城际动车组 高度阀调整杆变形 分析及对策

城际动车组 高度阀调整杆变形 分析及对策

周耀斌

中车唐山机车车辆有限公司 河北唐山 063035

摘要：针对城际动车组在运用过程中出现的高度阀调整杆弯曲的现象，本文研究分析后认为高度阀调整杆的弯曲主要与线路条件、走行部与线路的匹配性、设计参数有关，据此提出了提高设计的准确性与安装的规范性、充分考虑线路条件及线路匹配特性、建立空簧控制装置的全寿命管理体系等对策，并通过对高度阀调整杆调节机理的理论分析解决了高度阀与车体干涉的问题，为后续高度阀调整杆发生弯曲提供了紧急处理方案。

关键词：高度阀调整杆；弯曲

随着铁路行业的日益发展，客车运行平稳性、乘坐舒适性成为轨道车辆的一项重要性能指标，转向架二系悬挂占有很重要地位。因线路条件，车体会与高度阀调整杆发生碰撞，调整杆变形后，调节性能下降，乘坐舒适性降低。因此，本文针对列车在运行期间高度阀调整杆弯曲的情况进行归纳，提出相应的预防措施。

1 城际动车组高度阀调整杆发生弯曲的主要原因

1）线路原因 由于不同城市区域的地质条件、气候不尽相同，轨道线路铺设完成以后，车轮挤压、路基沉降等因素，随着时间的推移线路产生一定的形变^[1][2]，车辆起伏可能发生会发生车体与调整杆顶端接触，调整杆下端通过螺栓固定在构架上，被迫折弯。

2）转向架与线路的不匹配 列车出厂后，需要上线运用考核，试验线路为既有线路，车辆在运行过程中转向架受到轨道的约束沿着轨道进行曲线运动，当车辆通过小半径曲线时，车体与转向架产生的偏转角度过大，高度阀调整杆会发生弯曲变形。

3）设计尺寸错误 车体落到转向架上之后，高度阀调整杆的最高点与车体底端平面之间存在一定的安全距离，这个安全距离往往由设计人员计算决定，在实际生产过程中，往往由转向架厂操作人员按照图纸调至指定长度，如果这个设定值存在错误必然会使车体与高度阀调整杆的顶端发生碰撞，致使其折弯变形。

2 空气弹簧控制装置的机理与实例分析

1）空气弹簧控制装置的机理分析 高度阀调整杆作为作为空簧高度调整的执行组件，根据车体的高低起伏实时地作出充风排风动作，使车体高度始终保持在一定的高度范围内，从而实现运行平稳、乘坐舒适的要求。

空气弹簧控制装置主要是由空气弹簧本体、附加气室、高度阀控制装置、差压阀和节流孔（阀）等组成^[3]。

该控制系统在工作过程中，当车辆静载荷增加时，空气弹簧被压缩，工作高度降低，高度阀随枕梁的下降而下降，由于高度调整杆的长度为定值，高度阀调整杠杆发生转动，本车只有高度阀主阀与进气管路连接，打开高度阀主阀的进气机构，压力空气由列车风源通过高度阀控制阀的进气机构进入空气弹簧和附加气室，直至高度阀调整杠杆恢复其原来的工作高度；反之，当车辆静载荷减小时会使枕梁上升，高度阀也会随之上升，高度阀调整杠杆发生反向转动，打开高度阀主阀的排气机构，压力空气由空气弹簧和附加气室通过高度阀主阀的排气机构经排气口排入外界大气，直至高度调整杠杆回到水平位置^[3]。如图1所示。

（a）主阀控制装置 （b）副阀控制装置

1-主阀调整杆； 2-主阀；3-主阀调整杠杆；4-副阀调整杆；5-副阀；6-副阀调整杠杆

图1 高度阀调整装置

本文研究对象为某型城际动车组，主阀可以进气、排气，副阀只能排气。当主阀调整装置发生故障，主阀无法排气，有可能使压力空气源源不断的进入空气弹簧，当空簧高度超过一定高度，使副阀调整杠杆超越水平位置后，副阀就开始排气，使空簧不致于爆裂，也可以避免车体发生倾斜影响乘坐舒适性甚至运行安全。

2）实例分析 城际动车组在解体检查后落车时，发现高度阀调整杆顶端与车体底部存在干涉，根据高度阀调整的原理，可以得出通过调节高度阀调整杆中的套筒螺母实现高度阀调整杆总长度的变化，虽然高度阀副阀调整杆的长度HB缩短了，但是HB依然大于HA，依然可以保证副阀的功能实现，只是在空簧上升的过程中会更早触发副阀的排气功能，相当于整套装置的过充保护变灵敏了。

落车完成以后，车辆在厂内进行调试，空簧控制装置功能正常。

3 对策

针对城际动车组出现的高度阀调整杆弯曲的主要原因，本节提出一些相应的措施，可以有效的避免高度阀调整杆弯曲，最大限度避免空簧控制功能失效，保障列车乘坐舒适性和持续稳定运行。

1）提高设计准确性和安装规范性 在设计时需要充分考虑在生产过程中的落车工位高度阀调整杆不能与车底干涉，通过车体与转向架落成的三维装配模型对高度阀调整杆的总长度进行严格的尺寸核对；高度阀调整杆预组装的时候，需要对来料进行核对检查，教育引导组装人员增强作业标准化、规范化意识，避免出现调整杆长度超限的现象发生。

2）充分考虑环境因素对空簧控制装置的影响 对空簧控制装置的设计需要充分考虑运用期间的气候、线路条件等因素。所选取的线路应当尽可能与转向架的性能相匹配，避免通过小半径曲线，通过弯道时要适当降速，避免车体相对转向架产生过大的横向位移。

3）建立空簧控制装置相关部件的全寿命管理体系 在空簧控制装置的供应商、车辆生产单位与车辆运营单位之间建立全寿命管理体系，做到对运营中每个转向架上的高度阀、调整杆都能明确其生产日期和剩余寿命，并根据此信息在运营阶段及时作出检测、更换的处理。从而有效避免过期使用带来的安全隐患，保障运行安全。

4 结束语

本文通过对城际动车组的空气弹簧控制装置中高度阀调整杆弯曲的原因分析，并且提出了相应的防护措施与解决方案，为车辆在后续运行过程中避免出现高度阀调整杆弯曲变形提供了思路，为车辆在运行过程中出现高度阀调整杆弯曲的突发事件提供了解决方案，具有一定的理论价值和实用价值。

参考文献：

[1]佘毅.基于车载近景摄影测量的高速铁路轨道几何状态检测[D].西南交通大学，2014.

[2]刘连珂.铁路生产维护安全风险防控策略研究[J].大学教育，2015 (12)：185-186.

[3]戴刘丰,曾九玉.关于铁路空气弹簧智能控制装置的构思[J].机车车辆工艺，2015 (5) ：43-44.