铁路客车104型空气分配阀

客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 1 铁路客车 104 型空气分配阀 铁路客车 104 型空气分配阀 作者 王乐雨 内容提要:本文叙述了铁路客车 104 型空气分配阀构造、作用原理及其维护，重点介绍了 104 型空气分配阀构造和 作用原理，对 104 型空气分配阀的学习了解将有积极的帮助。 1 概述 1 概述 我国自 1865 年开始创办铁路以来，在解放以前使用的机车、车辆几乎完全依赖进口。制动机是车 辆上比较精密的部件，在解放前，非但制动机的设计和制造被认为很神秘而不敢问津，就是维修保养方 面也没有一套完整的设备、制度和办法；更换用的配件也多依赖进口。车辆制动机来自各个国家，均为 二十年代及二十年代以前的产品，制动机的形式落后而复杂，存在制动波速低，制动灵敏度差，紧急制 动作用不可靠，制动力弱，在检修方面需要研磨的金属零件多，检修周期短，并且检修技术要求高等缺 点。解放后，我国铁路科学技术人员虽然对旧型制动机进行了不少的技术改造（如研制成功 GK 型和 GL3 型三通阀） ，但基本性能未变，存在的上述问题仍未得到很好的解决，不能满足我国铁路运输迅速发展 的需要。 为了改变我国车辆制动机的落好面貌，铁道部在 1962 年提出研制任务，1965 年组织科研、制造、 运用等有关部门和单位， 开始设计并试制 103 型货车空气分配阀， 在 1966 年至 1968 年间作完室内静止 试验后装车，进行了单车鉴定，耐寒、耐热性能试验，专列和混编试验，以及平道和坡道上运行试验等 一系列的专项试验与运行试验，取得了比较良好的成果。在这个基础上，紧接着又进行设计和试制 104 型客车空气分配阀，并在上海、广州两局装车作运用试验。1973 年铁道部在上海召开 104 型空气分配 阀扩大运用会议后，在上海等八局的十七列旅客列车上装用 104 型分配阀，经过进一步的试验，根据制 造、试验、运用中发现的问题，于 1974 又作了局部修改。改进后，不仅保留了原结构的优良性能，而 且装车检修也比较方便， 制造工艺也很大的改进， 阀的总重量也大大地减轻了。 铁道部科学技术委员会、 机车车辆局和工业局在 1975 年 11 月召开会议， 对改进后的 104 型空气分配阀进行了技术鉴定， 并经铁 道部批准定型生产，在旅客列车上推广使用。自 20 世纪 70 年代中期至今，新造客车或改造车辆的空气 制动装置均由分配阀取代了三通阀。104 型空气分配阀在为适应国民经济飞速发展，提高铁路运输能力 以适应日益增长的运输量的需求方面发挥了重要的作用。 下面就 104 型空气分配阀的结构特点、构造、作用原理等方面进行介绍。 2 分配阀的结构特点 2.1 间接作用方式的分配阀结构 2 分配阀的结构特点 2.1 间接作用方式的分配阀结构 旧型空气制动机均采用三通阀控制形式，其性能比较简单，作用不准确，仅能适用于固定尺寸的制 动缸，检修也不方便。为了提高并完善制动机的作用性能，使其能够适应于各种客货车辆的通用性要求 及配合空重车调整、电空制动、防滑器等新技术的需要,104 型制动机采用了与三通阀作用原理不同的 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 2 分配阀控制形式，即由直接作用方式改为间接作用方式，在结构上通过增设工作风缸、容积室与均衡部 来达到间接控制制动缸作用的目的， 同时设有专门的充气部机构， 以协调副风缸与工作风缸的充气作用。 2.2 两种压力控制的膜板滑阀结构 2.2 两种压力控制的膜板滑阀结构 为了适应与旧型制动机无条件混编， 采用工作风缸及制动管的两种压力控制作用， 以相当于三通阀 的副风缸及制动管的两种压力控制。 即依靠制动管压力变化引起与工作风缸的压力差来产生相应的动作 控制制动机的充气缓解、减速充气和减速缓解、常用制动、制动保压和紧急制动等基本作用，便于司机 按传统习惯进行列车制动机各作用性能的操纵， 并满足长大货物列车的缓解要求。 在考虑提高性能的同 时又能使各作用压力、时间参数等方面与三通阀相协调，以保证与旧型制动机的混编。但三通阀为活塞 环结构， 其作用灵敏度较低， 漏泄不稳定而容易产生各种故障， 为此在分配阀设计中采用膜板滑阀结构， 以消除活塞环阻力大、易磨耗、易漏泄等缺点，提高作用灵敏度，并有利于检修。 2.3 分部作用形式 2.3 分部作用形式 三通阀的紧急制动与常用制动作用由同一机构控制， 依靠递动弹簧来区分这两个作用位置， 这种方 法虽有结构简单的优点，但也带来了紧急制动作用不可靠、常用制动与紧急制动作用易于混淆的缺陷。 分配阀为克服这一缺点，设计为紧急制动与常用制动分开控制，专设一紧急阀控制紧急制动作用。当紧 急制动时，紧急阀能使制动管直通大气以确保全列车迅速、有效的产生紧急制动作用，提高紧急制动波 速，改善紧急制动性能。 