朱宇(1968-)男,四川乐至人,高级工程师(收稿日期:2009-02-08)文章编号:1008-7842(2009)03-0029-03轻型机车制动机研制朱宇(四川制动科技股份有限公司制动研究所,四川眉山620010)摘要针对工程机械车、矿山运输等轻型机车YZ-1制动机使用中暴露出来的问题,新设计试制生产了YZ-1G轻型机车制动机,其主要改进是解决紧急增压的问题,提高可靠性,将原来的分散安装改进为集成装配,结构件的铝合金轻型化设计等。介绍了YZ-1G制动机的作用原理、研制试验及现场应用情况。关键词轻型机车制动机;改进设计;集成化安装;结构铝合金化设计;提高可靠性中图分类号:U260.35文献标志码:A轻型机车目前没有明确定义,本文将养路机械车、工务机车、矿山支线运输机车等运行速度不高,牵引总重不大的非国铁主型机车定义为轻型机车。目前,国铁主型机车的制动机主要有两种,内燃机车采用的是JZ-7空气制动机,电力机车装备的是DK-1电空制动机,最近两年,又开始装用德国CCBⅡ微机控制的制动机。主型机车制动机的研制一般比较受重视,都采用了较新的控制技术,功能全面,信息化程度高,但是,另一方面其结构复杂,体积庞大,操作和维护水平要求较高,价格昂贵等缺点又不适合安装在空间紧凑、对制动系统要求成本较低的轻型机车上。由于一直忽略对轻型机车制动机的研发,所以,其制动机性能一直停留在早期的水平上,而且型号繁杂,暴露出来的问题一直得不到解决。因此,专门研制一款安全可靠、功能适当、结构简洁、操作方便、性价比高的制动机用于轻型机车制动系统有利于轻型机车的长远发展和铁路运输的安全。1概述我国轻型机车制动机种类较多,大致有将DK-1制动机去掉电控部分的简化形YZ-1制动机和JZ-7制动机。其他矿山支线机车的制动机由于没有统一管理,型号就五花八门,有的还采用EL-14制动机和简单的空气直通制动机等。总的来说,YZ-1制动机使用量比较大,相对成熟,具有一定代表性。YZ-1制动机是纯空气二压力自动式制动机,采用DK-1制动系统中比较成熟的109分配阀、空气制动阀、中继阀、紧急阀(增加总风遮断通路)等阀类部件,单机运行时可采用直通制动,控制列车时采用自动制动,还具有紧急增压和无火回送等功能。从技术参数看,符合相关铁路标准,从功能上说,满足轻型机车制动系统的需要。YZ-1制动机在长期的应用过程中,发挥了巨大的作用,但也暴露出一些设计上的问题。因此,在保证技术参数符合相关铁路标准的前提下,在借鉴YZ-1制动机原理和结构的基础上,改进原来设计缺陷,提高其可靠性,是一条既简便又实用的思路。2改进方案主要针对以下两方面进行改进,改进后的制动机型号定为YZ-1G。2.1解决设计原理上问题YZ-1制动机在设计原理方面存在最大的问题是紧急增压的问题。铁路标准对紧急增压性能要求是在紧急制动时,制动缸压力应在4s内上升到400kPa,制动缸最终应上升到450kPa,紧急制动后,还能单独缓解机车制动力。YZ-1制动机紧急制动时,列车管压力迅速降低,109分配阀的增压阀杆上移,打开总风向容积室充气的通路,当容积室压力超过450kPa时,容积室安全阀就跳动并排气,将多余的压力空气排向大气以维持容积室压力在450kPa左右,容积室同步控制制动缸压力。由于容积室安全阀是泄压式金属阀口密封结构,本身就存在着容易漏泄和调压不稳的问题,使用时间稍长,就容易磨损,密封不严,频发故障。该方式还存在另一个问题,紧急制动后,为了保证紧急增压时间,总风通路就要求足够大,这时,司机单独缓解容积室的同时,总风还在不断补风,增压阀杆不容易复位,造成单缓不到零的故障。另外,在无火回送时,也靠调整容积室安全阀来控制容积室压力不超过200kPa,由于范围较大,调校也很困难。这种方式在紧急制动时,安全阀一直处于排气状态,也不利于节能和环保。解决以上问题必须改进设计,改进后的方案是采第29卷第3期2009年6月铁道机车车辆RAILWAYLOCOMOTIVE&CARVol.29No.3Jun.2009用限压方式控制紧急制动时制动缸压力。参见图1,具体方案如下:(1)在109分配阀的紧急增压部,加装增压限制圈,取消分配阀的增压功能,取消容积室安全阀。(2)在紧急阀的总风遮断管上增加紧急增压气路,其上加装止回阀和减压阀,调整压力为450kPa。当紧急制动时,紧急阀的紧急活塞杆下移顶开供气部的供气阀,打开总风...
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