CRH2系列動車組用大排量安全閥測試方法

引言

軌道交通列車均采用部分氣動控制設(shè)備,因此都設(shè)有空氣壓縮機(jī)及總風(fēng)管路。為了防止空氣壓縮機(jī)控制出現(xiàn)故障,總風(fēng)管路空氣壓力過高,均設(shè)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(jī)車輛的制動控制裝置上,當(dāng)總風(fēng)管路壓力過高時,可以快速進(jìn)行局部減壓,進(jìn)而降低總風(fēng)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(dāng)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(dǎo)下迅速上升,總風(fēng)壓力快速排出到大氣中。由于排氣導(dǎo)致總風(fēng)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(jié)束,進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài),如圖1所示。

圖1安全閥原理圖

1標(biāo)定試驗(yàn)

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

1.1出廠標(biāo)定試驗(yàn)

安全閥出廠標(biāo)定時,采用專業(yè)的試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn),由工廠風(fēng)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(jìn)行安全閥啟、停排壓力值的標(biāo)定,如圖2所示。

1.2整車標(biāo)定試驗(yàn)

安全閥在整車進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)時,截?cái)嗫諌簷C(jī)車輛兩端總風(fēng)管路,強(qiáng)制控制主空壓機(jī)打風(fēng),使總風(fēng)管路壓力超過安全閥啟排壓力,進(jìn)而進(jìn)行安全閥啟、停排壓力的測試和標(biāo)定,如圖3所示。

2分析

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

2.1安全閥規(guī)格值標(biāo)準(zhǔn)

安全閥出廠試驗(yàn)5次,判定標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(yàn)時,安全閥的啟排值所處區(qū)間控制在950~960kPa。整車試驗(yàn)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(yàn)時,安全閥停排值所處區(qū)間控制在890~905kPa。整車試驗(yàn)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(yàn)時,安全閥的壓差基本控制在45~70kPa。整車試驗(yàn)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(yàn)時,采用1kPa/s速率進(jìn)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(yàn)采用主空壓機(jī)打風(fēng),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(jié)

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

(2)整車試驗(yàn)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(yàn)值低10~20kPa左右:

(3)整車試驗(yàn)時,安全閥的停排值約有50%相比出廠試驗(yàn)值高:

(4)整車試驗(yàn)時,安全閥的啟、停排差值有近50%不能合格。

3結(jié)語

根據(jù)上述分析,CRH2系列動車組用大排量安全閥標(biāo)定試驗(yàn)在出廠試驗(yàn)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(jī)打風(fēng)試驗(yàn)時,啟排前總風(fēng)上升速率較低且平穩(wěn),其規(guī)格值與出廠試驗(yàn)接近,安全閥啟排后總風(fēng)上升速率較快,導(dǎo)致不能準(zhǔn)確標(biāo)定規(guī)格值,進(jìn)而出現(xiàn)與出廠試驗(yàn)相差較大的現(xiàn)象。因此,整車試驗(yàn)時,可以考慮降低總風(fēng)上升速率,以便準(zhǔn)確地測試安全閥的啟、停排規(guī)格值。