受电弓阻尼器原理及常见故障分析

阻尼器是受电弓在异常工况下紧急快速降弓的缓冲保

护装置，其可靠的阻尼特性对受电弓安全运行尤为重要。

一、阻尼器工作原理

受电弓是由底架、下臂、上臂、弓头组成的铰接式机械构件，可等效简化为四杆机构。其中下臂为主动杆，通过特定角度范围内的转动来驱动受电弓升降。阻尼器安装在下臂与底架之间，可调节和缓冲下臂杆转动，从而实现受电弓的减振和缓冲。

阻尼器属于油压减振器的一种，是广泛应用于机车车辆悬挂的重要减振构件。它以油液为工作介质，通过外力拉伸、压缩活塞杆往返运动形成液压阻尼力，达到减振目的。其本身具有良好的减振阻尼效应和柔性的减振效果，能够提高机车车辆及部件高速运行时的平稳性、舒适型和安全性。阻尼器主要由接头、底阀组装、油缸、活塞组装、储油缸组焊、导承、骨架密封件、压盖、活塞杆等组成，如图1 所示。

受电弓工作要求：正常工况下的各工作高度范围内阻尼

器阻尼力较小，从而确保受电弓与接触网之间保持（70±10）N 的恒定静态接触压力，达到稳定受流的目的；异常工况下，受电弓快速降弓接近落弓位置时，阻尼器有缓冲从而避免有害冲击。为满足拉伸、压缩行程时受电弓对阻尼力的需求，受电弓阻尼器的阻尼特性设计为不对称的。

阻尼器特性曲线见图2。图中A 和B 行程为阻尼器的拉伸行程，对应受电弓的降弓过程，拉伸时是变阻尼力，刚开始比较小（＜ 450 N），拉伸到一定位置时阻尼力突然增大。

A 行程中产生阻尼力由活塞杆的阻尼节流阀系来实现，

B 行程中产生的阻尼力由活塞阻尼调节阀系来实现。

C 行程为阻尼器的压缩行程，对应受电弓的升弓过程，C 行程中产生的阻尼力由底阀座组装中阀片弹簧系统实现，通过改变阀片弹簧的刚度来调节阻尼力的大小。

二、阻尼器失效故障及分析

和谐系列电力机车受电弓长期运用经验表明，引发阻尼

器失效的常见故障有漏油、阻尼特性失效。

（一）阻尼器漏油故障

阻尼器的密封分为静密封和动密封。静密封采用O 型圈进行密封。动密封由防尘圈及骨架油封组成，其中骨架油封为主密封件；活塞杆在往复运动过程中起刮油作用，防止油液泄漏；防尘圈主要作用是防止外部的灰尘进入阻尼器内部。密封结构见图3。

受电弓弓头跟随接触网动态受流时，受电弓工作高度时刻变化，从而带动阻尼器活塞杆频繁往返运动。如阻尼器因动密封失效，将导致阻尼器内部油液沿密封处渗漏，低挥发性的液压油积存在阻尼器外表。

拆解大量故障阻尼器，发现阻尼器漏油主要是动密封失效引起的：骨架油封主密封唇口内孔磨损（见图4）后，无

法预紧活塞杆并刮干净活塞杆表面的油液，油液顺活塞杆往复运动而被带出。

骨架油封主密封唇口磨损原因主要有两点：一是活塞杆与活塞同轴度超差，导致了活塞杆对骨架油封主密封唇口的侧向磨损；二是骨架油封主密封唇口因橡胶材质老化而磨损。

（二）阻尼特性失效

阻尼器阻尼特性失效主要表现在：受电弓紧急快速降弓时，阻尼值不足，以及工作范围缩小，此时对应的是阻尼器的拉伸行程。故障阻尼器的阻尼特性曲线见图2。

阻尼器阻尼力的大小，是根据活塞上的节流阀阻碍液压油从上腔流到下腔而产生的压强大小来衡量，当活塞杆上的通油孔全部进入导程内时，阻尼力达到最大值。造成阻尼特性失效的因素有：

1）活塞密封圈的密封失效。

活塞与油缸内孔由橡胶密封圈来密封，活塞拉伸时容易造成密封圈变形，从而导致液压油从活塞与油缸缸壁流过，致使阻尼力变小。

2）单向节流阀失效。

单向节流阀不能完全关闭导致节流效果降低，油缸上腔

液压油流入下腔产生较小压强，从而降低了阻尼力。

3）油缸内出现空气。

由于阻尼器内部节流阀值变化，在活塞压缩过程中，油缸上腔的回油不完全，会导致储油缸的空气进入，或形成无油的真空状况，而空气的可压缩性，会使阻尼器在拉伸时阻尼减少或阻尼范围减少。