引言

軌道交通列車均采用部分氣動控制設備,因此都設有空氣壓縮機及總風管路。為了防止空氣壓縮機控制出現(xiàn)故障,總風管路空氣壓力過高,均設置有安全閥。其中,CRH2系列動車組采用一種大排量安全閥,其安裝在裝載主空壓機車輛的制動控制裝置上,當總風管路壓力過高時,可以快速進行局部減壓,進而降低總風管路的空氣壓力。

該安全閥工作原理:通過調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)的彈簧作用在閥座上的壓力,當安全閥下部的空氣壓力大于彈簧作用力時,閥門上升離開閥座。閥門一旦離開閥座,加壓面積就被增大,使閥門在閥座的引導下迅速上升,總風壓力快速排出到大氣中。由于排氣導致總風壓力局部迅速下降,在彈簧力的作用下,閥門快速回落至閥座,同樣在彈簧力作用下壓緊,排氣過程結束,進入關閉狀態(tài),如圖1所示。

圖1安全閥原理圖

1標定試驗

為了確保CRH2用安全閥啟、停排動作值滿足設計要求,避免出現(xiàn)總風壓力上升不啟排,或啟排后由于未能及時停排導致排氣過多,需在安全閥出廠時進行標定,同時動車組進行檢修時再次對安全閥進行標定。

1.1出廠標定試驗

安全閥出廠標定時,采用專業(yè)的試驗設備進行標定試驗,由工廠風源供氣,經(jīng)調(diào)壓后輸出至儲氣器,通過壓力表監(jiān)測儲氣器的壓力值后進行安全閥啟、停排壓力值的標定,如圖2所示。

1.2整車標定試驗

安全閥在整車進行標定試驗時,截斷空壓機車輛兩端總風管路,強制控制主空壓機打風,使總風管路壓力超過安全閥啟排壓力,進而進行安全閥啟、停排壓力的測試和標定,如圖3所示。

2分析

由于兩種試驗環(huán)境不同,同一安全閥在兩種試驗方法中測試的結果相差較大,為了分析原因,裝配了25個安全閥,先在出廠標定試驗臺進行試驗標定并記錄具體規(guī)格值,再按照整車試驗方法進行測試并記錄具體規(guī)格值,每個閥試驗約50次。

2.1安全閥規(guī)格值標準

安全閥出廠試驗5次,判定標準如下:

(1)啟排值的合格范圍為930~960kPa:

(2)啟排值平均值的合格范圍為930~950kPa:

(3)5次啟排值的偏差幅度小于10kPa:

(4)停排值的合格范圍為880~930kPa:

(5)停排值平均值的合格范圍為880~920kPa:

(6)5次停排值的偏差幅度小于10kPa:

(7)啟排值的平均值與停排值的差值大于30kPa。

安全閥整車試驗判定標準如下:

(1)啟排值的合格范圍為930~960kPa:

(2)停排值的合格范圍為880kPa以上:

(3)啟排值與停排值的差值大于30kPa。

2.2試驗數(shù)據(jù)對比分析

2.2.1啟排壓力數(shù)據(jù)分析

出廠試驗時,安全閥的啟排值所處區(qū)間控制在950~960kPa。整車試驗時,安全閥的啟排值在930kPa以上的占比97%,但同時可以發(fā)現(xiàn),大約有50%的啟排值下降至930~940kPa,30%的啟排值下降至940~950kPa,下降幅度為10~20kPa,具體分布情況如圖4所示。

2.2.2停排壓力數(shù)據(jù)分析

出廠試驗時,安全閥停排值所處區(qū)間控制在890~905kPa。整車試驗時,安全閥的停排值離散性比較大,其中約有50%的停排值變大,約有25%的停排值變小,如圖5所示。

2.2.3啟、停排壓差數(shù)據(jù)分析

出廠試驗時,安全閥的壓差基本控制在45~70kPa。整車試驗時,接近50%的安全閥壓差小于30kPa,如圖6所示。

2.2.4啟、停排過程數(shù)據(jù)分析

出廠試驗時,采用1kPa/s速率進行供氣,安全閥動作平穩(wěn),每次啟、停排壓力值接近。整車試驗采用主空壓機打風,供氣速率分為兩個階段,其中第一階段為安全閥啟排前的供氣速率,約為3kPa/s:第二階段為安全閥啟排后在啟排周期內(nèi)的供氣速率,約為14.7kPa/s,如圖7所示。

2.2.5小結

(1)整車試驗時,啟排前總風壓力上升平穩(wěn),安全閥啟排后,與出廠試驗相比,總風壓力上升速率明顯較快:

(2)整車試驗時,安全閥的啟排值及停排值離散性比較大,且啟排值比出廠試驗值低10~20kPa左右:

(3)整車試驗時,安全閥的停排值約有50%相比出廠試驗值高:

(4)整車試驗時,安全閥的啟、停排差值有近50%不能合格。

3結語

根據(jù)上述分析,CRH2系列動車組用大排量安全閥標定試驗在出廠試驗較低的供氣速率下,其規(guī)格值經(jīng)多次測試較為穩(wěn)定:在整車空壓機打風試驗時,啟排前總風上升速率較低且平穩(wěn),其規(guī)格值與出廠試驗接近,安全閥啟排后總風上升速率較快,導致不能準確標定規(guī)格值,進而出現(xiàn)與出廠試驗相差較大的現(xiàn)象。因此,整車試驗時,可以考慮降低總風上升速率,以便準確地測試安全閥的啟、停排規(guī)格值。