分配阀为了保证各种性能的良好性，并便于区分故障部分的检修、试验，除专设紧急阀部、充气部 外还专设有保证局部减压作用的局减室和局减阀结构来提高制动作用灵敏度，以适应长大列车的需要； 在 104 型分配阀中设有紧急增压阀，在紧急制动时提高制动缸压力，以进一步缩短制动距离，更好地适 应高速旅客列车的要求。 2.4 采用新结构和新材料 2.4 采用新结构和新材料 分配阀采用了新的结构形式和新材料，便于检修，利于延长检修期。 a) 客车 104 型和货车 103 型分配阀各零部件尽量地做到了统一互换，通用件多，减少了零件的规 格，使制造和检修均较方便。 b) 除采用 S 形和其他形式的橡胶膜板代替金属活塞环结构以外，大量采用橡胶夹心阀减轻研磨工 作量。 c) 设滤尘器，加强防止油垢、尘埃侵入阀内，有利于延长检修期。 d) 采用新品种的润滑油，润滑脂等润滑材料，可以适应我国不同地区运用条件的要求。 3 分配阀的构造 3 分配阀的构造 104 型空气分配阀由主阀、紧急阀和中间体三部分组成，主阀和紧急阀都是用螺栓与中间体连接。 中间体用螺栓安装在车底架上。104 阀外形图见图 1 所示。 3.1 中间体 3.1 中间体 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 3 图 1 104 分配阀外形图 图 1 104 分配阀外形图 中间体用铸铁铸成，外形呈长方体形，外部四个立面分别作为主阀、紧急阀安装座和制动管、工作 风缸管、副风缸管、制动缸管的管座，内部为三个独立的空腔经通道与主阀座或紧急阀座相关孔连通。 中间体上紧急阀安装座在靠车体的外侧面， 与紧急阀安装座相邻的右侧面为主阀安装座， 与紧急阀安装 座相邻的左侧面上方管座为工作风缸连接管座， 下方为制动管连接管座， 另一个侧面上方管座为副风缸 连接管座，下方为制动缸连接管座。中间体内有三个空腔，靠紧急阀安装座侧的上角部为 15L 的紧急 室，下角部为 06L 的局减室，另有占中间体很大容积(38L)的容积室。中间体主阀安装座面的列车 管通路 L 上设有过滤性能、机械性能优越的杯形滤尘器。中间体各通路及外形图见图 2 所示。 图 2 中间体各通路及外形图 图 2 中间体各通路及外形图 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 4 3.2 主阀 3.2 主阀 主阀是分配阀的心脏部件，它根据制动管不同的压力变化，控制制动机实现充气、缓解、制动、保 压等作用。主阀由作用部、充气部、均衡部、局减阀部、增压阀部等五部分组成。主阀分解结构外形图 见图 3 所示。 图 3 主阀分解结构外形图 图 3 主阀分解结构外形图 图 4 作用部分解结构外形图 图 4 作用部分解结构外形图 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 5 3.2.1 作用部 3.2.1 作用部 其功用是根据制动管与工作风缸之间产生的不同的空气压力差， 产生相应的动作， 实现制动机产生 充气、局部减压、制动、保压、缓解等作用。作用部分解结构外形图见图 4。 作用部构造由主活塞压板螺母、主活塞压板、主活塞膜板、密封圈、主活塞、滑阀、滑阀弹簧及滑 阀弹簧销、节制阀、节制阀弹簧、主活塞杆、稳定杆、稳定弹簧、稳定弹簧座、挡圈、滑阀座等组成。 稳定杆、稳定弹簧靠稳定弹簧座和挡圈组装于主活塞杆的尾部(称为稳定部)。组装后，稳定杆的顶 部依靠稳定弹簧的作用与滑阀下端面相接触， 并且稳定弹簧有一定的预压力。 这样使得作用部具有一定 的稳定性，防止列车运行时由于制动管的压力波动或轻微漏泄引起主活塞动作而产生自然制动。 3.2.2 充气部 3.2.2 充气部 其功用是充气时根据作用部控制的工作风缸的充气速度实现控制副风缸的充气速度， 也即协调副风 缸与作用部控制的工作风缸的充气速度的一致性。充气部由充气阀部、充气止回阀部两部分组成。充气 部分解结构外形图见图 5 所示。 图 5 充气部分解结构外形图 3.2.3 均衡部 图 5 充气部分解结构外形图 3.2.3 均衡部 其功用是根据作用部控制的容积室的增压、 减压或保压情况控制实现制动缸相应的增压、 减压和保 压作用，也即协调制动缸与作用部控制的容积室的压力同步变化。均衡部分解结构外形图见图 6 所示。 3.2.4 局减阀部 3.2.4 局减阀部 其功用是在第二段局部减压时，将制动管的部分压缩空气送入制动缸，使制动管产生局部减压，确 保后部车辆迅速产生制动作用， 以提高制动波速， 缓和列车纵向冲动， 改善制动性能， 并缩短制动距离。 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 6 局减阀部分解结构外形图见图 7 所示。 