王振宏++陈磊++朱立强++李童生++张冬冬
摘 要：针对城际动车组运营过程中压差式撒砂单元出沙量偏少的故障进行了分析，介绍了撒砂装置及撒砂单元的工作原理，通过对撒砂单元拆解、缩堵及滤芯的更换，使出砂量得到明显改进，运营效果良好。并给出了撒砂单元的维护建议，对于采用同类型撒砂单元的动车组解决出沙量偏少问题起到了一定的指导作用。
关键词：城際动车组；压差式撒砂单元；缩堵；滤芯
中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0054-02
城际动车组制动系统依托高速动车组技术平台，综合考虑高速动车组和时速250公里动车组的优点，根据运营模式和速度等级对系统参数进行优化，进而升级而成的动车组制动系统技术平台。该动车组设计时速为250KM/h，并于2015年10月起奔赴大西线进行自主化部件运营考核。
撒砂系统作为制动系统的重要组成部分，可以改善轮轨接触面的工作环境，改善粘着系数，提高运行品质。如果动车的撒砂装置不能正常工作，轮轨间不能提供合理、有效地粘着力，将会大大降低动车组功率的有效发挥。特别是在遇降雨、雪等恶劣天气，极易发生动车组轮对空转，致使动车组牵引力下降，造成坡停和堵塞正线，严重干扰正常行车，给铁路运输造成极大的安全隐患，因此撒砂装置对动车组列车的安全运行起到了一定的保障作用。
1 城际动车组撒砂装置构成及工作原理
动车组头车的第一根轴的每一个车轮前装有一个撒砂单元，撒砂单元受撒砂控制装置控制，执行撒砂动作。撒砂单元主要由砂箱、撒砂加热器及管路附件等组成，每列车共4套。
撒砂装置由撒砂控制模块、撒砂单元、砂箱盖和撒砂加热器组成。其中撒砂控制模块位于BCU内，砂箱、砂箱盖、撒砂单元及加热器如图1所示。
1.1 撒砂装置功能描述
撒砂装置原理如图2所示，通过压缩空气连接管，主风缸的压力空气经过隔离塞门（01）、减压阀（02），到达干燥电磁阀（04）和撒砂电磁阀（05），最后流入撒砂单元（06）。撒砂装置受列车控制系统控制，执行撒砂动作。
1.2 撒砂单元
撒砂单元有两个空气入口：
第一个通入由干燥电磁阀流入的压力空气，用于干燥砂子；
第二个通入由撒砂电磁阀流入的压力空气，用于撒砂。
砂箱采用带有降压保护作用的专用砂箱盖密封，撒砂加热器用于加热砂管以避免低温时砂管冻结。
2 撒砂故障描述及原因分析
城际动车组大西线自主化部件运营考核期间，撒砂装置例行检查时发现8车左撒砂装置出沙量较之前例行检查时明显偏少，于是对1车撒砂装置进行测试，发现1车撒砂装置出沙量较8车明显增多，经过对比分析，初步判定8车撒砂功能异常。
结合上述出沙量不同的现象，为了进一步验证各撒砂装置出沙量，决定对城际动车组头车共四个砂箱出沙量采取量化对比分析。利用城际动车组库内检修期间进行撒砂功能试验，试验前准备4个塑料袋，先在1车两个撒沙口套上塑料袋准备接沙，根据撒砂控制原理，在占用端司机室内启动撒砂按钮后，占用端头车两侧砂箱会同时出沙，撒砂时间设定为30秒。司机换端后，同样的操作方法在另一头车进行撒砂试验。试验结果如图3、图4所示，由左向右依次为1车左、1车右、8车右、8车左等四个位置撒砂单元撒砂30s时撒砂喷嘴的出沙量。
经计算，1车左、1车右及8车右出沙量大约分别为0.62L、0.47L、0.3L，由此可判定，8车左砂箱基本不出沙，撒砂功能出现异常。
通过对撒砂装置及功能原理分析，当撒沙量偏少时应该从风压、砂箱气密性、沙质、撒砂软管堵塞及撒砂单元内部等方面进行分析。经过目视检查及仪器检测，通过对撒砂控制模块压力测试口检测风压符合要求。沙质来源为动车所与其他车型用沙一致，软管目视检查未见异常。8车左砂箱盖与其他撒砂单元砂箱盖的比较，未发现明显异常。初步判定可能原因为撒砂单元内部问题。
3 撒砂故障处理
为保障撒砂检修顺利，在动车组二级修期间，对8车左砂箱撒沙单元进风口连接管路进行拆解，其拆解位置如图5圈中所示。
将螺堵拆卸后，用镊子将里面缩堵及滤芯小心取出，如图6所示，左侧为缩堵，右侧为滤芯。
由图可见，缩堵及滤网塑料外表均有少量灰尘，滤网（图中圈）由于灰尘覆盖已经相当严重。为此，将过滤网及缩孔进行更换，并将缩孔换成金属材质的产品。拟更换的缩孔及滤网如图7所示。
换装新的缩堵及滤芯并恢复安装后，对8车撒沙单元进行撒沙30S测试，8车左右砂箱出沙量如图8所示。左图为左砂箱出沙量（原来几乎不出沙），右图为右砂箱出沙量（与原来出沙量无变化）。
经测量，8车左沙箱30s出沙量约为0.56L，右砂箱出沙量仍约为0.3L，左沙箱出沙量明显改善，撒砂功能恢复正常。
4 结语
通过对8车左撒砂单元缩堵及滤芯的更换，出沙量明显改善，撒砂功能恢复正常，由此可以判定造成撒砂单元不能正常出沙的原因为，滤网的过滤作用将压缩空气中残存的杂质附着于过滤网上，阻碍了撒砂单元供风口压缩空气的流动，风压降低，从而导致撒砂单元不能正常出沙。
相对于原塑料缩堵，金属缩堵具有耐高温、耐老化，孔径稳定等特点，更利于撒砂功能的持续运行。鉴于撒砂长时间工作可能出现的杂质沉积，动车组在后续运行期间可定期对撒砂单元撒砂供风口及干燥供风口内缩堵及滤芯进行检查清理，必要时更换滤芯，确保撒砂功能正常，保障列车行驶安全。故障处理完后列车已运行近20万公里，未出现撒砂量偏少的现象，运行效果良好。
因压差式撒砂单元原理及结构非常相似，因此对装有压差式撒砂单元的其他车型同样适用，对解决出沙量偏少问题起到了一定的指导作用。
参考文献
[1]周小军，汪虎，董智.HXD3机车撒砂装置故障浅析.机车电传动，2009.
[2]蒋红果，徐红星.撒砂装置在低地板车辆上的应用.技术探讨，2013.
[3]TB/T 3254-2011 机车、动车用撒砂装置[S].
