Al corriente oct 25, 2022
Penetración de entrada de aire de válvulas de retención de dos vías
Durante el funcionamiento de las EMU de la plataforma CRH3 y CRH5, varias veces, cuando el arco de elevación inicial envía potencia, el frenado de los vehículos individuales no alivia la falla, y se encuentra que la presión de frenado indirecto se sobrecarga debido a la Válvula de retención bidireccional. En este documento, a través del cálculo teórico, la prueba de toda la máquina y una sola máquina y el análisis de desmontaje, se presentan cuatro direcciones de optimización para esta válvula y se presentan medidas de optimización para reducir el riesgo de penetración bidireccional de esta válvula.
Análisis de principios
Principio de formación de la presión de precontrol de frenado indirecto
En condiciones normales de trabajo, cuando se suelta el freno de emergencia, la tubería del tren se llena con de aire a 6 bar, y el cilindro de almacenamiento de aire B50 se llena con de aire a 6 bar. Al mismo tiempo, la presión indirecta de precontrol del freno en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional se conecta a la atmósfera a través de la válvula de distribución. Cuando se activa el freno de emergencia, la tubería del tren escapa a 0, y la válvula de distribución actúa para hacer que la presión de aire de 6 bar en el depósito de aire B50 llegue al lado del depósito de aire B51 y la válvula de retención bidireccional A3, formando la presión indirecta de precontrol del freno.
De acuerdo con la ecuación del estado gaseoso ideal (1):
P × V = n × r × T ( 1 )
Donde: P es la presión del gas; V es el volumen del gas; N es el número de sustancias gaseosas; R es una constante [r = 8. 314J / (MOLK)]; T es la temperatura kelvin. Antes y después de aplicar el freno de emergencia, el "n × r × T" del aire comprimido en los cilindros de almacenamiento de aire B50 y B51 y la tubería no cambian, y el volumen de los cilindros de aire y la tubería no cambian. Basado en el principio de que el producto de presión y volumen no cambia, es la fórmula (2):
P × v1 = 1 × v1 después de p + 2 × V2 (2 después de p (2)
Donde: antes de P es la presión de gas en B50 antes de aplicar el frenado indirecto (la presión de la tubería del tren es de 6 bar); Es el volumen de v1b50, cavidad de la válvula de distribución y tubería (7 l + 1,6 l); P 1 es la presión de gas en B50 después de aplicar el frenado indirecto; V2 es el volumen de la tubería de presión piloto para B51 y el frenado indirecto (1,3 L + 0,8 L); P 2 es la presión en B51 y la tubería después de aplicar el freno indirecto, es decir, la presión de precontrol del freno indirecto (la presión en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional). Cuando se aplica el freno de emergencia, el depósito de aire B50 y el depósito de aire B51 se comunican a través de la válvula de distribución, y la presión indirecta de precontrol del freno es la más alta, con 1 después de P = 2 después de P, que es la fórmula (3): 6 × (7 + 1,6) = 2 × (7 + 1,6 + 1,3 + 0,8) después de P, y 2 después de P = 4,82 (bar).
De acuerdo con el cálculo teórico y la supervisión real, en circunstancias normales, la presión máxima de precontrol de frenado indirecto debe ser de 4,8 0,1 (bar).
Causas de la sobrecarga de la presión indirecta de precontrol del freno
Cuando las EMU CRH3 y CRH5 están apagadas, activarán el frenado de emergencia del escape de la tubería del tren, y la presión de precontrol de frenado indirecto formada en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional alcanza los 4,8 bar. Cuando la EMU se detiene durante mucho tiempo sin energía, la presión total del viento se filtrará inevitablemente, mientras que el volumen de presión de precontrol de frenado indirecto es pequeño, y la fuga de presión del viento es extremadamente lenta o básicamente sin fugas. En este momento, la proa está encendida. Cuando el frenado de emergencia no se alivia, la electroválvula de frenado de emergencia hace que el lado A1 de la válvula de retención bidireccional comunique con la presión de aire total, que aumenta lentamente con el soplado del compresor de aire. Cuando las presiones en ambos lados de la válvula de retención bidireccional A1 y A3 están cerca, los movimientos internos de los carretes individuales de la válvula de retención bidireccional son insensibles, lo que hace que los carretes se detengan en la posición media, y la presión de precontrol de frenado directo comunica con la presión de precontrol de frenado indirecto, como se muestra en la Figura 2. La presión en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional (presión de precontrol de frenado indirecto) aumenta a más de 6 bar con la presión en el lado A1 (aire total), y luego el frenado de emergencia se alivia con la operación. El núcleo de la válvula de distribución no se puede mover a la posición de alivio a través del llenado de aire de la tubería del tren (la presión máxima es de 6 bar), y la presión en el lado A3 nunca se puede liberar, y la válvula de retransmisión emite continuamente la presión de frenado. La falla muestra que el frenado no se puede aliviar.