图 6 均衡部分解结构外形图 图 6 均衡部分解结构外形图 图 7 局减阀分解结构外形图 图 7 局减阀分解结构外形图 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 7 3.2.5 增压阀部 3.2.5 增压阀部 其功用是在紧急制动时，将副风缸与工作风缸的压缩空气一起充入容积室，提高容积室压力，通过均衡 部控制实现提高制动缸的压力，即紧急增压作用，以获得更大的制动力，缩短制动距离，确保旅客列车 的行车安全。增压阀分解结构外形图见图 8。 图 8 增压阀分解结构外形图 3.3 紧急阀 图 8 增压阀分解结构外形图 3.3 紧急阀 紧急阀是专为改善列车紧急制动性能而独立设置的。动作、作用不受主阀部的牵制和影响。 紧急阀的功用是在紧急制动减压时，产生强烈的制动管紧急局部减压，加快制动管的排气速度，提 高列车制动机紧急制动的灵敏度及可靠性，提高紧急制动波速，改善紧急制动性能。 紧急阀由紧急阀上盖、紧急活塞杆、密封圈、紧急活塞、紧急活塞膜板、紧急活塞压板、压板螺母、 安定弹簧、放风阀座、紧急阀体、排气保护罩垫、排气垫铆钉、滤尘网、放风阀(橡胶夹心阀)、放风阀 弹簧、放风阀导向杆、放风阀套、紧急阀下盖等组成。紧急阀分解结构外形图见图 9 所示。 紧急活塞杆顶面圆槽中嵌密封圈稍突出顶面 在充气缓解时， 紧急活塞下方制动管压力高于上侧紧 急室压力，加之安定弹簧弹力的作用，紧急活塞处于上部极端位置。空心的紧急活塞杆上部设一径向限 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 8 孔，中部轴向设一限孔，下部设一径向限孔 V。 放风阀套嵌于紧急阀下盖内，下盖与阀体用两条螺栓(M1040)紧固，放风阀导向杆上密封圈是为 防止制动管压缩空气向大气漏泄而设的， 导向杆下方通制动管是为了克服放风阀关闭状态下制动管压缩 空气作用在放风阀面上的压力的，也即不论制动管压力如何变化，只要未发生紧急排气作用，放风阀上 下受的制动管压力总是相互抵消的，放风阀的关闭状态只受放风阀弹簧的弹力作用。 紧急活塞处于上方极端位时， 活塞杆下端距离关闭的放风阀面有 4mm 间隙， 防止制动管紧急制动或 常用制动减压时，紧急活塞稍下移即推开放风阀产生意外紧急制动作用。 图 9 紧急阀分解结构外形图 图 9 紧急阀分解结构外形图 限孔，为控制紧急室(J)压缩空气向制动管逆流速度而设的，它控制逆流速度相当于制动管常用 制动减压时的最高速度， 这就保证了常用制动的安定性； 同时也保证了紧急制动时在紧急活塞上下两侧 能形成足够的压力差，压缩安定弹簧推开放风阀产生制动管紧急排气。可见，限孔过大会影响紧急制 动的灵敏度， 甚至不产生紧急排气作用， 过小则会使制动机常用制动不安定， 易产生意外紧急制动作用。 限孔，为限制紧急室(J)的充气速度，防止紧急室过充气，引起意外紧急制动而设的。这是因为 在列车初充气时，或者紧急制动后再充气时，为了加快全列车的充气速度，缩短充气时间，往往首先利 用制动阀的一位进行高压(800kPa 左右)充气，容积只有 15L 的紧急室(J)很容易造成高于定压即过充 气。当制动阀转二位进行定压充气时，立即在紧急活塞上下两侧形成一定的压力差，使紧急活塞产生动 作而发生意外紧急排气作用，即引起充气时的意外紧急制动作用。 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 9 限孔 V，为提高紧急制动灵敏度和限制紧急制动后紧急室(J)压缩空气排向大气的速度而设的。紧 急制动减压，紧急活塞杆下移，下端接触放风阀后，紧急室压缩空气经过通路比限孔更小的限孔 V 向制动管逆流，这样就加速了紧急活塞两侧的压力差的形成，迅速打开放风阀产生紧急排气作用，确保 全列车迅速产生紧急制动作用。产生紧急排气作用后，紧急室的压宿空气只能经限孔 V 排向大气，设计 约在 15s 排完，紧急活塞上下空气压力差消除，在安定弹簧弹力作用下上移，放风阀在放风阀弹簧弹力 作用下上移与阀座密封关闭。此时充气缓解才有效。否则，制动管增压充气全部从放风阀排向大气，无 法实现充气缓解作用。这样设计是在紧急制动后，为了防止列车未停车就要施行充气缓解作用，以避免 低速缓解引起更大的列车纵向冲击，造成更大的危害。 3.4 缩孔 3.4 缩孔 分配阀设有五个缩孔（限孔） ： 缩孔 I主阀安装面上的局减室排气口，限制 Ju 排气速度。 缩孔作用活塞上部通制动缸(Z)的缩孔，使制动缸(Z)压力正确地反映到作用活塞上部。 限孔紧急活塞杆轴向限孔，限制 LL 逆流速度，既保证制动机常用制动作用的安定性，又 保证紧急制动作用的灵敏度。 限孔紧急活塞杆上部径向限孔，限制向紧急室 J)的充气速度，防止紧急室(J)过充气而引起 意外紧急制动。 限孔 V紧急活塞杆下部径向孔，提高紧急制动灵敏度并限制紧急制动后，紧急室 JL 的逆流 速度，防止紧急制动后未停车操纵低速缓解造成危害。 