铁路机车内燃机车制动缸压力不缓解或缓解不到零的原因分析

徐耀培

一、问题提出

独山子石化公司铁路运输公司机务段配属10台内燃机车，承担着独山子石化公司大部分原料运入及化工产品运出工作。这10台内燃机车所使用的制动机全部为JZ-7型制动机。2016年冬季，天气寒冷，气温在零下20多度，我段DF4DD0256机车在一次作业过程中出现以下现象：在北站挂车后车辆试风作业一切正常，途中运行也没有发生异常，列车到达炼化站制动停车，车站列检摘完车后给司机信号让机车向前移动，司机缓解自阀后提手柄走车时，发现机车轮对抱闸，机车制动缸压力未缓解。

二、危害

这种故障若不能及时发现处理，将会造成闸瓦抱轮，直接影响牵引电机的正常转速，使牵引电机运行电流过高，电流高导致牵引电机温度升高，影响电机使用寿命；甚至会造成动轮迟缓或运缓事故。因此必须引起高度重视，防止此类事件的发生。

三、故障原因分析

1.自阀常用制动区的综合作用

该位置是列车运行中，在正常情况下，使列车缓慢停车或调节速度时使用。常用制动区设有最小减压位和最大减压位（列车管定压为500kPa时，最大有效减压量为140kPa；列车管定压为600kPa时，最大有效减压量为170kPa），在这两位之间，随着自阀手柄移动的位置不同，列车管的减压量也随之不同。

（1）自动制动阀

调整阀先呈制动状态，均衡风缸和膜板右侧的压力空气经排气阀口排向大气。待膜板右侧及均衡风缸风压与柱塞在调整阀内所处位置确定的风压后，调整阀膜板两侧压力平衡时，调整阀自动呈制动后的保压状态。重联柱塞阀柱塞凸槽仍连通均衡风缸管与中均管。缓解柱塞阀柱塞中心孔使总风缸经客货车转换阀（手柄在货车位）通总风遮断阀管。同时，柱塞凹槽将过充管与大气连通，防止因过充柱塞左侧有压力空气影响制动。

（2）中继阀

由于总风缸缓解柱塞阀、客货车转换阀（手柄在货车位）通总风遮断阀套弹簧侧，使总风遮断阀呈关闭状态。由于均衡风缸减压，中继阀膜板活塞左侧中均室压力降低，在制动管及膜板活塞右侧的压力空气推动下打开排气阀口，制动管压力空气由排气口排向大气，其减压量与均衡风缸的减压量相同时，膜板活塞两侧压力平衡，排气阀口关闭，呈制动后的保压状态，全列车制动。

（3）分配阀

由于制动管减压，副阀由缓解位经局部减压位至制动位，柱塞凹槽开通制动管经局减止回阀与局减室和充气阀柱塞尾端小孔与大气的通路，引起分配阀附近制动管局部减压，以提高主阀制动的灵敏度。同时，柱塞尾端还切断了工作风缸与降压风缸的通路，柱塞中心孔还连通降压风缸经保持阀通大气的通路，待降压风缸压力降至与制动管压力相等时，活塞在弹簧作用下右移至中立位，降压风缸停止减压。

主阀因制动管的减压量呈制动位，总风经主阀供气阀口及常用限压阀柱塞凹槽向小膜板活塞上方和作用风缸充风。当作用风缸压力达到24kPa时，充气阀由缓解位移至作用位，柱塞凹槽切断了制动管与工作风缸的通路，防止逆流破坏制动作用；柱塞尾端切断了制动管经局减止回阀排向大气的局减通路，结束局减作用。直到小膜板活塞上方作用风缸的增压与大膜板活塞上方制动管的减压量相适应（比例为2.5：1）时呈中立位，总风停止充风。如制动管减压量过大，当作用风缸压力达到常用限压阀调整的压力时，常用限压阀由正常状态自动呈限压状态，切断总风向作用风缸等处充风的通路，停止充风起限压作用。

（4）作用阀

由于作用风缸增压，作用阀呈制动位，总风缸压力空气经供气阀向制动缸和膜板上方充气，机车发生制动作用，当膜板两侧压力平衡时，自动呈保压位。

（5）制动缸

由于压力空气充入制动缸，推动活塞及活塞推杆压缩缓解弹簧移动产生推力，经传动装置使闸瓦压紧车轮，产生制动作用。制动缸压力的大小与作用风缸压力有关，当列車管定压为500kPa时，常用全制动最高压力340～360kPa；列车管定压为600kPa时，常用全制动最高压力400～430kPa。

2.故障判断

综上所述，机车制动缸压力的变化，受分配阀、作用阀的控制，而与自阀、中继阀无任何关系。自阀只是控制中继阀的压力变化，而中继阀只是控制制动管的压力变化。根据制动系统原理，判断该故障为：①分配阀故障；②作用阀故障。

要区分这两个故障，首先，将自阀、单阀均置于运转位，排出制动缸内的压力空气，关闭分配阀列车管塞门或分配阀总风塞门，制动管的压力变化无法控制作用阀的压力变化，机车始终呈缓解状态。若单阀制动和缓解性能良好，为分配阀故障，反之为作用阀故障。因此，经上述试验可以判定为分配阀故障。

四、应急处理

为了顺利完成这趟运输任务，在不耽误生产的情况下，可以关闭分配阀的列车管塞门或分配阀总风塞门，排出制动缸内的压力空气维持运行至回段检修处理。在进站制动停车时需注意：自阀减压停车前应将单阀置于制动区，让机车提前上闸（制动缸压力大小由自阀减压量定），防止因车辆制动力过大造成断钩事故的发生。

五、后续及应对措施

回段检修拆下分配阀进行解体时发现，由于当时气温特别低，分配阀内部有水分进入发生冻凝，造成紧急限压阀失灵。由于常用限压阀在限压状态时，切断了作用风缸经常用限压阀柱塞凹槽由主阀排气口的排气通路。作用风缸的压力空气不能排出，机车也就不可能得到缓解。常用限压阀由限压状态向正常状态自动转换，必须依靠紧急限压阀的止阀呈缓解状态，开放阀口为作用风缸提供一条排气通路之后，才能保证常用限压阀由限压状态可靠的向正常状态自动转换。

为此，机务段采取多项措施避免类似事情再次发生。

（1）定期更换风源净化装置中的干燥剂。风源净化装置装在机车空压机和总风缸之间，其主要作用是为了降低压缩空气的湿度，过滤掉压缩空气中的水分，提高压缩空气的质量。装置中的干燥剂由于长时间使用，其干燥过滤效果已经不是太好，所以机务段要定期对风源净化装置中的干燥剂进行更换。

（2）机车分配阀上加装电加热套。虽然风源净化装置对降低压缩空气的湿度有很好的作用，但在实际工作中还会有少量的水分进入管路和阀体中。在极严寒的天气中，机车分配阀内部容易发生冻凝现象，影响到阀件的动作灵活度，造成制动系统的故障，影响到机车的安全运行。在分配阀上加装电加热套，通电加热后，即使阀体中有少量水分也不会发生冻凝。这就有效避免了因天气寒冷发生的分配阀冻凝现象。

（作者单位：独山子石化公司铁路运输公司机务段）