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摘要：本文通过对宁波地铁一号线一期地铁列车克诺尔制动系统踏面制动单元的主要部件及工作原理的介绍，从而分析了列车01011车在架修后踏面制动单元呼吸塞漏风的主要原因，针对该漏风的原因，确定了处理的方法与措施。通过对列车01011车空气制动系统踏面制动单元故障的分析与处理，为后续处理架修列车空气制动系统故障提供了可靠的经验。
关键词：地铁列车；空气制动系统；踏面制动单元；呼吸塞漏风
1.宁波地铁列车空气制动系统踏面制动单元的介绍
宁波地铁1号线一期地铁列车制动系统配置了克诺尔（苏州）车辆股份有限公司的PEC7型的踏面制动单元，其制动单元有两种类型，分别为仅有常用制动缸的踏面制动单元与带有停放制动的踏面制动单元，该类型的踏面制动单元已在申通地铁、深圳地铁、广州地铁、南京地铁等经历了长期的运营考验，其设计结构及性能也得到了充分的验证。
PEC7型带停放踏面制动单元的结构及功能介绍：
如图所示：PEC7型带停放踏面制动单元主要由停放缸、常用缸、活塞、钢簧、扇形块（凸轮）、滚动轴承、闸瓦杆球头及活塞上的K型密封圈等组成。
正常列车施加常用制动时空气通过常用缸推动活塞向前运动，活塞带动推杆使扇形块（凸轮）进行旋转与滚动轴承发生位移变化，从而对列车施加、缓解制动力。当列车施加停放制动时停放缸的推杆推动活塞向前运行，活塞推动推杆使扇形块与滚动轴承发生位移变化，从而使列车施加停放制动。
2、列车01011车空气制动系统踏面制动单元漏风故障现象
在首列车01011车架修完毕后，调试班组使用静调电源1500V高压电对列车进行供电时发现制动系统空压机一直在不停的工作，但气压表指示针在1.0bar没有继续上升，后经过班组检查发现在空气制动系统带停放踏面制动单元的呼吸塞出现不断的漏风现象，而且发现这种漏风现象基本都集中在带有停放的踏面制动单元呼吸塞上。
3、空气制动系统踏面制动单元漏风原因分析
从现场出现的踏面制动单元漏风情况来看，有以下几条可以总结：
1）.所有不带停放的踏面制动单元没有漏风。
2）. 几乎所有带停放缸的踏面制动单元都有漏风，且仅在常用缸底部的呼吸塞处。
3）. 出现泄漏时的系统风压持续在 1.0bar左右。
4）. 因风压持续在1.0bar左右，停放制动处于施加状态（缓解停放制动需要风压大于4.7bar才可以缓解）
5）. 常用缸内的风压不足 1.0bar（因为此时系统风压过低，列车处于紧急制动状态，正常情况下风是通过制动风缸、EP2002阀、CUBE模块后再进入常用制动缸）。
踏面制动单元常用缸呼吸塞漏风的原因分析：
1）. 从前面介绍踏面制动单元的压缩气体流向中可以看出引起踏面制动单元常用缸呼吸塞出现漏风现象的原因可能是常用缸内活塞K型密封圈密封性不好，从而使压缩气体进入常用缸，最后从常用缸的呼吸塞排出。
2）. 导致 K 型密封圈不密封的因素：
①停放制动施加是通过停放缸内的双弹簧对凸轮施加弹簧力，从而是列车施加停放制动，在该状态下使常用缸内活塞有一定倾斜，K 型密封圈与常用缸内壁的接触不均匀，有部分处于压缩状态（有利于密封），但也有一部分处于张开状态（不利于密封）。
②常用制动缸内压力过小（K 型密封圈的结构特点是随着压力的增加与气缸内壁贴合越紧密，密封性能越好）。在列车正常运行时，停放制动处于缓解状态，常用制动缸体内会有一定量的气体使K型密封圈与气缸内壁贴合紧密，并不会出现呼吸塞漏风现象。
在列车施加停放制动时，停放制动缸内的压缩空气通过停放电磁阀及EP2002 阀排入大气（此为防止常用制动与停放制动叠加作用的功能），此时停放缸内弹簧将推杆推出并顶住常用缸活塞顶部的凸轮，从而使列车产生部分停放制动力（此时常用缸内仍有部分压缩空气），常用缸活塞K型密封圈仍能保持正常密封性能。随着列车停放时间的增加，空气管路正常会有一定量的泄漏，系统压力会逐步下降，在系统压力下降至常用缸正常工作压力前，踏面制动机内的状态与停放初期的状态并没有变化；随着列车停放时间的进一步增加，此时系统压力已经开始低于停放初期的常用缸压力，因此常用缸及停放缸内的压力也同步下降，停放缸的推杆将进一步推压常用缸活塞顶部的凸轮，从而带动常用缸活塞发生位移变化，处于一定的倾斜状态，同时常用缸活塞K 型密封圈在停放缸推杆推力与闸瓦托反作用力作用下使其一侧（远离闸瓦托）压紧，而使另一侧（离闸瓦托近）的 K 型密封圈处于相对松弛状态；K型密封圈在上面所描述的状态下持续时间相对较长，再考虑到外界环境温度相对较低，则 K型密封圈将处于一种不完全密贴制动缸内壁的状态。
在此种状态下启动空压机进行供风，则系统内的压缩空气将直接通过 EP2002 阀再通过踏面制动单元常用缸内K型密封圈及常用缸呼吸嘴而排出大气，从而使系统风压持续维持在较低的压力（1bar左右）。
