铁路货车车辆制动故障分析及预防措施研究

铁路货车车辆制动故障分析及预防措施研究

马锐翀

黑龙江交通职业技术学院，黑龙江省齐齐哈尔市，161000

摘要：随着铁路运输业的迅速发展，铁路货车的运行安全至关重要。制动系统作为铁路货车的关键部件，其性能直接影响到货车的运行安全和效率。本文对铁路货车车辆制动故障进行了深入分析，并提出了相应的预防措施，旨在为提高铁路货车的运行可靠性提供参考。

关键词：铁路货车；制动故障；分析；预防措施

1.铁路货车车辆制动故障的危害

1.1影响行车安全

制动故障会极大地威胁到列车的行车安全。如果制动系统无法正常工作，在需要减速或停车时，货车可能无法及时有效地制动，从而导致列车失控。例如，在进站、通过道口或遇到突发情况时，制动失效可能会引发列车与站台设施碰撞、与其他列车追尾，甚至冲出轨道，造成重大的人员伤亡和财产损失。此外，制动不均匀或制动力不足也可能导致车辆在制动过程中发生偏斜、甩尾等情况，增加了列车脱轨的风险。

1.2降低运输效率

制动故障会显著降低铁路运输的效率。当货车出现制动问题时，往往需要临时停车进行检修和故障排除，这会导致列车晚点，打乱整个铁路运输的运行计划。而且，频繁的制动故障会使货车的运行速度不稳定，无法保持最佳的经济速度，从而延长了货物的运输时间，降低了铁路运输的竞争力。

1.3增加维修成本

制动故障的发生意味着需要投入更多的人力、物力和财力进行维修和部件更换。频繁的故障不仅增加了直接的维修费用，还可能导致车辆的使用寿命缩短，提前报废。例如，更换制动缸、阀类部件、闸瓦等都需要一定的成本，而且长时间的维修作业也会占用大量的维修资源。此外，如果因为制动故障导致了其他部件的损坏，维修成本将会进一步增加[1]。

2.铁路货车车辆制动故障类型及原因分析

2.1制动机故障

制动机故障主要包括阀类故障和制动缸故障。阀类故障方面，滑阀卡滞常因运行中微小杂质进入滑阀与滑阀座缝隙所致，如沙尘颗粒在恶劣环境中侵入；均衡阀故障多由弹簧长期使用后疲劳失效致弹性减弱，无法正常调压，或均衡活塞因润滑不良、磨损等卡滞，影响压力均衡分配，像频繁制动易使均衡阀部件过度磨损；阀内漏风则通常是阀内密封圈老化、硬化或安装受损，以及密封面腐蚀、划伤致使压缩空气泄漏。制动缸故障中，制动缸活塞卡滞往往是由于缸内润滑不足或有异物，如铁锈、灰尘等，例如长时间未保养致润滑油干涸；制动缸漏风可能源于缸体铸造缺陷、外力撞击产生的裂纹，或者缸内皮碗在高温、高压及频繁动作下老化、破裂，如高温天气长时间运行影响皮碗性能[2]。

2.2基础制动装置故障

基础制动装置故障涵盖闸瓦故障和杠杆传动故障。闸瓦故障中，闸瓦磨损不均多因车轮踏面局部磨损、变形，闸瓦安装位置不正确或紧固力度不一致，致使闸瓦与车轮踏面接触不均，像车轮运行中受异物撞击致踏面变形；闸瓦脱落一般是闸瓦固定装置，如螺栓、卡簧等松动、损坏或断裂，使得闸瓦在制动时失去固定，比如螺栓未按规定扭矩紧固而在振动中逐渐松动。杠杆传动故障里，杠杆变形通常是受到过大冲击力或长期承受超设计载荷，比如紧急制动时制动力过大；销子磨损主要是连接杠杆的销子在长期转动和摩擦下逐渐磨损，导致配合间隙增大影响传动效率，例如销子表面润滑不足加快磨损速度。

2.3其他故障

其他故障包含管路漏风和人为因素。管路漏风有制动管路老化和管路连接处松动。制动管路老化是橡胶管路长期暴露于外界，受紫外线、温度变化、化学物质等影响出现龟裂、脆化，像在寒冷冬季管路易变硬、变脆；管路连接处松动多因管接头螺纹在振动、热胀冷缩等作用下松动，或密封垫老化、损坏，例如车辆长期运行的持续振动可能使管接头松动。人为因素方面，检修不到位指检修人员未严格依检修工艺和标准操作，遗漏潜在故障隐患，比如未全面清洗检查阀类部件而未发现滑阀卡滞；操作不当则是司机未按规定程序和操作要求操作制动系统，如过度频繁制动、紧急制动操作过猛等，像长下坡路段连续长时间制动致制动部件过热、性能下降。

