动车组整车气密性试验优化

□ 刘 杨 □ 张 升 □ 姚月明 □ 李树枝 □ 陈恩平

1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266111 2.温州中车四方轨道车辆有限公司 浙江温州 325000 3.燕山大学 河北秦皇岛 066004

1 研究背景

动车组运行过程中,车辆交会及穿越隧道时,空气压缩会产生较大的压力波动,进而引起车内压力发生变化,影响车内乘坐环境的舒适度[1]。气密性是动车组的重要性能,为保证动车组运行安全及乘客舒适度,需要对动车组进行整车气密性试验。针对动车组整车气密性试验,尹法伟等[2]研制了气密性试验装置,通过搭建试验台实现气密性试验时的压力控制,但所采用的工艺方法仍需对动车组进行解编,拆除内外风挡,然后在满足作业要求的前提下进行试验。

由于动车组解编存在安全风险,且解编重联作业会造成时间浪费、效率降低等问题,因此如何实现动车组在不解编的情况下进行气密性试验,成为当前降本增效的一个关键问题。笔者对动车组整车气密性试验工艺进行研究,在分析原有工艺缺点的基础上,研制新型密封门,实现在动车组不解编、不拆卸风挡的情况下进行整车气密性试验,同时实现一次安装后两侧车厢共同进行试验的功能。

2 整车气密性试验工艺分析

现有动车组进行整车气密性试验时,需要对车辆进行解编,拆卸内外风挡,针对内端门采用密封门密封,并采用U形限位夹钳夹紧固定。在两端内端门、车窗等均被密封后,在车钩密封门处接入高压气源,进行气密性试验。

动车组整车气密性试验连接如图1所示,密封门运输安装如图2所示,限位夹钳夹紧固定如图3所示,试验流程如图4所示。

由于气密性试验需要进行车辆解编,会导致动车组检修效率低下。同时,车辆再次重联,恢复各气路连接件时,如封堵件未去除,则将导致气路不通,引起后续试验无法进行或动车组上线报故障等问题。

图1 动车组整车气密性试验连接

图2 密封门运输安装

3 整车气密性试验优化

为提高动车组整车气密性试验的效率,降低试验难度,在拆卸内风挡后,利用专用压缩工装将内风挡压缩,使两侧内风挡密封面间产生不小于160 mm的间隙,再利用专用吊具将密封门吊入,并与指定侧内风挡接口连接、安装,在保证其余管路阀门截断的前提下,通入高压气源,即可进行气密性试验。利用专门检测器具检测密封情况后,在满足试验要求的前提下,车辆排气,另一侧车厢再充气,即可进行另一端车厢的气密性试验。气密性试验结束后,拆卸内风挡与密封门的连接紧固件,再拆卸密封门,恢复安装内风挡。优化后动车组整车气密性试验流程如图5所示。

图3 限位夹钳夹紧固定

图4 动车组整车气密性试验流程

图5 优化后动车组整车气密性试验流程

4 内风挡专用压缩工装

内风挡专用压缩工装如图6所示。这一压缩工装由两个夹紧架通过铰链轴连接,与夹紧架一体的伸出部分安装摆动轴,摆动轴中部有螺母。两个螺母分别为左、右旋自锁螺纹,与左、右旋丝杆配合,通过旋转操作把手带动丝杆转动,使夹紧架夹紧与张开。图7所示为专用压缩工装实物。

图6 内风挡专用压缩工装示意图

图7 内风挡专用压缩工装实物

专用压缩工装可以对两侧内风挡进行压缩,留出足够空间保证密封门吊挂到位。为保证压缩效果,采用八个专用压缩工装进行压缩,左右、上下对称均匀夹持。

5 密封门

密封门由框架和内板焊接而成,横向外伸六个支承座,用于安装支撑架。密封门上设置了与内风挡相同的双向安装接口,用于连接两侧的内风挡。通过切换支撑架的支撑方向,可以切换供气连接和排气阀,实现一次安装后连续检测两侧车厢气密性的功能,提高效率,节省工时。密封门两侧门面四周设有密封条,门外沿设有四个连接锁紧把手和四个凸出结构,用于连接内风挡。六个支承座上通过铰接安装的支撑架可转到垂直于门板两个方向的位置,通过锁紧机构锁死。支撑架的脚座支承在另一车厢的端平面上,用于承受门面上的压力。密封门的底部设有两个快换接头,快换接头与框架上的密闭腔相通。密闭腔通向密封门的两面,用于分别向两侧车厢供气。密封门的底部侧向设有两个排气阀,使用排气阀可以分别为两侧车厢排气。密封门结构如图8所示。

图8 密封门结构

所设计的密封门上设置有压力表,通过压力表直接读取内部压力值。与原试验装置相比,所设计的密封门支撑架机构可以实现不同侧车厢气密性试验时的支撑,将密封门上的压力值卸载到车体上,保持内风挡的完整性,同时支撑架机构的旋转及锁紧机构可以实现一次安装完成后不同侧车厢气密性试验的功能,具备效率高、安全性佳的优点。

6 支撑架

支撑架由基座、支腿、橡胶弹簧脚座和锁紧块组成。基座安装在密封门的支承座上,与支腿铰接,可±90°摆动,用于选择支撑方向。橡胶弹簧脚座与车厢端面接触,既起到对车体表面的保护作用,又起到多点支撑时的均载作用。锁紧块用于锁住支腿位置。支撑架结构如图9所示。

7 结论

笔者通过设计密封门与支撑架,优化了动车组整车气密性试验,实现动车组在不解编的前提下完成气密性试验,且一次安装后能够进行两侧车厢气密性试验。与原动车组整车气密性试验相比,优化后试验所用装置体积小、操作方便,试验流程简单,为后续动车组检修作业起到良好的促进作用。

图9 支撑架结构

[1] 李丰,林贤军.CRH380A型动车组车体气密性试验方法研究[J].机车车辆工艺,2013(6):36-37.

[2] 尹法伟,陈兴刚,高兴华,等.动车组气密性试验装置的研制[J].铁道车辆,2014,52(7):35-36.