王　剛

摘要：以列車制動裝置結(jié)構(gòu)為主線，詳細分析了制動裝置中各部件可能出現(xiàn)的故障，并提出處理措施，介紹了目前列車上采用的幾種監(jiān)控空氣制動系統(tǒng)故障的技術(shù)與裝置。

關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)；列車管；監(jiān)控；故障

一、引言

在一列鐵道車輛中，其制動系統(tǒng)起著至關(guān)重要作用。列車運行中失去牽引力等情況并不可怕，可怕的是列車制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障。列車是通過制動系統(tǒng)調(diào)節(jié)其運行速度和及時準確在指定地點停車，從而確保列車的正點和安全運行，一旦列車制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則極有可能引發(fā)列車冒進、追尾等重大鐵路交通事故。鑒于此，本文對列車制動系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進行了分析，并介紹了相關(guān)解決方案。

（一）列車空氣制動系統(tǒng)工作原理介紹

1 空氣壓縮機2 總風缸3 總風缸管4 制動閥5 制動主管6 制動缸7 制動缸鞲鞲8 制動缸緩解彈簧9 制動缸鞲鞲桿10 基礎(chǔ)制動裝置11 閘瓦12 車輪

如圖1所示，列車制動主要通過壓縮空氣借助制動裝置機械作用來實現(xiàn)對列車車輪的控制。其具體實現(xiàn)情況如下：列車制動裝置由裝在機車上的供風系統(tǒng)和自動制動閥、分裝在機車和車輛上的制動機和基礎(chǔ)制動裝置，以及貫通全列車的制動管（又稱剎車管）組成。整個制動系統(tǒng)中充以壓縮空氣。供風系統(tǒng)包括空氣壓縮機和總風缸，其作用是供給整個系統(tǒng)所需的壓縮空氣。當制動管減壓時，空氣分配閥使副風缸中的壓縮空氣進入制動缸，推動鞲鞴，通過基礎(chǔ)制動裝置中杠桿的作用，使閘瓦（或閘片）緊壓車輪踏面(或制動盤)，阻滯車輪的轉(zhuǎn)動，在輪軌間粘著力的作用下使列車減速或停止運行；制動管充風升壓時，空氣分配閥截斷副風缸管路而使制動缸內(nèi)的壓縮空氣排入大氣，此時制動缸內(nèi)的復(fù)原彈簧使鞲鞴恢復(fù)原位，閘瓦離開車輪，從而實現(xiàn)緩解（列車啟動）。

（二）列車空氣制動裝置部件中可能出現(xiàn)的故障及檢測方法

列車空氣制動系統(tǒng)是由一系列部件組成，這些部件在長久的使用過程中不可避免地會出現(xiàn)損壞、老化、脫落等情況。下面就各部件可能出現(xiàn)的故障及故障檢測、解決方法進行具體分析。

1、如圖1所示，整個制動系統(tǒng)是通過列車管中壓縮空氣的作用來實現(xiàn)制動、緩解的，

所以首先要確保列車管的暢通。如何判定它是否正常暢通或存在泄漏方法如下：判定是否暢通可通過列車充、排試風來確定。我們可以把列車管簡化的看成一導(dǎo)通的單根導(dǎo)管。理論上管前后的氣壓相同，所以可以通過列車管前后位置的氣壓差異來判定管的導(dǎo)通情況。列車管泄漏可這樣檢測：將機車總風缸打滿風后停機，檢查列車管軟管排風口及用肥皂水涂刷列車管各接頭，這時檢查這些位置情況可判定有無泄漏?？偟膩碚f，列車管非正常工作主要存在以下兩種嚴重危害交通安全的故障。

2、列車折角塞門非正常關(guān)閉。列車中每兩節(jié)車輛間列車管是通過折角塞門來連接的。正常

情況下，只有列車的最后一節(jié)車輛的折角塞門關(guān)閉[1]，中間的導(dǎo)通，這樣列車管處于貫通狀態(tài)，才能實現(xiàn)列車的制動作用。但由于人為或機械原因，人們故意關(guān)閉中間車輛折角塞門或折角塞門在使用長時間欠檢修情況下機械損壞，這樣列車在制動過程中折角塞門關(guān)閉位置后的車輛因氣路無法貫通而無法實行制動，由此造成冒進、追尾等事故。

3、列車管接頭泄漏、松脫。雖然我們從簡化角度出發(fā)可以把列車管看成一整體導(dǎo)管，但實

際上列車管是由眾多管連接而成，而且列車管還與一些制動裝置部件相連，這樣管與管之間連接的密封性是個不容忽視的問題，列車管泄漏大多也出現(xiàn)在這些接頭處[2]。管接頭漏泄、松脫原因主要有：螺母加在彈性環(huán)上徑向力過大或平墊圈厚度偏小而致使平墊圈無法與橡膠環(huán)緊密接觸，則接頭體與導(dǎo)管之間的間隙不能充分填充，從而產(chǎn)生泄漏；管卡與管接頭距離過大或固定管卡的螺栓過長，頂?shù)焦芸ㄗ牡撞?，不能起到防沖擊及振動作用。