4 分配阀的作用 4 分配阀的作用 104 型分配阀设有充气缓解、常用制动、制动保压和紧急制动等四个作用位置，104 作用原理构成 的通路参见图 10。现将各作用位的实现过程、气路以及主要性能叙述如下。 4.1 充气缓解位 4.1 充气缓解位 向制动管充气增压时， 压缩空气进入中间体后一路经滤尘器进入主阀； 另一路经滤尘网进人紧急阀。 进入主阀的压缩空气到主活塞上侧，在主活塞上、下两侧形成压力差，主活塞带动节制阀、推动滑阀下 移，主活塞下移到主活塞下缘接触主阀体即下方极端位，即形成了作用部的充气缓解位。 充气缓解位置滑阀与滑阀座连通了如下气路： a) 工作风缸充气 滑阀座上的制动管充气用孔 L2 与滑阀上的充气孔 L5 相对，开始向工作风缸充气。 b) 副风缸充气 工作风缸压力的上升反映在充气膜板下方 g3，当略高于反映在充气活塞室 f3 的副风缸压力时，充 气活塞上移，克服充气阀弹簧弹力及充气活塞、充气阀自重，充气活塞顶杆将充气阀顶离充气阀座，制 动管的压缩空气顶起充气止回阀经 L11止回阀口L1L2充气阀口f3 开始向副风缸充气， 这即由 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 10 图 10 104 作用原理通路图 图 10 104 作用原理通路图 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 11 工作风缸充气通过充气部间接地控制实现了副风缸的充气。 当副风缸压力与工作风缸压力接近平衡 时，在充气阀弹簧作用下，充气阀下移关闭，也就停止了向副风缸充气。 c) 增压阀弹簧室 L12 的制动管压力使增压阀处于下方位置，增压阀关闭。 d) 紧急室充气 制动管压缩空气进入紧急阀部， 将紧急活塞顶到上方极端位， 活塞杆顶部密封圈与紧急阀上盖密贴， 制动管压缩空气只能经紧急活塞杆轴向孔限孔、径向孔限孔向紧急室充气，限孔通路最小( 05)，限制了向紧急室的充气速度，防止了紧急室的过充气。 e) 容积室缓解 容积室的压力空气经主阀安装面上的 r 孔开启着的增压阀下侧通道 r3滑阀座上的容积室孔 r2 滑阀底面的缓解联络沟 d1滑阀座上的大气孔 d2作用部的排气口 d3大气。 作用活塞下侧的压力空气经主阀体内暗道 r4主阀体安装面上的 r5 孔容积室， 再经上述通路排 至大气。 f) 制动缸缓解 容积室缓解， 反映在作用活塞下方的压力下降， 经缩孔反映在作用活塞上部的制动缸压力推作用 活塞下移，使作用活塞杆离开作用阀，制动缸压缩空气经作用活塞杆轴向和径向孔排向大气，制动缸开 始缓解，这即由容积室缓解通过均衡部间接地控制实现了制动缸的缓解。 4.2 制动机（缓解状态）的稳定性 4.2 制动机（缓解状态）的稳定性 制动机的稳定性， 即指在制动管缓慢减压速度(如制动管漏泄等)下不发生制动作用的性能。 因自动 制动机的特点是制动管减压时产生制动作用，当列车分离、制动管管路破裂或拉动紧急制动阀时，都可 使制动管减压而达到自动制动，以实现停车确保行车安全的目的。但制动管的接头部位很多，不可避免 的有压缩空气漏泄现象。 制动机的稳定性就是保证列车在这些非正常减压的轻微漏泄速度下， 制动机不 发生制动作用而正常运行的性能。 分配阀是靠下述两项措施来实现其稳定性的： a) 工作风缸向列车管逆流。 b) 主活塞杆尾腔内稳定部的作用。 4.3 常用制动位 4.3 常用制动位 制动管施行常用制动减压时，工作风缸的压缩空气来不及经 g1L5L2 向制动管逆流，主活塞两 侧形成一定压力差，克服自重及移动阻力压缩稳定弹簧带动节制阀上移，然后带动滑阀上移到制动位， 先后产生第一阶段局部减压和第二阶段局部减压及制动作用。现将制动作用产生过程叙述如下： 4.3.1 第一阶段局部减压 4.3.1 第一阶段局部减压 当主活塞两侧形成一定压力差，即能克服主活塞、节制阀自重以及节制阀的摩擦阻力，压缩稳定弹 簧上移 4mm，主活塞杆下肩与滑阀接触而停止。形成第一阶段局部减压作用。此时因滑阀与滑阀座静摩 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 12 擦阻力大于压缩稳定弹簧所需的力，故滑阀未动。 空气通路：制动管(L)压缩空气L3L6L10L7ju1juJU大气。 第一阶段局部减压加快了制动管减压速度，促使全列车制动作用迅速产生。提高制动波速，缩短制 动距离，缓和列车冲击力。 4.3.2 制动及第二阶段局部减压 4.3.2 制动及第二阶段局部减压 第一阶段局部减压的产生，使主活塞两侧迅速形成更大的压力差，克服滑阀的移动阻力，主活塞带 动节制阀、滑阀上移到极端位即制动位。 a) 第二阶段局部减压制动位， 使制动管压缩空气经 L3L8L9z1z2z3zZ 形成了制动管 的第二阶段局部减压。 由于制动作用也同时产生， 该局部减压作用将制动管的压缩空气与副风缸压缩空 气一起送入制动缸， 当制动缸压力达5070kPa时， 局减活塞压缩局减阀弹簧关闭局减阀套上径向孔z： ， 第二阶段局部减压作用结束。 