朱迎春，刘文军

（南车眉山车辆有限公司，四川眉山620010）

104型空气分配阀紧急阀安定性的改进研究

朱迎春，刘文军

（南车眉山车辆有限公司，四川眉山620010）

通过对104分配阀运用中意外紧急的现状分析，提出了紧急阀安定性的改进方案，并介绍了相关的试验验证。

104分配阀；紧急阀；安定性；改进

104型客车空气分配阀（简称：104阀）于1975年由原铁道部组织鉴定，在全国推广应用。30多年来，104阀经历了全国各种运行条件下的运用和苛刻的考验，在旅客列车上的装车比例已超过94%，已成为作用可靠、维修保养工作量少的旅客列车主型空气分配阀。随着旅客列车速度的不断提高，运用部门反映104阀在运用中有偶发性的意外紧急，为此四川制动科技股份有限公司2009年～2010年对全铁路24个客车段进行了104阀运用现状的调研，各个客车段反映在运用中每年都发生有数次意外紧急现象，且冬季发生意外紧急的概率较高。

1 104阀使用现状分析

20世纪70年代104阀设计时我国主型客车为22型客车，其自重小、速度慢。20世纪90年代104阀开始在25型客车上装车，其自重大、速度快。旅客列车多次大提速后，干线速度达到了140～160 km/h，运行速度的不断提高意味着垂向振动的加大，目前104阀在运用中有偶发性的意外紧急现象，说明在运用环境发生较大变化后，对104阀的安定性提出了更高要求，有必要对104阀的安定性进行改进研究。

104阀的安定性是指常用制动时不发生紧急制动作用的性能。

当施行常用制动时，104阀紧急阀（见图1）中紧急活塞下腔的列车管压力随着下降，紧急活塞上腔的紧急室压力空气经紧急活塞杆上部限孔Ⅳ、中部逆流限孔Ⅲ和紧急活塞杆下端面孔口向紧急活塞下腔（即向列车管）逆流，故紧急活塞两侧不会形成足以压缩安定弹簧9的压力差，若在常用制动时第1次减压较大，在紧急活塞两侧形成了足以使紧急活塞稍稍压缩安定弹簧9而下移极小距离的压力差时，因紧急活塞稍微下移，紧急活塞杆3顶面环形凹槽中的密封圈2便稍稍脱离紧急阀盖1，于是，紧急室压力空气又经密封圈处紧急活塞杆3的轴向中心孔上口、逆流限孔Ⅲ等向列车管逆流，逆流量比仅通过上部限孔Ⅳ时来得大，故紧急活塞两侧仍不会形成足以更多压缩安定弹簧9的压力差，加之紧急活塞杆3的下端面与放风阀16之间有4 mm的间隙，故放风阀16均仍处于关闭状态，紧急阀不发生作用。

104紧急阀紧急活塞杆3的轴向中心孔内，有一个逆流限孔Ⅲ（φ1.6 mm），用以控制紧急室压力空气向列车管逆流的速度，以保证紧急制动时在紧急活塞两侧形成足够的压力差来推动紧急活塞下移，从而产生紧急放风作用；同时也保证常用制动时由于紧急室压力空气向列车管的逆流，而在紧急活塞两侧形成不了足以使紧急活塞继续下移、压开放风阀16的压力差。因此，制约逆流量的逆流限孔Ⅲ须有足够大的孔径，常用制动时，紧急室压力空气才可充分地向列车管逆流，从而实现安定性要求。逆流限孔Ⅲ的直径应设计恰当，此限孔过大会降低紧急制动灵敏度，过小会影响常用制动安定性。20世纪70年代104阀设计时，我国主型客车为22型客车，当时我国旅客列车的干线最高速度为60～80 km/h。由于速度较慢，原设计的逆流限孔Ⅲ（φ1.6 mm）尺寸是满足安定性要求的。20世纪90年代104阀在25型客车上装车，经过多次提速后，我国旅客列车的干线最高速度达到了140～160 km/h，由于运行速度不断提高导致客车垂向加速度增大，原逆流限孔Ⅲ（φ1.6 mm）尺寸已不满足运用环境变化后的安定性要求，须进行适当调整。

现场调研中，发现冬季发生意外紧急的概率较高，这是冬季气温寒冷，压力空气中的水汽可能在逆流限孔Ⅲ周围有细微的结冰颗粒使逆流限孔轻微缩小造成的。此外，安定弹簧9的刚度、自由高等参数的选定也与安定性有密切关系。

2 改进方案

提高紧急阀安定性方法有2种。（1）紧急活塞杆3中的逆流限孔Ⅲ适当增大；（2）紧急阀的安定弹簧9作用力适当增大。从制造角度看，逆流限孔的加工比弹簧作用力的控制较容易，且考虑到冬季时压力空气中的水汽可能在逆流限孔周围有细微的结冰颗粒使逆流限孔轻微缩小的现象，因此提高紧急阀安定性采用紧急活塞杆3中的逆流限孔Ⅲ适当增大的方案。

