东风4B内燃机车“JZ-7型制动机作用阀排风不止”的原因分析与处理

东风4B内燃机车“JZ-7型制动机作用阀排风不止”的原因分析与处理[摘要]分析了JZ-7型制动机作用阀排风不止的原因，提出了处理办法及效益分析。

[关键词]作用阀排风不止处理措施

作用阀是自动制动阀(大闸)和单独制动阀(小闸)的执行机构，是JZ－7型制动机系统的主要部件之一。它受分配阀或单独制动阀的控制，直接操纵机车制动缸的充排气，使机车制动、保压和缓解，其性能直接影响着铁路运输安全。因此，分析作用阀排风不止的原因并提卅解决措施，对确保铁路运输安全具有重要意义。

一、课题提出背景

2008年11月8日，9522机车在运用过程中操纵小闸使制动机车时，出现了作用阀排风口排风不止的故障；2009年2月8日、19日，7768、4286机车在运用过程中使用小闸单独制动机车时也出现里同样的故障。

经过对机车故障进行反复鉴定试验，确定3台机车故障现象完全相同：

1、操纵大闸使机车或全列车制动时，没有出现作用阀排风不止的现象。

2、操纵小闸使机车阶段制动时，也没出现作用阀排风不止的现象。

3、大小闸放在运转位，机车处于缓解状态，作用阀排风口也没出现排风不止的现象。

4、操纵小闸将手柄快速推向最大制动区时(制动缸压力由0立即上升到300KPa)，出现了作用阀排风不止的现象。

二、研修过程

(一)Jz－7型制动机作用阀的原理

1、制动作用：

作用阀受分配阀或小闸的控制，作用风缸或单独作用管内的压力空气经作用阀作用管进入作用阀膜板下部并增压，推动膜板连同空心阀杆上移，压缩作用阀供气阀弹簧，使供气阀离开阀座，打开供气阀，总风经供气阀口、制动缸管向制动缸充气，使机车呈制动状态。同时，总风经阀体上的缩口风堵向作用阀膜板上部充风；总风还经阀体和供气阀盖上的暗道进入供气阀上部弹簧侧，用以平衡供气阀下部所受之风压，为能及时关闭供气阀做好准备。

2、保压作用：

随着制动缸风压逐步升高，作用在作用阀膜板上部的压力也逐步升高，当制动缸压力与作用阀膜板下方的压力逐渐平衡时，作用阀膜板在供气阀弹簧和缓解弹簧的作用下向下移动，使供气阀关闭阀口，此时空心阀杆仍与供气阀接触，呈制动后的保压状态。若制动缸或其管路漏泄时，因制动缸压力降低，膜板上下方压力失去平衡而上移动，重新开放供气阀口，向制动缸补充压力空气，待压力恢复后，仍处于保压状态。

3、缓解作用

当单独作用管或分配阀的作用风缸管通大气时，使作用阀膜板下部通大气，作用阀膜板在制动缸压力和缓解弹簧的作用下移至下极端位置，带动空心阀杆离开供气阀，开启排气口，制动缸内的压力空气经空心阀杆中心孔排向大气，机车呈缓解状态。

(二)原因分析及故障排查

1、原因分析

根据作用阀制动原理可知，制动后，作用阀出现排风不止故障的唯一条件是：作用阀供气阀关闭不良或其他原因使总风窜入供气阀口下部，总风经空心阀杆中心孔和排气口排入大气，使作用阀出现排风不止。因此，分析造成供气阀口下部窜入总风的原因，便是解决本故障的关键所在。

(1)供气阀不正或胶垫破损、变形

当供气阀不正或胶垫破损、变形时，会造成供气阀关闭不严，总风进入供气阀口下部使作用阀出现排风不止。但是，当供气阀不正或胶垫破损、变形时，操纵大、小闸使机车制动，作用阀均会出现排风不止的现象，且在缓解状态下也会出现作用阀排风不止的现象，与本课题的故障现象不相吻合。因此该条故障现象被排除。

(2)供气阀被异物垫起

当供气阀被异物垫起，会造成供气阀关闭不严，总风进入供气阀下部使作用阀排风不止。通常，该原因造成的故障可通过频繁制动和缓解将异物吹落，故障自然消除。当异物无法吹落时，无论机车在制动状态还是缓解状态，均会出现作用阀排风不止的现象，同样该条原因也被排除。

(3)供气阀弹簧断裂或弹力弱

供气阀弹簧断裂或弹力弱，会造成供气阀关闭不严，使总风进入供气阀口下

部，造成作用阀排风不止。同样，该原因会造成作用阀在制动和缓解状态下均会出现排风不止的故障现象，因此该条原因也被排除。

(4)供气阀口出现裂损

供气阀口出现裂损，会造成供气阀关闭不严，使总风进入供气阀口下部，同样会造成作用阀在缓解或制动状态下排风口排风不止。同理，该条原因也被排除。

(5)供气阀柱塞卡滞

当供气阀柱塞卡滞时，造成供气阀不能关闭或关闭不严，总风进入供气阀口下部，作用阀出现排风不止故障。柱塞卡滞具有偶然性，但当柱塞套磨耗出沟槽或因润滑不良致使摩擦系数严重增大时，会使柱塞卡滞变得有规律性。但是无论操纵大闸还是小闸，均可能发生柱塞卡滞，使作用阀出现排风不止现象。因此，此条原因也被排除。

(6)作用阀体上或供气阀盖上的暗道完全堵塞

当作用阀体上或供气阀盖上的暗道被完全堵塞时，总风不能经该暗道进入供气阀柱塞上部，无法平衡供气阀下部所受风压，导致供气阀不能及时关闭阀口，同样，该原因会造成操纵大闸或小闸使机车制动时，作用阀出现排风不止的现象。因此，暗道被完全堵塞的原因也被排除。

(7)作用阀体上或供气阀盖上的暗道部分堵塞

当作用阀体上或供气阀盖上的暗道部分堵塞时，总风不能畅通地经暗道进入供气阀柱塞上部，无法迅速平衡供气阀下部所受风压，使供气阀不能及时关闭阀口，制动时间越短即制动充气速率越快，故障现象非常明显。因为当供气阀柱塞上部充气速率大于或等于制动缸充气速率时，供气阀上、下侧压力平衡，能在供气阀弹簧的作用下随作用阀膜板同步下移，及时关闭供气阀口，起保压作用；当供气阀柱塞上部充气速率低于制动缸充气速率时，供气阀上、下侧压力失去平衡，出现下侧压力大、上侧压力小的现象，因此供气阀受到一个向上的作用力，不能随作用阀膜板同步下移，从而不能及时关闭供气阀口，导致故障发生。

经分析“作用阀体上或供气阀盖上的暗道部分堵塞”这条原因基本符合本课题的故障现象。理由如下：

I、当使用大闸制动机车时，制动缸压力上升到350KPa或420KPa的时间为6-7秒或7-9秒，紧急制动时制动缸压力上升到450KPa的时间为5-7秒，制动缸压力上升的时间相对较长，这便于供气阀上、下侧的压力平衡。

II、小闸阶段制动时，由于供气阀口开度小、升压较慢，制动缸充气速率较慢，便于供气阀上、下侧的压力平衡。