3.铁路货车车辆制动故障的预防措施

3.1加强制动系统的日常维护和检修

为确保车辆运行的安全性与可靠性，构建并完善一套系统化的维护与检修机制显得尤为关键。此机制需详尽界定检修活动的周期性安排、具体作业内容及执行标准，比如明确在车辆累积行驶达到一定里程数或连续运行特定时间后，必须执行制动系统的全面深度检测，涵盖制动效能评估、管路密封性检查及制动元件磨损状态分析等，以确保制动性能符合安全标准。日常操作中，实施严格的出车前与收车后例行检查流程，利用专业工具及目视检查法，细致审视车辆外观，重点排查制动系统是否存在油液泄漏、结构变形或异常磨损迹象，及时发现并处理潜在故障隐患。此外，引入定期深度保养计划，该计划强调对制动系统核心组件进行精细化处理，包括但不限于定期拆解制动阀组件，采用专业清洗剂彻底清除内部杂质与沉积物，随后对关键摩擦面实施精确润滑，并依据磨损程度适时更换制动片、密封圈等易损件，同时检测并替换老化失效的弹簧、活塞等部件，以恢复并提升制动系统的整体性能与使用寿命

[3]。

3.2优化制动系统的设计和制造

在车辆制动系统的研发进程中，应当深度融合前沿设计哲学与高精度仿真模拟技术，通过构建复杂多变的工况模型与使用环境模拟，全面预测并评估系统在不同条件下的性能表现，从而在设计初期便能有效提升系统的可靠性与耐久性。具体而言，利用有限元分析方法（FEA）对关键部件进行结构强度、应力分布及疲劳寿命的精确计算与优化设计，旨在实现材料使用的最大化效率与结构强度的最优化布局。在供应链管理方面，加强零部件的质量控制体系，实施严格的供应商评估与筛选机制，确保选用的原材料及零部件均符合或超越行业既定标准。通过设立详尽的质量检测流程与标准，从源头上把控质量关，为制动系统的整体性能奠定坚实基础。生产过程中，积极引入自动化、智能化的先进制造工艺与高精度检测设备，确保产品质量的稳定性与一致性。

3.3加强对铁路货车的运行监控

为提升制动系统的智能化管理水平，应集成安装先进的传感器与监测设备，实现对制动系统运行参数的实时、精准采集，包括但不限于制动压力、温度波动、活塞行程等关键指标。通过高速数据传输网络汇集至中央处理单元，并运用专业的数据分析软件进行即时处理与模式识别，一旦监测到异常信号或偏离预设阈值的情况，立即触发预警机制，确保潜在故障能够被迅速察觉并响应。构建远程监控与诊断平台，利用云计算与物联网技术，实现制动系统运行状态信息的远程实时访问与监控。此外，深度应用大数据分析技术，对长期积累的海量制动系统数据进行深度挖掘与分析，运用统计模型与机器学习算法，揭示故障发生的内在规律与未来趋势，为制定针对性的预防性维护策略提供科学依据。通过预测性维护的实施，有效避免非计划停机，延长制动系统使用寿命，进一步提升车辆运营的安全性与经济性。

4.结束语

综上所述，铁路货车车辆制动故障分析及预防措施研究具有重要的现实意义。通过对故障的深入分析，能够明确改进的方向，降低故障发生率，保障铁路运输的安全与高效。随着铁路运输行业的不断发展，新的挑战也会不断出现，需要持续关注制动系统的技术进步，不断优化预防措施，让铁路货车的制动系统更加可靠，为铁路事业的繁荣发展保驾护航。

5.参考文献

[1]张晓冬.铁路货车车辆制动故障分析及预防措施研究[D].中国铁道科学研究院,2023.

[2]冯壮.基于FMECA和FTA的铁路货车故障分析与对策研究[D].中国铁道科学研究院,2023.

[3]陈忠宇.铁路货车车辆抱闸故障分析及措施[J].减速顶与调速技术,2019,(01):6-8.