此作用可保证列车尾部车辆在列车制动管少量减压时也能具有一定的制动 力。 b) 容积室充气 工作风缸的压力空气滑阀室滑阀上的制动孔 r1滑阀座上的容积室孔 r2104 增压阀下部的 周向通道主阀安装面孔 r中间体内的容积室 R。 c) 制动缸充气 由于容积室与作用活塞下侧是连通的，这时容积室的压力空气经主阀安装面孔 r5主阀体内暗道 r4作用活塞下侧，推着作用活塞向上移动，顶开作用阀。 此时从副风缸来到作用上侧 f4 的压力空气作用阀与座的间隙z3主阀安装面孔 z中间体内 暗道制动缸，使制动缸风压继续增加。同时压力空气也通过 z3，一路经 z4 到作用阀杆上侧，抵消背 压，另一路经过缩孔作用活塞上侧。 由于第二阶段局部减压作用于容积室充气作用基本上是同时发生的， 即列车制动管压力空气进入制 动缸以后，紧接着副风缸压力空气也开始进入制动缸，故制动缸初压强 50kPa70kPa 是来自列车制动 管与副风缸两方面的压力空气所产生。 在常用制动时，由于 104 增压阀上部的列车制动管剩余空气压力（即减压后的压力）与弹簧力之和 仍大于其下部容积室空气压力，故增压阀杆仍处于在下部位置，不起作用。 4.3.3 安定性 4.3.3 安定性 制动机的安定性是指制动机在常用制动减压时不发生紧急制动作用的性能。制动管常用制动减压 时，紧急活塞下侧安定弹簧室压力随之下降，紧急室的压缩空气向制动管逆流，当逆流速度小于制动管 减压速度时， 在紧急活塞两侧形成较小的压力差， 压紧急活塞稍下移使活塞杆顶端凹穴中的密封圈脱离 紧急阀上盖， 紧急室的压缩空气经密封圈与紧急阀盖的大间隙向制动管逆流。 该逆流速度接近于常用制 动减压时制动管的最大减压速度。 故紧急活塞两侧不能形成足以压缩安定弹簧下移， 使活塞杆下部接触 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 13 放风阀的压力差。故放风阀仍呈关闭状态，紧急阀不产生紧急排气作用，即保证了常用制动的安定性。 4.4 制动保压位 4.4 制动保压位 制动管施行常用制动减压， 当制动管减压量未达到最大有效减压量时， 将自动制动阀手把置于保压 位，使制动管停止减压而保压。此时由于作用部仍处于制动位，工作风缸经滑阀和滑阀座的制动通路继 续向容积室充气，使工作风缸压力继续下降，与工作风缸相通的主活塞下部压力继续下降。当主活塞两 侧的制动管与工作风缸的空气压力接近平衡时， 在主活塞及节制阀自重和稳定弹簧弹力作用下， 主活塞 带动节制阀下移 4mm(滑阀不动)，主活塞杆上肩部与滑阀上端面接触而停止，形成了作用部的制动保压 位。 分配阀控制的制动机在制动保压位具有制动力不衰减的性能。 长大下坡道运行因制动时间长， 闸瓦 磨耗引起制动缸活塞行程伸长，使得制动缸容积增大或因制动缸漏泄，均会引起制动缸压力下降，则反 映在作用活塞上侧压力下降， 作用活塞两侧作用力失去保压位的平衡， 作用活塞下侧的容积室压力推作 用活塞上移，重新顶开作用阀使副风缸向制动缸充气。制动缸恢复到与容积室压力的重新平衡后，作用 阀再一次关闭，停止副风缸向制动缸补充压缩空气。这一过程即自动补风作用，保证实现了制动力不衰 减的性能。分配阀的这一性能，加之配设较大容积的副风缸，特别适应于长大下坡道运行。 4.5 紧急制动位 4.5 紧急制动位 制动管紧急减压，主阀部除紧急增压阀外，均与常用制动相仿，只是由于制动管减压速度快，各部 动作迅速，第一阶段和第二阶段局部减压作用效果不明显，仅介绍与常用制动作用区别之处。 4.5.1 紧急制动排气作用 4.5.1 紧急制动排气作用 制动管紧急减压，紧急活塞下方安定弹簧室压力迅速下降，紧急室压缩空气经限孔L1， 向制动管逆流速度远小于制动管减压速度， 紧急活塞稍压缩安定弹簧下移， 紧急活塞杆顶部密封圈离开 紧急阀上盖， 使紧急室压缩空气经紧急活塞杆顶部密封圈与阀盖的大间隙一L1向制动管逆流， 该 逆流量仍远不能补偿制动管的减压量，故在紧急活塞上、下两侧迅速形成压力差，紧急活塞压缩安定弹 簧下移，使紧急活塞杆底端面与放风阀接触，此时紧急室 J 只能经L1L1向制动管逆流。直径 更小的限孔 V 使逆流速度更慢，促使紧急活塞两侧的压力差骤增，进一步压缩安定弹簧，克服放风阀弹 簧的弹力而迅速打开放风阀。 制动管的压缩空气经放风阀口排气保护罩垫大气， 形成紧急制动制动 管排气(放风)作用，即制动管产生紧急局部减压。确保全列车制动机的紧急制动作用的迅速产生，提高 紧急制动波速，缓和列车纵向冲动，缩短紧急制动距离，确保列车运行安全。 4.5.2 紧急增压阀作用 4.5.2 紧急增压阀作用 紧急制动时， 工作风缸向容积室充人压缩空气， 当反映在增压阀下侧的容积室压力能克服增压阀上 部制动管的剩余压力、增压阀弹簧弹力以及增压阀自重和移动阻力时，增压阀被推向上移，增压阀下部 密封圈处于增压阀套径向孔上方位置， 紧急增压阀呈开放状态。 