HXD1C型电力机车双针压力表采用某厂家的轨道车辆专用轴向双针双管压力表, 主要用于测量机车总风缸和制动缸内的空气压力并显示压力值。此外, 司机室内的制动显示屏也能通过在制动机上的总风压力传感器, 监控机车的总风缸压力。双针压力表与制动显示屏同时监控总风缸的压力, 确保机车的行车安全。

在2018年公司50台HXD1C型电力机车项目中, 多次出现总风压力表示值与制动显示屏中显示的值差距过大的情况 (如图1所示) , 且问题反复出现。本文通过分析对双针压力表的自身结构、安装方式, 来分析双针压力表示值偏差过大的原因, 为解决该问题提供一种思路。

在对公司内还未出厂的HXD1C型电力机车进行制动调试时, 发现多个双针压力表显示的总风缸压力值与制动显示屏中显示的总风缸压力值相差过大, 超过工艺文件中的压力值示值差要求 (示值差≤20 kP) 。再对这部分双针压力表进行更换后, 问题得到初步解决。但部分双针压力表在继续工作后, 依旧反应出压力值示值差过大的情况。

总风缸压力值示值偏差过大影响着机车运行安全, 为解决该问题, 将着重从双针压力表安装方式、运用、自身结构等方面进行分析。

HXD1C型电力机车采用的YTS-100Z轨道车辆专用轴向双针双管压力表 (图2) , 可同时测量2个相同或不同的压力。属于精密仪表, 在安装和使用过程中不能承受剧烈震动和冲击。双针压力表由两套各自独立的测量系统、和指示装置、照明和外壳等组成。

双针压力表的工作原理:基于弹性元件 (测量系统中的弹簧管) 的弹性变形。即在被测介质的压力作用下, 追使两弹簧管之末端各自产生相应的位移, 借助于拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大, 由固定齿轮轴上的红、黑指针将2个被测值分别在的盘度上指示出来。

双针压力表通过安装支架的固定作用将其固定到仪表安装板上, 并通过紧固螺母正向紧固和反向锁紧螺母反向紧固的固定作用确保安装支架与双针压力表之间无相对位移发生, 减少仪表的震动。如图3所示。

在对仪表的安装进行跟踪调查以后, 确认现场实践安装方式与规定安装要求存在一定不同。一方面, 反向锁紧螺母太厚, 导致安装支架变形。为减少形变, 需要对反向锁紧螺母正向紧固。此时反向锁紧螺母就会对仪表外壳进行挤压。另一方面, 在实际安装过程中, 并未对反向锁紧螺母进行反向紧固, 以锁紧安装支架。

为进一步确认安装方式对压力仪表示值的影响情况, 随即对10块未安装双针压力表进行实验。将10块双针压力表逐一安装在HXD1C6475号机车上, 仅连接风表表管, 不对其他部件进行安装紧固, 进行三组压力试验, 压力值分别为1 000 kPa和600 kPa (实际值会不同) , 待风压达到相应试验值时, 确保压力稳定后再进行压力值的读取。具体数据如表1所示。

从表1中, 可以知道10块双针压力表中只有第4块 (编号:1803A203) 的试验数据不满足工艺要求 (两示值差≤20 kPa) , 其余仪表均满足要求, 但均存在相对较大的示值差。

将满足要求的9块双针压力表按照要求进行安装, 并进行制动调试后, 依旧有3块双针压力表显示的总风缸压力值与制动显示屏中总风缸压力值之间的示值差超过20 kPa。

经上述对比分析, 说明现有的双针压力表安装方式对仪表的示值大小有影响。

机车在进行调试阶段时, 在短时间内会频繁地对总风缸进行充风和排风的操作。在一段时间内, 频繁地突然减压会引起表芯游丝紊乱的情况, 从而导致压力表示值超差。同时, 当机车刚充完风, 总风管路中空气压力还处于不稳定状态。通常需要等待一段时间, 空气压力才能达到相对稳定的状态。因为在安装时反向锁对仪表外壳产生挤压, 仪表外壳存在一定形变, 进一步挤压弹簧管。所以在空气压力稳定过程中, 仪表内的弹簧管回弹不足, 导致示值超差。

在HXD1C型电力机车项目后5台的机车上, 安装了另外一厂家的双针压力表。在跟踪调查过程中, 发现在采用相同安装方式的情况下进行机车调试, 新厂家的压力表显示的总风压力值与制动显示屏上的压力值一致, 未出现示值偏差。

结合上述分析, 可以知道在采用旧厂家的双针压力表时, 安装方式和调试过程中的频繁充排风对双针压力表示值一定的影响。若继续使用旧厂家的双针压力表, 则需要对安装方式以及充排风进行控制。

此外, 通过与新厂家的双针压力表使用情况进行对比, 侧面说明旧厂家的双针压力表自身存在一定的设计缺陷。