賈 璐

(南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司 技術(shù)中心,四川資陽(yáng)641301)

新型真空-空氣兩用制動(dòng)機(jī)(型號(hào):JZ-7zk)是為滿足馬來(lái)西亞用戶需求所研制、開(kāi)發(fā)的一種新型制動(dòng)機(jī)。裝備此制動(dòng)機(jī)的機(jī)車可以牽引真空制動(dòng)車輛、也可以牽引空氣制動(dòng)車輛,并且在牽引空氣制動(dòng)車輛時(shí)有階段緩解的功能。在結(jié)構(gòu)上以國(guó)內(nèi)成熟可靠的空氣(JZ-7)制動(dòng)機(jī)與真空(JZ-6)制動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ),操作方式與JZ-7制動(dòng)機(jī)基本相似。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)上車試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)完全達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

1 制動(dòng)機(jī)研制過(guò)程

1.1 任務(wù)確定及開(kāi)發(fā)決策

2009年初馬來(lái)西亞用戶與南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司簽訂購(gòu)車合同。合同中要求機(jī)車可分別牽引真空車輛與空氣車輛;并在牽引空氣車輛時(shí)有階段緩解功能,在牽引真空貨車時(shí)可以轉(zhuǎn)換成一次緩解的方式;還要求制動(dòng)系統(tǒng)有高可靠性,保證配件的檢修與購(gòu)買(mǎi)方便。

鑒于出口機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的發(fā)展。同時(shí)保證該制動(dòng)機(jī)特有的價(jià)格、配件、維修、使用等方面的優(yōu)勢(shì),南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司決定在JZ-7和JZ-6成熟制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上研制新型可階段緩解的真空—空氣兩用制動(dòng)機(jī),定為JZ-7zk型號(hào)。

1.2 JZ-7zk制動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)

①可以牽引真空車輛;②可以牽引空氣車輛;③可以真空或空氣雙機(jī)重聯(lián);④在牽引空氣車輛時(shí),可以實(shí)現(xiàn)階段緩解作用;⑤在牽引真空車輛時(shí),可以簡(jiǎn)易的實(shí)現(xiàn)階段緩解與一次緩解的切換;⑥機(jī)車組裝完成后按照683000000004302801《JZ-7zk制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)收技術(shù)條件》進(jìn)行試驗(yàn),滿足試驗(yàn)要求。⑦在確?？煽啃缘那疤嵯卤M可能采用與JZ-7、JZ-6制動(dòng)機(jī)相同的部件,配件。

2 制動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及性能簡(jiǎn)述

2.1 制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)思路

(1)制動(dòng)機(jī)總體性能分析

要實(shí)現(xiàn)牽引空氣或者真空車輛,JZ-6制動(dòng)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn),但JZ-6制動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)階段緩解作用。JZ-7制動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)階段緩解作用但是不能牽引真空車輛。對(duì)比JZ-7與JZ-6制動(dòng)機(jī)作用原理可以看出在空氣制動(dòng)方面JZ-7制動(dòng)機(jī)包括全部JZ-6制動(dòng)機(jī)空氣部分功能,并且JZ-7制動(dòng)機(jī)的空氣制動(dòng)性能更好。真空方面,根據(jù)原理來(lái)看JZ-6制動(dòng)機(jī)的真空與空氣部分可以完全分開(kāi)使用。因此,可以看出為了實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)要求,可以在JZ-7制動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加裝JZ-6制動(dòng)機(jī)的真空部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(2)兩種制動(dòng)機(jī)的自動(dòng)制動(dòng)閥分析

JZ-6制動(dòng)機(jī)有1#均衡風(fēng)缸管、2#列車管、3#總風(fēng)管、4#中均管、6#撒沙管、7#緩解限制管、8#總風(fēng)遮斷管、9#真空單緩、10#空氣單緩、11#單獨(dú)作用共10根管路。JZ-7制動(dòng)機(jī)則是1#均衡風(fēng)缸管、2#列車管、3#總風(fēng)管、4#中均管、6#撒沙管、7#過(guò)充管、8#總風(fēng)遮斷管、10#單緩、11#單獨(dú)作用共9根管路。兩種制動(dòng)機(jī)不同處在于JZ-6多出了一根9#真空單緩管,7#管的作用不同。進(jìn)一步看JZ-6制動(dòng)機(jī)原理,9#管與10#管不會(huì)同時(shí)使用,分別對(duì)應(yīng)真空或者空氣狀態(tài)。而在JZ-7系統(tǒng)中增加一個(gè)三通塞門(mén)可以實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)管合一的效果。對(duì)于7#管來(lái)說(shuō),JZ-6制動(dòng)系統(tǒng)是緩解限制管,JZ-7系統(tǒng)是過(guò)充管。再進(jìn)一步看兩管的壓力會(huì)發(fā)現(xiàn)其壓力一樣。根據(jù)本次馬來(lái)西亞方實(shí)際情況,牽引真空車輛時(shí)間比較多,所以就可以用JZ-7制動(dòng)閥的7#管接到緩解限制閥上。同時(shí)兩種制動(dòng)機(jī)自動(dòng)制動(dòng)閥和單獨(dú)制動(dòng)閥的作用位完全相同,JZ-6制動(dòng)機(jī)的空氣-真空轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)與JZ-7制動(dòng)機(jī)客貨車轉(zhuǎn)換閥結(jié)構(gòu)也完全相同。兩種制動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)、常用制動(dòng)、過(guò)量減壓、手柄取出、緊急制動(dòng)位時(shí)其1#、2#、4#、6#、8#管的壓力也完全相同?？梢?jiàn)用JZ-7制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)閥經(jīng)過(guò)小的改動(dòng)可以完全替代JZ-6制動(dòng)機(jī)的制動(dòng)閥。