Pruebas e investigación
Prueba de toda la máquina prueba de la válvula de retención bidireccional defectuosa en el tren set CRH3C y CRH380B (L) plataforma EMUs están en el sistema de emergencia.
PA1 = [4,8 × 105 × 3,14 ×(0.027/2)2-0.057 × 9,8]/
[3,14 ×(0.027/2)2]
= 4,79 (barra) (6)
PA1 = [4,8 × 105 × 3,14 ×(0.027/2)2 Fb]/[3,14 ×
(0.027/2)2
=(4.8 0.017Fb)(bar) (7)
En resumen, este tipo de válvula de retención de dos vías debe instalarse verticalmente cuando está diseñado y utilizado.
Optimización de diagnóstico automático de fallos
Cuando la presión de control previo del freno indirecto Stv es demasiado alta, el vehículo existente muestra que el freno no se puede liberar y no hay un código de diagnóstico, lo que es inconveniente para el tratamiento y mantenimiento de emergencia en el almacén. En la nueva versión del software de frenos, se planea agregar el código "presión de control previo del freno indirecto Stv es demasiado alto". Cuando la presión de Stv es superior a 5,6 bar y se retrasa durante 10 s, el sistema de control de frenos informará un código de falla de diagnóstico para avisar a la tripulación.
Optimización de la prueba de rutina
Optimice el banco de pruebas y el programa de pruebas de las válvulas de retención de dos vías, y realice una prueba de sensibilidad en cada válvula de retención de dos vías en fábrica. Los requisitos de ensayo recientemente añadidos son los siguientes:
La presión del puerto A3 de la válvula de retención de dos vías (volumen 10 L) se mantiene a 4, 8 bar, y la presión del puerto A1 se incrementa de 4, 5 bar a 5, 5 bar a la velocidad de 0. 45 bar/min (consulte la velocidad de suministro de aire de los compresores de aire individuales de CRH3 y CRH5), y la presión del puerto A3 debe mantenerse a 4,8 bar.
Análisis de costos y conclusión
En la actualidad, las válvulas de retención de dos vías de CRH3 y CRH5 EMUs tienen conducción de dos vías. La razón básica es que cuando se inicia el compresor de aire principal para aumentar la presión de aire total, las válvulas de retención de dos vías tienen la posibilidad de conducción bidireccional, y cuanto más lenta sea la presión de aire total, mayor será la posibilidad de conducción bidireccional, especialmente en las válvulas de retención de dos vías con diferencias individuales. Esto no es culpa de la válvula en sí o del problema de diseño, pero la "condición especial de trabajo" de la EMU satisface la condición de conducción bidireccional de la válvula. Por lo tanto, evitar razonablemente esta "condición especial de trabajo" de la UEM puede resolver completamente este problema.
A través de la discusión anterior, combinada con la revisión de las reglas de operación de la UEM, se optimiza el proceso de operación del encendido inicial de la UEM, es decir, El compresor de aire principal se explote bajo la condición de alivio de frenado de emergencia para que el problema de la conducción bidireccional se evite fundamentalmente y se ahorre el costo de modificación y renovación; Al mismo tiempo, la optimización del método de instalación debe considerarse en el diseño inicial de la UEM. Ya no se sugiere cambiar la UEM existente debido al costo, pero proporciona una referencia para el método de instalación de la válvula de retención de dos vías de la nueva UEM posterior. Además, la optimización de los procedimientos de operación puede evitar por completo el problema de la conducción bidireccional de la válvula de retención de dos vías en el modo de bolsillo. A través del diagnóstico automático de fallas y la optimización de la prueba de rutina de fábrica, se aclara la directividad de la falla y se fortalece el cribado de problemas individuales.