4、制動缸鞲鞲工作出現(xiàn)故障，使閘瓦與車輪出現(xiàn)抱閘，引發(fā)事故。其具體表現(xiàn)在：均衡鞲鞲軸向中心孔徑桿上的徑向孔堵塞，使制動缸壓力空氣無法排出；制動缸鞲鞲由于制動缸缺油、生銹、鞲鞲桿彎曲、緩解彈簧力過弱或緩解彈簧折斷以及推桿與杠桿卡死而造成無法縮回，引起緩解不良；安定彈簧的過弱或過強都會引起鞲鞲的非正常移動，從而影響制動效果[3]。

5、圖1中在制動系統(tǒng)中起著重要作用的還有制動風缸，一般而言，風缸出現(xiàn)故障可能性要小，但也不排除故障的存在。當列車空氣制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們排除了列車管貫通、泄漏符合規(guī)定、制動基礎(chǔ)裝置異常可能性后，可以仔細檢查制動風缸是否存在問題。目前制動風缸出現(xiàn)問題較多的地方都是作用風缸與緊急風缸內(nèi)隔板裂漏引起[4]。這就要求風缸制造廠要保證風缸內(nèi)隔板兩側(cè)的焊接質(zhì)量，并進行水壓試驗后方可出廠安裝。

三、列車空氣制動系統(tǒng)故障檢測技術(shù)與儀器使用現(xiàn)狀

在鐵路交通運輸中，因列車空氣制動系統(tǒng)故障而引發(fā)的鐵路交通事故給國家財產(chǎn)造成了嚴重損失，因而鐵道部高度重視對這方面的研究工作。例如鐵道部1988年將防止折角塞門關(guān)閉造成事故問題列入鐵路安全的重點攻關(guān)項目。在鐵道部門和有關(guān)研究專家的努力工作下，一些列車空氣制動系統(tǒng)故障檢測儀器已研發(fā)成功，并投入使用。從使用效果上看，雖然不能很理想地從根本上解決列車因制動系統(tǒng)故障引發(fā)的事故，但也在一定程度上達到了盡量避免因制動系統(tǒng)所引發(fā)的事故。綜合目前鐵道列車上所使用的檢測制動系統(tǒng)故障儀器，我們可以將它們分為下面三類。

（一）列車尾部安全裝置。它由機車上的機車控制盒和列車尾部主機組成，機車乘務(wù)員操

作機車控制盒的指令通過機車無線列車調(diào)度電臺傳遞到列車尾部裝置主機，由列車尾部裝置主機完成各種動作后再向機車乘務(wù)員報告；同時列車尾部裝置主機在列車運行中實時檢測列車尾部的各種參數(shù)，并及時向機車乘務(wù)員報告[5]。它的工作原理是監(jiān)測列車管尾部空氣壓力參數(shù)，從而判斷空氣制動系統(tǒng)是否正常工作。現(xiàn)今列車上采用的列尾裝置型號有：ZIF2000/2002型號,CP-3型號。雖然列尾裝置提高了鐵路運輸安全，但它在使用中還是存在一些問題，如在山區(qū)和隧道內(nèi)的通信、兩列以上的列車間相互干擾問題等，所以其功能與使用環(huán)境等方面還待進一步研究提高[6]。

（二）列車折關(guān)檢測報警記錄裝置（列車貫通狀態(tài)檢測儀[7]）。這兩種儀器都是通過傳感器

檢測列車管上空氣壓力的變化來判斷列車折角塞門狀態(tài)。所利用的原理是在折角塞門都打開狀態(tài)下把整個列車管氣路看成一整體，那么列車充、排風時一旦車輛數(shù)固定，那么所對應(yīng)的充、排風時間也是基本不變的，從而由檢測來的數(shù)據(jù)可以分析充、排風時列車折角塞門是否發(fā)生折關(guān)以及折關(guān)的具體位置。這類裝置中正在調(diào)試運行的有LZJC-1型等。由于列車管氣路中泄漏等情況存在使得其建模準確度受到影響，致使裝置檢測精度也受影響。

（三）列車制動主管漏泄檢測儀。泄漏檢測儀的作用原理是根據(jù)壓縮空氣在孔隙邊緣的相

互作用而形成的超聲波的輻射。儀器記錄了超聲波反應(yīng)的相對程度的變化，因為當壓縮空氣漏泄的時候，會產(chǎn)生調(diào)制的超聲波信號。輻射脈沖的強度取決于主管中的空氣壓力和孔隙的物理特性及其不嚴密性[8]。由于漏泄檢測

儀功能單一，只能作為車載智能監(jiān)控裝置輔助儀器，所以其發(fā)展空間狹小。

四、結(jié)束語

列車空氣制動系統(tǒng)工作正常與否直接關(guān)系到列車安全運行命脈，目前在列車制動系統(tǒng)領(lǐng)域所提出的理論與實際應(yīng)用在一定程度上有效預(yù)防了一些交通事故的發(fā)生，但要想取得更理想的成果，還有待領(lǐng)域內(nèi)新理論的提出、發(fā)展、運用、成熟，也有賴相關(guān)軟、硬件的支持。

參考文獻：

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作者簡介：王剛：男，（1982－）研究生學歷，主要研究方向：智能自動化裝置，廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院電氣自動化系教師。