确定逆流限孔Ⅲ适当增大的原则为在不改变104阀性能（TB/T 1789－1986及TB/T 1492－2002），并符合104阀技术条件（TB/T 1786－1986）的情况下，尽量增大逆流限孔Ⅲ，以提高104阀运用的安定性。因此紧急活塞杆3中的逆流限孔Ⅲ改进尺寸暂定为φ1.7，φ1.8，φ1.9 mm，然后通过试验验证，最终确定合理的逆流限孔Ⅲ改进尺寸。

3 试验验证

试制了25组φ1.7，φ1.8，φ1.9 mm逆流限孔Ⅲ的紧急活塞杆3进行试验验证。

3.1 单阀试验

在单阀试验台上对装φ1.7，φ1.8，φ1.9 mm逆流限孔的紧急阀按TB/T 1789－1986《104和103型客、货车空气分配阀试验规范》的规定进行性能试验。

试验结果：（1）装φ1.7，φ1.8 mm逆流限孔的紧急阀满足规定要求；（2）有19套装φ1.9 mm逆流限孔的紧急阀的紧急灵敏度超过了100 k Pa。说明φ1.9 mm逆流限孔过大，导致紧急灵敏度超标，因此在下阶段的单车试验、列车试验中，排除φ1.9 mm逆流限孔。

3.2 单车试验

在单车试验台上对装φ1.6，φ1.7，φ1.8 mm逆流限孔的紧急阀按TB/T 1492－2002《铁道车辆制动机单车试验方法》的规定进行了性能对比试验，各逆流限孔单车紧急制动性能曲线见图2～图4。

对单车紧急制动性能曲线进行对比分析，与装φ1.6 mm逆流限孔的紧急阀相比，装φ1.7，φ1.8 mm逆流限孔的紧急阀单车紧急制动性能都正常，紧急灵敏度虽略有下降，但都满足TB/T 1492－2002《铁道车辆制动机单车试验方法》要求，各逆流限孔紧急灵敏度及临界点排风孔径（即满足单车试验器安定性要求的最大排风孔径）见表1。

试验结果：紧急阀的逆流限孔由φ1.6 mm改为φ1.8 mm，临界点排风孔径由φ2.7 mm增大到φ3.0 mm。在同样满足104阀性能的情况下，应尽量增大逆流限孔，以提高104阀运用的安定性，因此紧急阀逆流限孔改进尺寸初步选定φ1.8 mm。

3.3 列车试验

试验编组数量为25辆，在33辆客车制动试验台上采用DK－1型机车制动机对装φ1.6，φ1.7，φ1.8 mm逆流限孔的紧急阀进行了性能对比试验，各逆流限孔列车紧急制动性能曲线如图5～图7。

对列车紧急制动性能曲线进行对比分析，与装φ1.6 mm逆流限孔的紧急阀相比，装φ1.7，φ1.8 mm逆流限孔的紧急阀列车紧急制动性能都正常，仅紧急制动波速略有下降，各逆流限孔紧急制动波速见表2。

试验结果：紧急阀的逆流限孔由φ1.6 mm改为φ1.8 mm，对紧急制动波速影响较小。

3.4 低温试验

在齐齐哈尔低温试验站，在常温、低温（－50℃、48 h）环境下对装逆流限孔φ1.8 mm的紧急阀进行了单车性能对比试验。

试验结果：在低温（－50℃、48h）环境下，装逆流限孔φ1.8 mm紧急阀的紧急灵敏度满足TB/T 1492－2002《铁道车辆制动机单车试验方法》的要求。最终确定逆流限孔改进尺寸为φ1.8 mm。

4 结束语

采用φ1.8 mm逆流限孔，在不改变104阀性能（TB/T 1789－1986及TB/T 1492－2002），并符合104阀技术条件（TB/T 1786－1986）的情况下，提高了104阀运用的安定性。

2012年12月19日原铁道部运输局组织专家对紧急阀安定性改进方案进行了论证分析，认为该改进方案可行。2013年2月7日，原铁道部运输局下发运辆客车函［2013］77号文对全铁路104阀的紧急阀按该改进方案进行改造。目前，从全铁路旅客列车的运用来看，改造后的104阀紧急阀几乎没有发生意外紧急制动的现象，表明104阀紧急阀安定性改进方案较为合理，效果显著。

［1］ 夏寅荪.104型空气及电空制动机［M］.北京：中国铁道出版社，2001.

［2］ TB/T 1492－2002.铁道车辆制动机单车试验方法［S］.

［3］ TB/T 1786－1986.104型空气分配阀技术条件［S］.

［4］ TB/T 1789－1986.104和103型客、货车空气分配阀试验规范［S］.

［5］ 铁道部产品质量监督检验中心低温试验站.104E型客车空气分配阀产品质量检验报告（2012）DW字第W156号［R］.北京：铁道部产品质量监督检验中心.

Stability Improvement of 104-type Air Distribution Emergency Valve

ZHU Yingchun，LIU Wenjun
（CSR Meishan Rolling Stock Co.，Ltd.，Meishan 620010 Sichuan，China）

Based on the status analysis of the 104-type distribution valve＇s accidents emergencies during the operation，the paper proposes the stability improvement scheme for the emergency valve，and introduces the related experimental verification.

104-type distribution valve；emergency valve；stability；improvement

U270.351

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.25

1008－7842（2014）06－0098－04

0—）男，教授级高级工程师（

2014－05－30）