HXD1B型电力机车总风缸排水装置的改进

李国祥

(郑州铁路局安监办，河南 郑州　450000)



HXD1B型电力机车总风缸排水装置的改进

李国祥

(郑州铁路局安监办，河南 郑州450000)

摘要：通过现场调研，主要解决HXD1B型机车在运行中总风缸水汽不能及时排除的缺点，加装TKZP型机车空气管路控制系统能及时有效地解决这一隐患，并保留原手动控制功能，实现车内和车外控制，保障机车安全运行。

关键词：HXD1B型机车；总风缸；TKZP；排水；措施

1问题的提出

机车向高速、重载运行方式的发展，对机车压缩空气的干燥和净化提出了更高的要求。电力机车总风缸的排水装置一直沿用最原始最简单的手动截门式排水阀，在目前工况下，此种排水阀已不能满足运输的需求。当机车运行时间较长时，乘务人员往往无法及时打开排水阀排水，大量水汽就会积存在管路中。郑州机务段处于北方地区，特别是在冬季，低温水汽会随着压缩空气进入制动系统各部，导致管路锈蚀，甚至冻结，造成制动机各阀卡滞，导致机车制动失灵等严重后果，直接威胁行车安全。

2解决方案

传统的手动截门式排水阀不能及时排水的缺点造成了HXD1B机车制动系统经常出现故障，为了解决这一问题，郑州机务段技术部门通过广泛调研，决定引进先进的TKZP型机车自动排水阀，对总风缸进行技术改造。在HXD1B0471机车上进行装车试验，及时反馈装车使用情况信息，根据运用考核情况逐步进行技术改造。

3TKZP型机车自动排水装置结构

TKZP型机车空气管路系统自动排水装置由控制系统、控制风源管路、自动排水阀、感应加热装置、过滤元件等部件组成，与空压机工作周期相适应，通过电磁阀和自动排水阀活塞机械动作双重控制该装置的开启，完成从机车各类风缸或者贮风装置中排出凝结水或油水混合乳化物等液体物质。自动排水阀是自动排水装置的关键组件，按使用功能分为自动排水功能组件和手动排水功能组件，自动排水功能组件又由上阀座、中间体、下阀盖及组件等4部分组成(见图1)。

1.上阀座;2.中间体;3.自动排水弯嘴;4.下阀盖;5.手动排水嘴;6.手动排水功能组件

图1TKZP型自动排水阀外形图

在上阀座上安装有手动排水功能组件以及过渡连接法兰组件。手动排水功能组件设有手动排水手轮及排水嘴；过渡连接法兰组件内部安装有过滤元件，在方便安装连接的同时对进入阀体的液体进行粗滤，防止活塞卡滞。

中间体的中央部分设有一个自动排水活塞和复位弹簧，活塞杆上装有2个相对称的半球阀。双阀口、双半球手动排水阀可实现自动排水、手动排水和手动故障切除等功能。

下阀盖上设有4个螺栓孔，它一方面形成活塞上方的压力空腔，另一方面通过4个M6螺栓和O型密封圈将中间体和上阀座联接成一个整体。

在总风缸与自动排水阀中间增加一过渡联接法兰，同时在过渡联接法兰中间增加过滤元件。过滤元件采用橡胶件与过滤钢丝网模压制而成，检修安装极为便捷。

管路取风位置选择在机车压缩空气出气管路的末端，风源净化装置之后(见图2)。电控阀是控制系统的关键部件，安装在机车内部，通过管路连接与自动排水阀共同组成机车的自动排水系统。电气接线分为电空阀接线(选择与YC出连接)和感应加热装置接线(选择辅助接线端连接)2个部分，电源使用机车110 V直流电源，布线采用1.5 mm2的机车专用线，布线套有蛇形管和线号套。加装自动排水装置钢板外罩，防止自动排水阀被道砟、飞石等击中而脱落。