Análisis de principios
Principio de formación de la presión de precontrol de frenado indirecto
En condiciones normales de trabajo, cuando se suelta el freno de emergencia, la tubería del tren se llena con de aire a 6 bar, y el cilindro de almacenamiento de aire B50 se llena con de aire a 6 bar. Al mismo tiempo, la presión indirecta de precontrol del freno en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional se conecta a la atmósfera a través de la válvula de distribución. Cuando se activa el freno de emergencia, la tubería del tren escapa a 0, y la válvula de distribución actúa para hacer que la presión de aire de 6 bar en el depósito de aire B50 llegue al lado del depósito de aire B51 y la válvula de retención bidireccional A3, formando la presión indirecta de precontrol del freno.
De acuerdo con la ecuación del estado gaseoso ideal (1):
P × V = n × r × T ( 1 )
Donde: P es la presión del gas; V es el volumen del gas; N es el número de sustancias gaseosas; R es una constante [r = 8. 314J / (MOLK)]; T es la temperatura kelvin. Antes y después de aplicar el freno de emergencia, el "n × r × T" del aire comprimido en los cilindros de almacenamiento de aire B50 y B51 y la tubería no cambian, y el volumen de los cilindros de aire y la tubería no cambian. Basado en el principio de que el producto de presión y volumen no cambia, es la fórmula (2):
P × v1 = 1 × v1 después de p + 2 × V2 (2 después de p (2)
Donde: antes de P es la presión de gas en B50 antes de aplicar el frenado indirecto (la presión de la tubería del tren es de 6 bar); Es el volumen de v1b50, cavidad de la válvula de distribución y tubería (7 l + 1,6 l); P 1 es la presión de gas en B50 después de aplicar el frenado indirecto; V2 es el volumen de la tubería de presión piloto para B51 y el frenado indirecto (1,3 L + 0,8 L); P 2 es la presión en B51 y la tubería después de aplicar el freno indirecto, es decir, la presión de precontrol del freno indirecto (la presión en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional). Cuando se aplica el freno de emergencia, el depósito de aire B50 y el depósito de aire B51 se comunican a través de la válvula de distribución, y la presión indirecta de precontrol del freno es la más alta, con 1 después de P = 2 después de P, que es la fórmula (3): 6 × (7 + 1,6) = 2 × (7 + 1,6 + 1,3 + 0,8) después de P, y 2 después de P = 4,82 (bar).
De acuerdo con el cálculo teórico y la supervisión real, en circunstancias normales, la presión máxima de precontrol de frenado indirecto debe ser de 4,8 0,1 (bar).
Causas de la sobrecarga de la presión indirecta de precontrol del freno
Cuando las EMU CRH3 y CRH5 están apagadas, activarán el frenado de emergencia del escape de la tubería del tren, y la presión de precontrol de frenado indirecto formada en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional alcanza los 4,8 bar. Cuando la EMU se detiene durante mucho tiempo sin energía, la presión total del viento se filtrará inevitablemente, mientras que el volumen de presión de precontrol de frenado indirecto es pequeño, y la fuga de presión del viento es extremadamente lenta o básicamente sin fugas. En este momento, la proa está encendida. Cuando el frenado de emergencia no se alivia, la electroválvula de frenado de emergencia hace que el lado A1 de la válvula de retención bidireccional comunique con la presión de aire total, que aumenta lentamente con el soplado del compresor de aire. Cuando las presiones en ambos lados de la válvula de retención bidireccional A1 y A3 están cerca, los movimientos internos de los carretes individuales de la válvula de retención bidireccional son insensibles, lo que hace que los carretes se detengan en la posición media, y la presión de precontrol de frenado directo comunica con la presión de precontrol de frenado indirecto, como se muestra en la Figura 2. La presión en el lado A3 de la válvula de retención bidireccional (presión de precontrol de frenado indirecto) aumenta a más de 6 bar con la presión en el lado A1 (aire total), y luego el frenado de emergencia se alivia con la operación. El núcleo de la válvula de distribución no se puede mover a la posición de alivio a través del llenado de aire de la tubería del tren (la presión máxima es de 6 bar), y la presión en el lado A3 nunca se puede liberar, y la válvula de retransmisión emite continuamente la presión de frenado. La falla muestra que el frenado no se puede aliviar.
