田雪姣

摘 要：对HX型机车撒砂系统原理进行介绍，并结合机车现场实际运用情况，对撒砂量不足或不撒砂问题进行了理论分析及试验验证，分析故障原因并提出改进措施。

撒砂系统主要作用是给机车提供符合规定要求的用砂，以提高机车黏着力，防止机车轮对空转和紧急制动时轮对滑行。撒砂系统对机车运行状态影响较大，撒砂系统故障不撒砂或砂量不足，轻则造成机车轮对空转，重则造成列车坡停，严重影响行车安全及运输秩序，故障隐患极大。

一、HX型机车撒砂系统作用原理介绍

撒砂系统由撒砂控制电磁阀、撒砂控制阀、砂箱及撒砂软管等组成，机车司机室端及冷却室端各设置一个砂箱，砂箱下部连接撒砂控制阀，砂箱内砂子在重力作用下直接进入撒砂控制阀砂槽内。

当机车发出撒砂指令时，撒砂控制电磁阀得电。此时，撒砂电空阀的进风口与出风口沟通，总风经撒砂电磁阀进入撒砂风管，撒砂风管连接到撒砂控制阀进风管，吹动撒砂控制阀砂槽内的砂子进入撒砂软管，砂子在压力空气的流动和重力的作用下洒到钢轨轨面，完成机车撒砂动作。

二、HX型机车撒砂装置故障现象与判断方式

在对HX型修理机车进行试验时，频发撒砂量不足或者是不撒砂的故障。由于涉及管路、部件较多，且更换撒砂控制阀操作较不方便，所以有效判断撒砂故障并进行排除就显得非常必要。根据撒砂系统工作原理，制定了撒砂系统故障处理流程，当HX型机车的撒砂装置某部位的砂管出现不撒砂或砂量不足现象时，可按照以下步骤判断：

（1） 将机车撒砂控制阀进风管的接头拆开，给定一个撒砂信号，检查压缩空气功能是否正常，并判断此时的压力大小，如果没有压缩空气，则对进风管路、电线路和撒砂电磁阀进行检查;若压缩空气压力偏小，则对进风管路和撒砂电磁阀进行检查，排除故障;

（2）将撒砂软管和撒砂控制阀的连接接头断开，给定一个撒砂信号，然后检查撒砂器出砂口是否出砂。如果没有砂子流出，则为撒砂控制阀发生故障或砂箱内砂子堵塞;此时若出砂口有砂子流出，基本可以确定是撒砂软管堵塞;

（3）对撒砂软管进行检查，查看软管内部是否出现堵塞现象，如果撒砂软管发生堵塞，及时进行疏通;

三、HX机车撒砂装置故障的主要原因及改進措施

根据在试验阶段对撒砂问题处理经验，HX型机车撒砂装置在运行过程中出现砂量不足或不撒砂的问题主要原因如下：

1、撒砂阀或软管堵塞

在对现场撒砂量不足或不撒砂问题处理过程中，发现撒砂阀或软管有时会堵塞，当对软管或撒砂阀进行清理后，故障消除。

经分析认为，若砂箱内粉末状砂子的含量较高或运行过程中自身振动摩擦，导致砂子中存在一定粉尘，砂箱内砂子受潮，长时间会导致砂子结块并堵塞进砂口、出砂口，进而导致不撒砂或者撒砂不足。同时，砂箱内砂子不清洁（如存在杂物、树枝等）也易导致撒砂阀堵塞现象。

改进措施：在C6级修程时对机车砂箱砂子进行全部清理，所有砂箱盖密封件进行更换并对撒砂阀进行下车检修，并对所有撒砂软管进行更新，确保撒砂阀风路畅通。

2、砂子质量问题

现场处理故障过程中发现，3、4轴撒砂状态不良，用手触摸撒砂管出口，明显感觉到有压缩空气排出，但无砂子洒出。分析认为，HX型机车撒砂装置对于砂子的规格、尺寸、晶体分布等参数具有一定的要求。在机车新造时，机车全部要求加砂为石英砂，颗粒大小均匀、无粉尘。但在机务段运用过程中，补充的砂子为普通砂，砂粒较大，而3、4轴撒砂软管较长，导致压缩空气到达3、4轴撒砂管时动力不够，无法大量将大颗粒砂粒吹出撒砂管;

