4-6 7.4 任立超,刘路,田鹏勇.列车空重车制动系统压力测定简析J.通讯世界,2 0 1 6(1 4):2 2 1-2 2 2.R E N L i c h a o,L I U L u,T I AN P e n g y o n g.A n a l y s i s o n p r e s s u r e m e a s u r e m e n t o f b r a k e s y s t e m o f e m p t y h e a v y t r a i n J.T e l e c o m W o r l d,2 0 1 6(1 4):2 2 1-2 2 2.5 张静,鹿峰凯.地铁制动系统空重车阀优化设计研究J.黑龙江交通科技,2 0 1 9,4 2(1 2):2 0 2.Z HAN G J i n g,L U F e n g k a i.R e s e a r c h o n o p t i m i z a t i o n d e-s i g n o f e m p t y h e a v y v e h i c l e v a l v e i n s u b w a y b r a k i n g s y s-t e m J.H e i l o n g j i a n g J i a o t o n g K e j i,2 0 1 9,4 2(1 2):2 0 2.6 程国军,马璐,庄国明,等.城际动车组制动系统空重车调整阀性能仿真J.计算机辅助工程,2 0 1 4,2 3(6):1 6-2 1.CHE NG G u o j u n,MA L u,Z HUAN G G u o m i n g,e t a l.P e r f o r m a n c e s i m u l a t i o n o n e m p t y a n d l o a d a d j u s t m e n t v a l v e o f b r a k i n g s y s t e m o f i n t e r c i t y e l e c t r i c m u l t i p l e u n i t J.C o m p u t e r A i d e d E n g i n e e r i n g,2 0 1 4,2 3(6):1 6-2 1.7 张晶.动车组制动系统空重阀仿真分析J.时代农机,2 0 1 8,4 5(1 1):2 2 9.Z HAN G J i n g.S i m u l a t i o n a n a l y s i s o f e m p t y w e i g h t v a l v e o f EMU b r a k i n g s y s t e m J.T i m e s A g r i c u l t u r a l M a-c h i n e r y,2 0 1 8,4 5(1 1):2 2 9.8 曹楚君,黄乐艳.动车组模拟型电空比例阀动态特性仿真分析J.机床与液压,2 0 1 9,4 7(1 4):1 1 4-1 1 8.C AO C h u j u n,HUAN G L e y a n.D y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c s s i m u l a t i o n o f EMUs a n a l o g e l e c t i o p n e u m a t i c p r o p o r t i o n-a l v a l v e J.M a c h i n e T o o l&H y d r a u l i c s,2 0 1 9,4 7(1 4):1 1 4-1 1 8.9 刘元清,程国军,庄国明,等.高速动车组制动系统用中继阀改型设计分析J.液压气动与密封,2 0 1 5,3 5(4):4 2-4 5.L I U Y u a n q i n g,CHE NG G u o j u n,Z HUANG G u o m i n g,e t a l.R e d e s i g n a n d a n a l y s i s o f r e l a y v a l v e f o r h i g h-s p e e d e l e c t r i c m u l t i p l e u n i t b r a k i n g s y s t e mJ.H y d r a u l i c s P n e u m a t i c s&S e a l s,2 0 1 5,3 5(4):4 2-4 5.1 0 汪枫,马璐,朱新宇,等.高速动车组制动系统用中继阀性能仿真研究J.流体机械,2 0 1 3,4 1(4):4 3-4 6.WAN G F e n g,MA L u,Z HU X i n y u,e t a l.C h a r a c t e r i s-t i c s i m u l a t i o n a n a l y s i s o n r e l a y v a l v e o f h i g h s p e e d EMU a i r J.F l u i d M a c h i n e r y,2 0 1 3,4 1(4):4 3-4 6.(责任编辑:任 海)广 告 索 引 柳州科路测量仪器有限责任公司 封二成都主导科技有限责任公司 前插1郑州江昌智能科技有限公司 前插2中车山东机车车辆有限公司 前插3中车青岛四方车辆研究所有限公司 前插4山东朗进科技股份有限公司 后插1中车长江车辆有限公司 后插2 柳州机车车辆有限公司 后插3青岛世纪通运集团有限公司 后插4包头北方创业有限责任公司 后插5中车齐齐哈尔车辆有限公司 后插6河北华密新材科技股份有限公司 封三哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 封四23铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月