120型空气制动阀的作用原理及应用中的几点建议探析

120型空气制动阀的作用原理及应用中的几点建议探析

摘要为了适应铁路快速增长的客、货运量的要求，从1997年起，铁道部先后进行了6次大提速。随着铁路货车提速、重载的需求，安全问题日益突出。制动系统作为列车运行中安全保障的最有效装备之一，其技术的发展有着非常重要的意义，而制动系统的核心部件就是制动阀，制动阀性能对列车的行车安全起着决定性的作用。我国铁路货车制动阀的主型产品是120型空气制动阀，本文对该制动阀的作用原理进行了介绍，并就实际应用对120阀提了几点建议。

关键词制动；120阀；作用原理

1 铁路货车制动的重要意义及发展

1.1 货车制动系统的重要意义

铁路是国民经济的大动脉，对国民经济的发展起着十分重要的作用。特别是近年来，随着我国国民经济的持续、快速、稳定的发展，铁路管理和研究部门通过一系列的体制改革、管理改革和技术革新，使我国的铁路事业取得了令人瞩目的成绩。然而为了适应快速增长的客、货运量的要求，从1997年起，铁道部先后进行了6次大提速。随着列车速度的提高，载重量的增加，安全问题的重要性日益突出。因此，制动系统作为列车运行中安全保障的最有效装备之一，其技术的发展意义非常重大。

1.2 铁路货车制动阀的发展

目前，我国铁路货车制动阀的主型产品是120型空气制动阀。而在120型空气控制阀大批量投入运用之前，我国的铁路通用货车采用的空气制动机经历了从K型空气控制阀到GK型空气控制阀，从103型空气控制阀到120型空气控制阀发展阶段。目前，长大重载列车发展到120-1型空气控制阀。其中，K型阀和GK阀主要应用于四五十年代的30吨级至50吨级货车制动系统中。随着铁路货车重载要求的提高，K型阀或者是GK阀的作用性能已经逐渐不能满足使用要求。铁道部科研机构联合有关车辆厂研究了103阀以及目前的120型制动阀。

2 120型空气控制阀的结构及作用

2.1 120型空气制动阀的组成结构

120型空气制动阀主要由中间体、主阀体、紧急阀3部分组成。其中，主阀体由作用部、减速部、加速缓解部、紧急二段部、局减部以及半自动缓解阀等几部分组成。

2.2 120型空气制动阀的作用原理

120型制动阀的控制作用有初始充气及减速充气、常用制动、制动保压、充气缓解及紧急制动等作用。

120型控制阀的系统结构如图1所示：

2.2.1 初始充气及减速充气位的作用原理

列车在编组后的初始状态为列车管以及各种制动支管、120阀体各管路内均无空气。为了能使120阀发生制动作用，就需要列车管向各个阀体的通路内冲入空气。充气状态时，列车管内的空气一部分进入紧急阀；另一部分由中间体通路，经滑阀上的充气孔分别向副风缸和加速缓解风缸冲入空气。还有一部分空气直接进入作用部的上端。由于货车编组数量大，前部列车充气较快。因此，在前端车辆中进入活塞上部的空气，就会压缩作用部活塞带动滑阀下移，关闭滑阀上的正常充气孔，连通了滑阀上的减速充气孔，如此就实现了前端列车的减速充气、后部列车快速充气的作用，实现了整列列车的充气一致性。当副风缸的压力与列车管的压力均达到600 kPa的定压时，处于减速充气位的活塞又会带动滑阀一起向上移动恢复初始位置。所不同的是，各管路中已经充满了空气。

2.2.2 常用制动的作用原理

常用制动分为第一阶段局减和第二阶段局减两个过程。在第一阶段局减中，列车管减压较快，副风缸内的空气推动作用部主活塞带动节制阀向上移动，由于摩擦力的作用，滑阀并没有移动。这样就关闭了主阀与副风缸和加速缓解风缸的通路，而打开了主阀通向中间体内局减室的通路，列车管内的空气，就可以通过中间体内局减室连通大气的通路，排向大气。当列车管的压力继续减小，作用部主活塞继续上移至极点，滑阀在空气的压力作用下也向上移动，关闭了列车管和中间体内局减室的通路，打开了列车管和局减阀的通路，此时，列车管的空气经局减阀的通路进入制动缸。通过制动活塞带动基础制动装置的移动，实现了制动作用。

2.2.3 制动保压的作用原理

在常用制动过程中，副风缸的风源源不断的进入制动缸。当副风缸的压力小于560 kPa时，作用部活塞带动节制阀下移，而滑阀仍然不动，这样就关闭了副风缸和制动缸的通路。实现了制动保压的作用。

2.2.4 充气缓解的作用原理

在充气缓解中，作用部的活塞受空气压力的影响，带动滑阀一起向下移动。制动缸内的空气便会通过滑阀上的缓解槽通道，经由加速缓解阀活塞外侧与大气的连接通路排向大气。由于这个通路的排气孔较小，因此，在空气还没有全部排入大气时，加速缓解活塞外侧已经积累了一定得压力。这时便会推动加速缓解活塞下移，同时推动加速缓解阀的顶杆，打开加速缓解阀内的夹心阀，此时加速缓解风缸的空气便由此通路进入列车管，从而保证了后部车辆的快速充气缓解作

用。

2.2.5 紧急制动的作用原理

当列车遇到突发情况，就需要进行紧急制动。此时列车管迅速排气，作用部活塞上部会立刻减压，迅速移动到最上端。副风缸的空气经滑阀迅速充入制动缸。同时，列车管的迅速减压，也会促使紧急阀活塞下部的空气压力迅速降低，紧急阀活塞就会向下移动，推动紧急阀顶杆向下移动，打开放风阀内的夹心阀，将列车管内的空气迅速排入大气。如此，制动缸的压力一直保持最大，列车就会发生紧急制动作用。

3 120型空气制动阀在应用中的常见故障及处理方法

3.1 120阀在应用中主要存在以下故障：

充气后主阀排气口排风不止。产生此种故障主要有两种原因：一是滑阀与滑阀座，或节制阀与滑阀背面贴合不严，漏出的是副风缸的压力空气。另外一种原因是，紧急二段阀O形密封圈故障，引起列车管压力空气漏向大气。单一车辆不出闸。单一车辆不出闸的原因有多个。其中的一个原因是半自动缓解阀拉手使用时被卡住，缓解阀顶杆没有复位。

3.1.1 在制动保压位中，部分车辆发生自动缓解作用。

发生此种故障除了机车原因外，很有可能就是缓解阀排气口，或者是调整阀排气口有泄漏的原因。

3.1.2 在常用制动缓解时不能发生缓解作用

产生这样故障的原因之一是120制动阀的作用部发生故障，使得制动缸排气口不能排气。

3.1.3 在紧急制动位时不能发生紧急制动

主要原因是紧急活塞杆径向排气孔孔径过大。

3.2 120型制动阀常见故障的处理方法

我们可以看出，出现以上故障多是由于120型控制阀的内部部件发生故障。因此，处理以上故障的方法多为更换120控制阀的各种部件即可。对于部分无法修复的问题，需要更换新的120阀。

4 120型制动阀应用中的几点建议。

基于120型控制阀在应用中出现的常见故障，为增强120制动阀的使用寿命