副风缸也开始经增压阀套径向孔向容积 室充气，实现了容积室增压，则由容积室通过均衡部控制的制动缸实现了紧急制动增压作用。由于副风 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 14 缸同时也向制动缸充气，故此位置，工作风缸、副风缸、容积室、制动缸四个容器相互连通。 4.5.3 常用制动转紧急制动作用 4.5.3 常用制动转紧急制动作用 由于 104 阀专门设置有紧急阀， 当在常用制动后转为紧急制动时， 仍能通过每辆车的紧急阀将制动 管的压力空气直接排向大气，使制动波速加快，在极短的时间内，使全列车发生最大的知动力，以缩短 制动距离。 但必须指出，当由常用制动转为紧急制动之时，必须在列车制动管最大有效增压量之前进行，才能 起紧急制动作用。否则，列车中各制动缸已达到最大压强，再转紧急制动意义已不大。 5 分配阀的性能优缺点 5.1 主要优点 5 分配阀的性能优缺点 5.1 主要优点 5.1.1 适于编入长大列车中运行。 a) 灵敏度较高。当阻力很小的节制阀动作后，立即发生局减作用，不仅促使本辆车的制动作用迅 速产生，而且有效地促进了制动管减压作用由前向后的传播，提高了制动波速，使列车中各车辆的制动 作用确实可靠。 b) 稳定性好。设有稳定装置，可防止自然制动。 c) 设有紧急增压阀，提高紧急制动制动力，确保旅客列车的运行安全。 d) 制动缸压力受容积室压力的控制，与制动缸活塞行程无关，一种阀可以适应于不同尺寸的制动 缸，一个阀可以控制使多个制动缸得到同样的制动缸压力。 e) 具有制动力不衰减的性能(自动补风性能)，适用于长大下坡道运行。 5.1.2 适应于较高速度运行。 a) 常用制动与紧急制动分开， 专设紧急阀部， 紧急制动时有强烈的紧急排气(放风)(紧急局部减压 作用)，确保列车紧急制动作用的迅速产生。 b) 有常用制动后转紧急制动作用的性能。常用制动后转紧急制动，缩短制动距离，确保行车安全。 c) 能与旧型三通阀混编。 d) 便于检修和延长检修期。 5.2 主要缺点 5.2 主要缺点 104 型分配阀是我国初次自行设计、制造的车辆空气制动机分配阀，由于缺乏经验，加之材料与工 艺水平的限制，虽在试制与批量生产过程中经过多次改进，但从结构、性能及材料方面仍存在着一些缺 点，简述如下： a) 橡胶膜板、橡胶夹心阀耐油性差，寿命短，橡胶夹心阀易开胶、膜板夹渣最后导致穿孔等均会 引起分配阀失去正常作用，影响列车运行安全。 b) 间接作用，造成缓解波速低。缓解速度不能满足长大列车低速缓解的要求，长大列车低速缓解 易发生过大的冲动，易造成车辆间产生巨大的拉伸冲动，造成钩缓装置的损伤。 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 15 c) 紧急制动波速低，不能满足长大高速列车的要求。 d) 制动管小减压量时与旧型制动机比较制动力大(高达一倍左右)。混编列车，在制动作用开始， 由于制动缸压力的不一致，造成列车纵向冲动。这种小减量的制动力的差异经反复制动后，易造成闸瓦 磨耗大，甚至磨托。 e) 因间接作用式，配备副风缸容积大，列车初充气时间长，约比旧型制动机初充气时间要长 13 左右。 f) 构造较复杂，作用性能多，不易学习推广。 6 分配阀的检修 6 分配阀的检修 分配阀与三通阀一样， 是车辆制动机的主控部件即心脏部件。 分配阀的良好性能是制动机发挥正常 作用的根本保证，因此对分配阀内部各零件进行日常维修保养及定期检修，消除不良处所，保证分配阀 良好的技术状态就显得十分重要， 这也是确保行车安全， 质量良好的完成铁路运输生产任务的前提条件。 6.1 检修工序 6.1 检修工序 分配阀是车辆制动机中性能要求高的精密部件， 装车后长期暴露在外部空间， 受外部气候条件变化 的影响，以及工作条件的长期影响等，分配阀的性能都将会逐步下降。那么，对分配阀进行日常维修保 养及定期检修， 保证其良好的技术状态就十分必要。 因为分配阀在空气制动装置中的重要地位且具有较 高的性能要求，所以对分配阀检修的技术要求是比较严格的。分配阀的检修工序为： a) 外部除尘：本道工序与三通阀检修工序中的外部除尘工序相同。分配阀在进入检修之前，首先 堵塞安装面和阀体各孔，经高压(水)冲洗设备将外部尘埃、油垢及剥离的铅油层冲洗掉，然后用压缩空 气吹扫干净，以保证检修间的卫生环境条件，确保检修质量。 b) 初试：在 705 试验台上对分配阀的主阀和紧急阀的各项性能进行机能试验，发现主阀和紧急阀 不符合技术条件的性能，并判断故障处所。便于有针对性的检修。 c) 分解：根据分配阀的结构特点按步骤进行分解。 d) 清洗 e) 检查：按照检修规则及检修限度的要求对所分解并经过清洗的各零部件进行检查。 