Pruebas e investigación
Prueba de toda la máquina prueba de la válvula de retención bidireccional defectuosa en el tren set CRH3C y CRH380B (L) plataforma EMUs están en el sistema de emergencia.
PA1 = [4,8 × 105 × 3,14 ×(0.027/2)2-0.057 × 9,8]/
[3,14 ×(0.027/2)2]
= 4,79 (barra) (6)
PA1 = [4,8 × 105 × 3,14 ×(0.027/2)2 Fb]/[3,14 ×
(0.027/2)2
=(4.8 0.017Fb)(bar) (7)
En resumen, este tipo de válvula de retención de dos vías debe instalarse verticalmente cuando está diseñado y utilizado.
Optimización de diagnóstico automático de fallos
Cuando la presión de control previo del freno indirecto Stv es demasiado alta, el vehículo existente muestra que el freno no se puede liberar y no hay un código de diagnóstico, lo que es inconveniente para el tratamiento y mantenimiento de emergencia en el almacén. En la nueva versión del software de frenos, se planea agregar el código "presión de control previo del freno indirecto Stv es demasiado alto". Cuando la presión de Stv es superior a 5,6 bar y se retrasa durante 10 s, el sistema de control de frenos informará un código de falla de diagnóstico para avisar a la tripulación.
Optimización de la prueba de rutina
Optimice el banco de pruebas y el programa de pruebas de las válvulas de retención de dos vías, y realice una prueba de sensibilidad en cada válvula de retención de dos vías en fábrica. Los requisitos de ensayo recientemente añadidos son los siguientes:
La presión del puerto A3 de la válvula de retención de dos vías (volumen 10 L) se mantiene a 4, 8 bar, y la presión del puerto A1 se incrementa de 4, 5 bar a 5, 5 bar a la velocidad de 0. 45 bar/min (consulte la velocidad de suministro de aire de los compresores de aire individuales de CRH3 y CRH5), y la presión del puerto A3 debe mantenerse a 4,8 bar.
Análisis de costos y conclusión
En la actualidad, las válvulas de retención de dos vías de CRH3 y CRH5 EMUs tienen conducción de dos vías. La razón básica es que cuando se inicia el compresor de aire principal para aumentar la presión de aire total, las válvulas de retención de dos vías tienen la posibilidad de conducción bidireccional, y cuanto más lenta sea la presión de aire total, mayor será la posibilidad de conducción bidireccional, especialmente en las válvulas de retención de dos vías con diferencias individuales. Esto no es culpa de la válvula en sí o del problema de diseño, pero la "condición especial de trabajo" de la EMU satisface la condición de conducción bidireccional de la válvula. Por lo tanto, evitar razonablemente esta "condición especial de trabajo" de la UEM puede resolver completamente este problema.
A través de la discusión anterior, combinada con la revisión de las reglas de operación de la UEM, se optimiza el proceso de operación del encendido inicial de la UEM, es decir, El compresor de aire principal se explote bajo la condición de alivio de frenado de emergencia para que el problema de la conducción bidireccional se evite fundamentalmente y se ahorre el costo de modificación y renovación; Al mismo tiempo, la optimización del método de instalación debe considerarse en el diseño inicial de la UEM. Ya no se sugiere cambiar la UEM existente debido al costo, pero proporciona una referencia para el método de instalación de la válvula de retención de dos vías de la nueva UEM posterior. Además, la optimización de los procedimientos de operación puede evitar por completo el problema de la conducción bidireccional de la válvula de retención de dos vías en el modo de bolsillo. A través del diagnóstico automático de fallas y la optimización de la prueba de rutina de fábrica, se aclara la directividad de la falla y se fortalece el cribado de problemas individuales.
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