CRH3型动车组初上电有效率丢失问题的研究分析

李 巍[1]

摘要：CRH3系列平台动车组，在断开蓄电池后BCU不会休眠，有效率不会丢失，但当重新上电时，有效率丢失，可能和BCU休眠相关。只有制动缓解才可以使BCU进入休眠，所以初步怀疑是车组断电过程中，制动异常缓解导致的BCU自动进入休眠。

关键词：初上电，有效率，分配阀

一、概述

CRH3系列动车组经常发生初上电后，单车制动有效率丢失，重新做制动试验多数可恢复正常，但此情况已经预示部件存在问题，故障很可能再次发生。该系列平台动车组只有在BCU断电或休眠的情况下，有效率才会复位。初步怀疑断电后和BCU休眠有关关。确定研究方向后，我们对BCU休眠开始进行研究。

为了验证研究方向是否正确，我们先开展了车组断电8小时后，对制动压力进行了前后对比的普查。发现个别车组确实有间接制动预控Stv压力下降的情况。我们将先普查发生问题的分配阀更换下来，进行了拆解分析，找到故障根本原因并制定了优化措施。

二、故障原理分析

CRH3系统列车组设置有间接制动系统，为列车管减压制动。当列车紧急制动缓解时，列车管压力充风到6bar，并能过分配阀B55.02给全列车每个车厢的自储风缸B50中充满7L的6bar压力。当紧急制动施加时，列车管压力从6bar降为0，此时每个车的自储风缸中的压力就是通过分配阀B55.02进入到间接制动系统的预控压力管路中形成间接制动预控压力Stv，到达双向止回阀的A3口，最终向下进入到中继阀B60.07，形成制动缸压力。如下图所示：

分配阀按照双压原理工作，为单次缓解。就是说，视列车管中压降的情况，可以分级制动，当列车管压力升高时，制动缸要彻底排风，以使制动彻底缓解。

充风过程，来自司机制动手柄的压缩空气通过列车管流入控制阀的L室，并作用在活塞(a)上。压缩空气通过充风喷嘴(b)继续流入R室，流向储风缸R，并通过制动喷嘴(f)流向进气阀(e)压缩弹簧(j)将阀盘(i)压到进气阀(e)上，从R到C的气路关闭。

制动过程，借助司机制动阀降低制动管L中的压力以达到制动。用活塞(a)分开的L室和R室之间产生了压差。由此，活塞(a)借助其阀杆(h)从充风位置进入制动位置。此时，活塞经过充风喷嘴(b)（L室和R室之间的连接中断），并用其阀杆(h)关闭排气阀。在继续运行中，活塞顶着压缩弹簧(j)的作用力，从进气阀(e)上将阀盘(i)提起。这时，压缩空气通过制动喷嘴(f)和打开的进气阀(e)，从储风缸R流向制动缸，直到活塞(a)上产生一个力平衡。活塞(a)借助阀杆(h)向回运动，直至进气阀(e)关闭。排气阀（c）保持关闭状态，分配阀处于关闭位置。通过继续降低制动管压力，可以逐级反复此流程，直至达到全制动。

根据动车组司机操作手册要求，司机在下车前会断开ATP电源，导致列车管排风触发紧急制动。当列车断电后，所有车辆的BCU由于有制动施加而不会休眠。当间接制动的预控压力漏泄到无法维持制动力时，BCU检测到制动缓解会进入休眠模式，最终导致列车上电后制动有效率丢失。间接制动预控压力只能通过分配阀漏压。所以，我们将故障点锁定在分配阀。

三、分配阀故障分析

按人、机、料、法、环、测六要素对分配阀故障进行分析，发现加工质量问题，有气孔有毛刺，同时，同时高级修检测中也无此项点的要求，如下图所示：

四、分配阀拆解

1. 对普查发生故障的分配阀进行检测如下：

2. 拆解分析结果

样品 1、 4、 5 活塞上的 O 圈有划伤，检查对应的衬套内壁发现通气孔有毛刺；样品 7 活塞上的 O 圈有轻微痕迹，检查对应衬套通气孔未见毛刺；样品 3、 6、 7 内部有液态油痕迹，经分析怀疑油来自空压机。经检查确认，目前的进油并未对分配阀的功能产生影响，样品 2 未见异常。

3. 故障原因

根据拆解结果分析，由于衬套通气孔毛刺处理不彻底，阀件工作时O圈随活塞往复动作被衬套通气孔毛刺划伤。由阀件工作原理，若O圈严重磨损，制动施加时气体会从R室泄漏到L室。此外，活塞（a）可能会提前达到力的平衡，活塞（a）提前向回运动。最终，会因为制动缸充压不足引起故障。如下图所示：

五、整治措施及结论

在后续加工生产及检修工艺中，增加毛刺处理步骤，先在加工中心使用0.7mm 钻头从外侧加工通气孔，这样毛刺翻边至内孔， 再使用1mm的钻头从内孔孔口手工去毛刺，然后再进行100%检查，并将此标准固件在检修技术文件《3.2.2章分配阀模块检修》，如下：

将分配阀(B02B55.02)从分配阀模块（B02B55）上拆下进行分解检修，更新新阀内部橡胶件、垫片及其它到限零部件，检查所有衬套通气孔，保证圆滑无毛刺，对活动部件、密封垫、阀杆、橡胶件等涂抹油脂，检修组装完毕后，进行性能测试。

通过以上方法，基本杜绝了由于有效率丢失问题引起的晚点影响，保证了车组的运用安全和正常运营秩序，效果良好。同时，我们将分配阀的压力普查应用到在整个动车组的售后服务项目中，提前发现隐患问题，防患于未然。

参考文献

[1] 李和平、曹宏发、杨伟君、韩晓辉、李继山. 和谐号动车组制动技术概述[J] 铁道机车车辆, 2011(31): 1-11

[2] 王月明.动车组制动技术.北京：中国铁道出版社，2010.

[3] 胡准庆. 动车组制动系统[M]. 北京交通大学出版社, 2012.6.1

[4] 李芾，安琪，王华.动车组概论.成都：西南交大出版社，2008.

 作者简介：李巍，男，工学学士学位，高级工程师

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