1.截断塞门;2.电空阀;3.自动排水阀

4工作原理

4.1非工作状态

当空气压缩机未工作或总风缸满压力时，电空阀失电不能打开空气通路，自动排水阀口处于关闭状态(见图3)。

图3非工作状态流程图

4.2第一次排水

TKZP型机车空气管路系统自动排水装置工作过程为：当空气压缩机开始工作及工作终了时，电磁接触器闭合，同时也接通了控制排水阀动作的二位三通电空阀；当总风缸压力低于750±20kPa时，空压机工作，电空阀得电打开空气通路，使空压机的压缩空气经电空阀和风管进入排水阀压力室推动活塞运动，自动排水阀口打开，实现第一次排水，排水时间为1～4秒(见图4)。

图4　第一次排水工作流程图

4.3第一次排水结束

当空气空压机继续运转，活塞运动到止点，完成自动排水阀口关闭，第一次排水结束(见图5)。

图5　第一次排水结束工作流程图

4.4第二次排水

总风缸压力达到900±20 kPa，空气空压机停止工作，由于电磁接触器失效，使控制排水阀动作的电空阀失电，截断总风缸通向排水阀的通路，由于压力差的存在，自动排水阀口打开，上阀座空腔中的积水经自动排水弯嘴排出体外，排水时间同为1～4秒(见图6)。

图6　第二次排水工作流程图

4.5第二次排水结束

复位弹簧推动活塞继续运动到止点，自动排水阀口关闭，第二次排水结束(见图7)。

图7　第二次排水结束工作流程图

4.6手动排水及全关闭状态

在机车停车后，可逆时针旋转手动排水功能组件手轮来实现手动排水。当出现自动排水阀泄漏时，逆时针继续旋转手动排水功能组件手轮至止点，实现切除故障自动排水的目的(见图8)。

图8　手动排水及全关闭状态工作流程图

5产生的效果

TKZP型机车空气管路系统自动排水装置在HXD1B0471机车上安装以来，呈现了以下优点：一是在压缩机启动和停机分别实现2次自动排水，每次排水仅有2～3秒，不会影响风压的正常供给；停车时还设有手动排水手轮，方便随时手动排水。二是在中间体侧部还装有自动加热装置，防止机车冬季长时间段备冻结而导致阀工作不正常。三是安装方便简捷，留有合适的检修空间，为及时处理故障提供了方便。具体效果：冷凝水随压缩空气进入机车各风管及制动系统的难题得以解决，使得机车风管、风缸中的积水、污物能够及时全部排出,解决制动系统中因空气管路中的积水、污物引起的诸多故障。自动排水装置的安装从源头解决了机车风管路积水、冻管问题,对于提高机车质量、确保行车安全等起到了很好的作用。

参考文献

[1]张瑞.SS4B电力机车总风缸自动排水装置原理及故障分析[J].内蒙古科技与经济，2015(18):92-93.

[2]胡跃文，段继超，张娟，等.和谐HX_D1型大功率交流电力机车空气制动系统[J].电力机车与城轨车辆，2007，30(1):33-35.

[责任编辑：赵伟]

收稿日期：2016 - 03 - 03

作者简介：李国祥(1964—)，男，河南郑州人，郑州铁路局安监办驻郑州机务段验收室工程师。

中图分类号:U264.0

文献标志码:B

文章编号：1008-6811(2016)02-0036-02

Improvement of the HXD1B Electric Locomotive Total Air Cylinder Drainage Device

LI Guoxiang

(Safety inspection office of Zhengzhou Railway Bureau，Zhengzhou 450052，China)

Abstract:Through the on-site investigation，this article mainly solve these shortcomings that the HXD1B locomotive total air cylinder can not rule out water vapor while running，By adding TKZP locomotive air line control system，the risk can be effectively solved in time，and retain the original manual control functions at the same time，with inside and outside control functions，guarantee the locomotive running safely.

Key words:HXD1B electric locomotive；total air cylinder；TKZP；drainage；measure