改进措施：机车检修时，所有砂箱内砂子全部更换为厂内使用的细砂，同时，加砂时对砂子质量进行检查，确认无粉尘及杂物。

3、撒砂控制阀本身结构问题

在对现场撒砂故障处理过程中，在排除电气线路、空气管路、撒砂控制阀、撒砂管路等部件故障后，机车仍存在撒砂量不足的问题，更换撒砂控制阀后故障消除，所以判断撒砂控制阀本身也存在一定问题。

（1）撒砂控制阀结构介绍

撒砂控制阀结构如图2所示，砂子靠重力进入砂槽形成自然休止角，可通过调节砂量阀门A的位置来调整撒砂量，调节时按照阀体上的标记指向“L0”为减小撒砂量，反方向移动则为增加撒砂量。标记“1”“2”“3”，用于指示砂量，当指示标记在“1”和“2”之间时，撒砂器大约每分钟向轨道撒砂0.45kg。

如果撒砂控制器工作不正常，则可通过关闭旋转式撒砂活门。为了方便关闭，在撒砂控制阀两侧均设有手柄。清洁撒砂控制阀内部，重装底部螺堵和快速拆卸法兰后，再将旋转式撒砂活门旋转至开启位。此时，手柄应处在直上直下的位置。

1-转动杆;2-转轴;3-密封圈;4-螺母;5-连接盘;6-活门座;7-活门;8-撒砂活门体;9-密封垫;10-撒砂量调节部件;11-撒砂管;12-紧固螺钉;13-弹簧;14-供砂连接法兰;15-密封垫;16-撒砂控制器体;17-带手柄的管螺堵。

（2）撒砂控制阀工作原理及存在的问题

当砂子靠重力进入撒砂控制阀砂槽形成自然休止角，撒砂控制电磁阀接到撒砂指令后，通过撒砂进风管向砂槽提供压缩空气，压缩空气吹动砂子进入撒砂软管并洒向轨道。

但在对撒砂控制器进行研究时，发现撒砂控制器内部的吹砂管过长，吹砂管压缩空气直接吹向供砂管出口，如图3所示，大部分在砂槽内的砂子是无法被压缩空气吹到，导致只有很少一部分砂子被吹砂管的压缩空气吹到，所以进入供砂管内砂量较少，到达轨面的砂量就会不足，不能满足机车撒砂量标准要求。

（3）改进措施：

通过以上分析，我们认为吹砂管过长会导致到达供砂管的砂量过少。所以，我们分析可以通过缩短吹砂管使吹砂管内的压缩空气可以更多接触到砂子并将砂子吹入到供砂管内，以达到机车撒砂量标准，如图4所示。

为验证该假设是否有效，选取旧的撒砂控制阀在撒砂阀砂量试验台上进行砂量试验，记录砂量数据;然后，对上述5个旧撒砂控制阀吹砂管在车床上进行车削，并装车验证。发现当撒砂阀试验台上撒砂阀砂量试验在0.8-1L/min范围内的话，装车后机车撒砂量可满足机车撒砂砂量要求。

经过反复车削撒砂控制阀吹砂管验证，将吹砂管车短约17mm左右，在撒砂阀砂量试验台上进行砂量试验，撒砂控制阀试验台试验砂量试验在0.8-0.9L/min，装车后方可满足机车撒砂量要求。对比改造前后撒砂量试验数据，发现吹砂管变短后，撒砂量比原撒砂控制阀砂量增加了一倍。

通过对比试验确定撒砂控制阀吹砂管过长，会导致撒砂量偏少的问题。针对HX型修理机车撒砂故障问题，后续C6修程机车撒砂控制阀吹砂管全部进行改造，以保证机车撒砂量符合要求。

4 结束语

针对 HX型机车撒砂器撒砂问题，通过改短吹砂管、对机车砂箱、砂管定期清理并提高砂子质量等措施，取得了一定的成效。从试验结果及改造后机车运用跟踪情况来看，机车撒砂控制阀使用效果良好，撒砂量不足问题数明显下降，基本满足机车运用需求。

参考文献：

[1] 中国中车集团戚墅堰机车车辆有限公司. HXN5型交流传动内燃机车维护保养手册. 常州：中国中车集团戚墅堰机车车辆有限公司，2007.

[2] TB/T 3254—2011，机车、动车用撒砂装置[S]

[3] TJ/JW022—2014，机车撒砂控制技术要求[S].