牽引真空車輛時(shí)需要用到 JZ-6制動(dòng)機(jī)的真空部分,此部分包括真空控制閥、真空中繼閥、緩解限制閥、真空比例閥、真空重聯(lián)閥。從原理圖上可以看出,真空部分與空氣部分可以完全的分開(kāi)使用。

因此在JZ-7制動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上加裝以上真空部分,實(shí)現(xiàn)真空制動(dòng)作用。

(3)制動(dòng)機(jī)其他閥類結(jié)構(gòu)的分析

根據(jù)制動(dòng)機(jī)原理可以得知,為了滿足在牽引空氣車輛時(shí)要有階段緩解功能就需要制動(dòng)機(jī)的分配閥有3壓力機(jī)構(gòu)功能。JZ-7制動(dòng)機(jī)分配閥就是3壓力結(jié)構(gòu),可以在3壓力與2壓力之間隨意轉(zhuǎn)換。而JZ-6制動(dòng)機(jī)的分配閥只是一個(gè)2壓力構(gòu)造。因此,不能采用JZ-6制動(dòng)機(jī)的分配閥。只能采用JZ-7制動(dòng)機(jī)的F-7分配閥。

從JZ-7與JZ-6制動(dòng)機(jī)的空氣部分對(duì)比來(lái)看,作用閥、分配閥與中繼閥結(jié)構(gòu)不同。中繼閥的結(jié)構(gòu)差異在于JZ-7中繼閥多了一個(gè)過(guò)充管,JZ-6沒(méi)有此功能。過(guò)充管作用是機(jī)車加速初充風(fēng)或制動(dòng)后緩解。結(jié)合馬來(lái)西亞方實(shí)際需求,過(guò)充功能作用不大,因此不連接中繼閥7#管。以后可以根據(jù)實(shí)際使用狀況隨時(shí)增加過(guò)充功能。

從作用閥結(jié)構(gòu)比較可以看出,JZ-6制動(dòng)機(jī)用的作用閥是在JZ-7作用閥的基礎(chǔ)上增加一個(gè)轉(zhuǎn)換閥構(gòu)成的。它的作用是實(shí)現(xiàn)大小閘控制轉(zhuǎn)換(自動(dòng)轉(zhuǎn)換);實(shí)現(xiàn)空氣分配閥與真空比例閥控制轉(zhuǎn)換(手動(dòng)轉(zhuǎn)換)。因此,其功能可以采用在JZ-7制動(dòng)機(jī)作用閥前加裝一個(gè)變向閥(用來(lái)實(shí)現(xiàn)大小閘轉(zhuǎn)換作用),一個(gè)三通塞門(mén)(用來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣分配閥與真空比例閥控制轉(zhuǎn)換作用)。

總之考慮到JZ-7制動(dòng)機(jī)廣泛的應(yīng)用范圍,配件、備品的價(jià)格因素,最終新型制動(dòng)機(jī)采用JZ-7G制動(dòng)閥、JZ-7中繼閥、F-7分配閥、JZ-7作用閥、重聯(lián)閥、真空控制閥、真空中繼閥、緩解限制閥、真空比例閥、真空重聯(lián)閥。

2.2 制動(dòng)機(jī)的作用通路

真空時(shí)機(jī)車制動(dòng)過(guò)程為:空氣列車管壓力變化→真空控制閥→真空中繼閥→真空重聯(lián)閥→真空列車管壓力變化→真空比例閥→作用閥→制動(dòng)缸。

空氣部分作用過(guò)程是:列車管壓力變化→機(jī)車分配閥→作用閥→制動(dòng)缸。

機(jī)車的兩種牽引狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由裝在單獨(dú)緩解10#管與分配閥14#管上的2個(gè)3通塞門(mén)完成的。階段緩解與一次緩解轉(zhuǎn)換是由制動(dòng)閥上的客貨轉(zhuǎn)換塞門(mén)與分配閥上的轉(zhuǎn)換蓋板完成的。

3 制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)情況及試驗(yàn)數(shù)據(jù)

機(jī)車落車后,對(duì)機(jī)車的制動(dòng)系統(tǒng)的情況進(jìn)行了多次試驗(yàn)。表1是空氣制動(dòng)狀態(tài)下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),表2是真空制動(dòng)狀態(tài)下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 空氣制動(dòng)狀態(tài) kPa

表2 真空制動(dòng)狀態(tài) kPa

可以看出,本制動(dòng)機(jī)的性能完全滿足預(yù)期的683000000004302801《JZ-7zk制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)收技術(shù)條件》。試驗(yàn)數(shù)據(jù)是多次試驗(yàn)的平均取值。

4 結(jié)束語(yǔ)

從以上數(shù)據(jù)可以看出,新型制動(dòng)機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)完成后,制動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案通過(guò)了天津機(jī)車車輛配件廠制動(dòng)機(jī)專家的審核。并且還通過(guò)了鐵道部專家組對(duì)此制動(dòng)機(jī)的聯(lián)合評(píng)審。本次設(shè)計(jì)的JZ-7zk制動(dòng)機(jī)對(duì)于我廠出口機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化是一個(gè)很好的推動(dòng)。

[1] 姜靖國(guó).JZ-7型空氣和電空制動(dòng)機(jī)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2001.

[2] 天津機(jī)車車輛機(jī)械工廠.空氣—真空兩用動(dòng)裝置使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)[Z].2004.