6.2 检修规则 6.2 检修规则 铁道部为了加强技术管理， 提高检修质量， 确保全路各检修部门在规定的修程达到相同的检修质量， 确保铁路运输的安全生产，特制订了车辆空气制动装置检修规则 。对全路各级车辆检修部门在各种 修程时对车辆空气制动装置检修的检修工艺(方法)、检修限度、检修质量都规定了要求和标准，对分配 阀的检修也要以本规则为依据，严格按工艺要求检修，确保检修质量。 6.3 检修方法及注意事项 6.3 检修方法及注意事项 以下介绍分配阀检修方法及注意事项，与三通阀相同的检修方法只作说明，不再详述。 a) 阀体等铸件：利用刮刀刮去铸件上的油垢、锈蚀。 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 16 b) 铜套：铜套与阀体之间均为过盈配合，若松动，则在铜套外周挂一层焊锡，达到一定的过盈量 后再压人阀体内。 c) 滑阀、滑阀座及节制阀：滑阀、滑阀座及节制阀的检修方法同三通阀检修部分，不再赘述。 d) 各阀口：各阀口粘附的硬质油垢，用笔蘸 761 金属清洗剂涂上使油垢溶解后，再用布擦净。 e) 各弹簧及其它金属零件：可用刮刀刮去硬质锈垢；充气活塞顶杆松动可选用合适的冗头螺钉及 螺母代替顶杆。 f) 各橡胶膜板、密封圈、夹心阀等橡胶件：可用刮刀刮去硬质锈垢；夹心阀阀面不平整或印痕过 深时可用 200 号细沙纸放在平板上对阀面进行前后推动，直至磨平再用。 7 分配阀的试验 7.1 单阀试验 7 分配阀的试验 7.1 单阀试验 104 阀在 705 试验台进行的试验应符合 TB/T1789-1986104 和 103 型客、货车空气分配阀试验规 范的要求，试验内容这里不再作叙述。 7.2 单车试验 7.2 单车试验 整车组装完成后的 104 制动机单车试验应符合 TB/T1492-2002铁道车辆制动机单车试验方法的 要求，试验内容这里不再作叙述。 8 分配阀的故障及原因分析 8 分配阀的故障及原因分析 分配阀在机能试验及平时运用中出现的各种故障， 都必须及时加以综合分析， 找出故障发生的部位 和原因，迅速地排除，以确保运输安全。 现将 104 型分配阀在检修运用中一般常见故障的原因分析列举如下， 以便在找出了故障的部位和原 因后进行修复。 8.1 主阀 8.1.1 充气故障 8.1 主阀 8.1.1 充气故障 8.1.1.1 工作风缸充气慢 a) 小排气口漏 初充气试验时，如果工作风缸已充至 20kPa 以上，小排气口仍有漏泄，而且延长初充气时间者，应 按故障阀进行处理。此故障多为滑阀及滑阀座研磨不当，滑阀、节制阀与它们阀座间接触不良，或组装 别劲，或是滑阀弹簧过软等所致。 可将操纵阀手把在 1 至 7 位间往复制动和缓解数次之后，再进行初充气试验。若不出现上述故障， 应按良好阀办理，不必分解、检查。 b) 主阀上盖和后盖漏泄 主阀上盖或后盖漏泄，也是工作风缸充气慢的原因。它可以通过初充气试验时涂抹肥皂水检查。如 果漏泄，可分解主阀上盖或后盖，检查126mm S 形橡胶膜板的膜板密封边是否老化、塑性变形；密封 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 17 圈是否老化、塑性变形；主阀上盖是否翘曲不平等。 c) 滑阀充气孔(l4或 g1)堵塞 上两项故障排除之后，工作风缸充气仍旧慢，应考虑充气孔(l4或 g1)是否堵塞。 充气孔堵塞的分配阀，应分解清洗。尤其是滑阀、节制阀应放在清洗剂中浸泡 1520min，然后用 高压空气吹扫干净。 8.1.1.2 工作风缸充气快 a) 主活塞漏泄 发现工作风缸充气快，应首先检查主活塞是否漏泄。其检查方法如下。 将操纵阀手把置 1 位，待工作风缸和副风缸充至定压后，将手把移置 5 位减压 40kPa，然后置 3 位 保压，观察其制动灵敏度是否在 20kPa 的范围内。然后手把移 2 位，观察工作风缸压力表与列车管压力 表的表针是否同时上升。 如果制动灵敏度差， 缓解时列车管与工作风缸压力同时上升， 说明主活塞漏泄。 主活塞漏泄，可能是主阀膜板穿孔，也可能是主阀上、下活塞之间的 O 形密封圈漏泄。 检查主阀膜板时应将膜板拉伸检查，这样可防止漏检较小的针孔。检查 O 形密封圈时，除了检查 O 形密封圈是否老化、变形外，还应检查 O 形圈槽的深度是否合格。 b) 充气孔过大 在排除主活塞漏泄之后，工作风缸充气时间仍短，应考虑充气孔过大的故障。充气孔过大，多半是 加修不当。因此在加修充气孔时，应该用清洗剂浸泡，然后用高压风吹扫；在用清洗剂清洗仍达不到目 的时，可以采用与孔径相同尺寸的通针进行疏通，不可用比孔径大的通针，以避免充气孔扩大。 8.1.1.3 副风缸充气慢 a)充气活塞顶杆过短或折损 充气时，如果充气蜂鸣声小或根本没有，多半是充气活塞顶杆过短或折损。 b) 增压阀 O 形密封圈破损 c) 充气止回阀粘住 8.1.1.4 副风缸充气快 a) 充气活塞顶杆过长 b)充气止回阀卡住和充气阀座 O 型圈漏 此两故障均为副风缸充气不受工作风缸控制所致。 8.1.1.5 充气制动 充气制动是指初充气时产生自然制动， 或容积风缸或制动缸充入压力空气而言。 其主要原因是滑阀 与主活塞杆别劲。 此故障多发生在检修后组装不当的 104 阀中。 主活塞和滑阀在装入滑阀套中时， 应将橡胶膜板翻起， 观察主活塞杆是否处于滑阀的两个竖向翼板的正中，然后将橡胶膜板翻下，再把主活塞推入滑阀套内。 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 18 如果组装不当、别劲等，滑阀与滑阀座平面就会接触不良，导致列车管的压力空气直接充入容积风缸或 制动缸，在试验台上观察到的结果就如同制动后容积风缸与制动缸有压力空气一样。 充气止回阀粘住也会产生“充气制动” 。 8.1.1.6 排气口漏泄 8.1.1.6.1 小排气口漏泄 小排气口漏泄的原因有： a) 滑阀与滑阀座接触不良； b) 主活塞杆与滑阀组装不当； c) 滑阀弹簧太软，充气时滑阀被顶起； d) 增压阀密封圈破损。 8.1.1.6.2 大排气口漏泄 在充气位大排气口的漏泄，多半是均衡阀与阀座间接触不良以及均衡阀导向杆上的 O 形密封圈漏 泄。它们漏的都是总缸的压力空气。从故障统计来看，均衡阀与阀座间接触不良者居多。 均衡阀与均衡阀座所构成的阀口是主阀的关键部位之一。 应首先检查阀口是否有碰伤或缺损。 如果 阀口有缺损，如不严重者，可用油石研磨修复；严重者只能更换均衡阀座，甚至更换阀体来解决。均衡 阀与均衡阀座的阀口接触不良者， 可以从夹心阀阀面的接触压痕来判断， 以下是常见故障原因及解决办 法： a) 均衡阀面压痕不均匀。从橡胶阀的阀面上的一道压痕来看：一边压痕深，另一边压痕浅；甚至 有的部位还没有接触(无压痕)。其原因是均衡阀的橡胶阀面(研磨面)与均衡阀轴的中心对称轴线不垂 直。对于这种情况，通常采用的手工研磨来校正是比较费事的，可利用小型台式钻床研磨校正。即：先 将均衡阀的阀轴卡紧在钻轧头上，再在台钻的工作台面上放一张 200 #水磨细砂纸，然后合上电门，让均 衡阀随同钻轧头一起旋转，此时再让均衡阀橡胶平面轻轻地接触工作台面上的水磨细砂纸，进行研磨， 直至研平为止。 用这种方法研出的均衡阀阀面与均衡阀轴中心线的垂直精度比较高， 可以消除阀口压痕 不均匀的毛病。 b) 均衡阀橡胶平面压痕出现两重圈或多圈。其原因是均衡阀轴与均衡阀导向杆孔的间隙过大。均 衡阀可以沿着均衡阀的固定销的轴线移动。对于这种情况，一般采用更换导向杆即可解决。 c) 均衡阀橡胶平面压痕上有麻点坑。这麻点坑处说明曾有砂石、铁屑、铜末等硬质颗粒夹在其上。 分解时有时可以看到这样的颗粒还嵌在麻点坑内；有时这样的颗粒已散落或吹掉，但留下了麻点坑。对 于这种情况，除了采用 a)所述的研磨方法研平阀面外，还应用压力空气很好地吹扫主阀阀体内通路。尽 量把通路中的砂粒、铁屑、铜末等异物吹扫干净，以免再次发生类似故障。 d) 均衡阀橡胶平面压痕周围有硬质油垢堆积。对于这种情况，可用小刀刮去或将均衡阀浸入较浓 的 761 清洗剂的水溶液中，清洗后用压力空气吹扫干净。切不可使用汽油、香蕉水、四氯化甲烷等易腐 客车设计部培训教材 KSJC01-04 客车设计部培训教材 KSJC01-04 19 蚀橡胶的溶剂来清洗。 8.1.1.6.3 局减室排气口漏泄 局减室排气口漏泄主要是滑阀、节制阀与它们的阀座接触不良所致。 8.1.2 紧急制动位漏泄 8.1.2 紧急制动位漏泄 紧急制动位漏泄的原因主要有：主活塞、局减阀、止回阀漏泄。 8.1.3 制动灵敏度差 8.1.3 制动灵敏度差 制动灵敏度差是指手把置 4 位减压 20kPa 时不发生局减作用， 减压 40kPa 以前不发生制动作用。 制 动灵敏度差的故障大致可分为两类：一类是由于主活塞、止回阀漏泄，逆流孔过大等造成主活塞两侧压 差小；另一类是作用部阻力过大。造成作用部阻抗过大的原因有：主活塞杆与滑阀别劲；主活塞杆 与滑阀套别劲；滑阀与滑阀套间摩擦阻力大(例如有粘性油垢附在滑阀与滑阀套之间等)。 8.1.4 保压位容积风缸压力上升 8.1.4 保压位容积风缸压力上升 保压位容积风缸压力上升的故障原因可分为： 直接原因和诱导原因二种。 有的可能是两种原因的综 合。 a) 直接原因 直接原因是指其它较容积风缸压力高的风缸等的压力空气， 通过不良处直接漏入容积风缸， 而导致 容积风缸压力上升，如节制阀、滑阀漏泄。 若发现容积风缸压力呈均匀速度上升，又无跳跃现象的，则多为直接原因。 b)诱导原因 诱导原因是指某些零件发生故障引起列车管压力下降。当列车管压力漏泄到一定程度(足以促使主 活塞产生再制动的压力差)时，主活塞即带动节制阀上移，打开制动孔。此时工作风缸的压力空气通过 被打开的制动孔进入容积风缸。 当工作风缸压力下降到与下降后的列车管压力几乎相等后， 再次呈现保 压状态。 若列车管漏泄不止， 那么这种保压再制动保压再