为了进一步验证异常情况发生的分析与判断，后续再踏面制动单元测试台上进行了常用缸呼吸嘴泄漏模拟测试试验。试验时将停放制动闸瓦托伸出量为12mm（模拟施加停放制动），然后在此状态下进行常用缸充风试验，试验台系统压力从1bar 开始不断增加（同步对呼吸塞进行侧漏试验），增加至4.7bar左右时停放制动缓解，呼吸塞不再有漏风现象，继续增加压力至系统正常的压力都没有出现呼吸塞漏风的现象。
综上分析与试验，踏面制动单元在较长时間停放后，系统压力不断下降，当系统压力下降到零的情况下持续停放一段时间，则踏面制动单元则会出现如上所述空压机供风初期带停放踏面制动单元呼吸塞漏风的现象。此种情况就是由于系统风压不足于将停放制动缓解而使常用缸 K 型密封圈在倾斜情况下（长时间保持此状态使密封圈状态处于一种非正常状态）出现初充风时不能完全复位而引起漏风。
4、空气制动系统踏面制动单元漏风处理措施
1）. 通过直接拉停放缸紧急缓解拉绳的方法可以强制缓解停放制动（因为此时没有足够的系统风压来缓解停放制动），在缓解停放制动后，常用缸内的活塞也会处于复位状态，K 型密封圈回归正常密封状态，但此处理措施的缺点是需要操作多个停放缸的缓解拉绳，要耗费较长的时间。
2）. 可以通过切除向常用制动缸供风的气管路（如图所示截断B05.01 及 B05.02 将制动风缸至 EP2002 阀的供风管隔离），空压机工作时压缩空气不会通过常用缸 K 型密封圈泄露，从而可以建立起系统风压。当系统压力上升到9.0bar后，打开B05.01 及 B05.02截断塞门，则停放缸内会充入压缩空气，停放制动自然会缓解。
参考文献：
[1]高小波.宁波地铁1号线一期电客车空气制动系统维护手册
关键词：地铁列车；空气制动系统；踏面制动单元；呼吸塞漏风
1.宁波地铁列车空气制动系统踏面制动单元的介绍
宁波地铁1号线一期地铁列车制动系统配置了克诺尔（苏州）车辆股份有限公司的PEC7型的踏面制动单元，其制动单元有两种类型，分别为仅有常用制动缸的踏面制动单元与带有停放制动的踏面制动单元，该类型的踏面制动单元已在申通地铁、深圳地铁、广州地铁、南京地铁等经历了长期的运营考验，其设计结构及性能也得到了充分的验证。
PEC7型带停放踏面制动单元的结构及功能介绍：
如图所示：PEC7型带停放踏面制动单元主要由停放缸、常用缸、活塞、钢簧、扇形块（凸轮）、滚动轴承、闸瓦杆球头及活塞上的K型密封圈等组成。
正常列车施加常用制动时空气通过常用缸推动活塞向前运动，活塞带动推杆使扇形块（凸轮）进行旋转与滚动轴承发生位移变化，从而对列车施加、缓解制动力。当列车施加停放制动时停放缸的推杆推动活塞向前运行，活塞推动推杆使扇形块与滚动轴承发生位移变化，从而使列车施加停放制动。
2、列车01011车空气制动系统踏面制动单元漏风故障现象
在首列车01011车架修完毕后，调试班组使用静调电源1500V高压电对列车进行供电时发现制动系统空压机一直在不停的工作，但气压表指示针在1.0bar没有继续上升，后经过班组检查发现在空气制动系统带停放踏面制动单元的呼吸塞出现不断的漏风现象，而且发现这种漏风现象基本都集中在带有停放的踏面制动单元呼吸塞上。
3、空气制动系统踏面制动单元漏风原因分析
从现场出现的踏面制动单元漏风情况来看，有以下几条可以总结：
1）.所有不带停放的踏面制动单元没有漏风。
2）. 几乎所有带停放缸的踏面制动单元都有漏风，且仅在常用缸底部的呼吸塞处。
3）. 出现泄漏时的系统风压持续在 1.0bar左右。
4）. 因风压持续在1.0bar左右，停放制动处于施加状态（缓解停放制动需要风压大于4.7bar才可以缓解）
5）. 常用缸内的风压不足 1.0bar（因为此时系统风压过低，列车处于紧急制动状态，正常情况下风是通过制动风缸、EP2002阀、CUBE模块后再进入常用制动缸）。
踏面制动单元常用缸呼吸塞漏风的原因分析：
1）. 从前面介绍踏面制动单元的压缩气体流向中可以看出引起踏面制动单元常用缸呼吸塞出现漏风现象的原因可能是常用缸内活塞K型密封圈密封性不好，从而使压缩气体进入常用缸，最后从常用缸的呼吸塞排出。
2）. 导致 K 型密封圈不密封的因素：
①停放制动施加是通过停放缸内的双弹簧对凸轮施加弹簧力，从而是列车施加停放制动，在该状态下使常用缸内活塞有一定倾斜，K 型密封圈与常用缸内壁的接触不均匀，有部分处于压缩状态（有利于密封），但也有一部分处于张开状态（不利于密封）。
②常用制动缸内压力过小（K 型密封圈的结构特点是随着压力的增加与气缸内壁贴合越紧密，密封性能越好）。在列车正常运行时，停放制动处于缓解状态，常用制动缸体内会有一定量的气体使K型密封圈与气缸内壁贴合紧密，并不会出现呼吸塞漏风现象。
在列车施加停放制动时，停放制动缸内的压缩空气通过停放电磁阀及EP2002 阀排入大气（此为防止常用制动与停放制动叠加作用的功能），此时停放缸内弹簧将推杆推出并顶住常用缸活塞顶部的凸轮，从而使列车产生部分停放制动力（此时常用缸内仍有部分压缩空气），常用缸活塞K型密封圈仍能保持正常密封性能。随着列车停放时间的增加，空气管路正常会有一定量的泄漏，系统压力会逐步下降，在系统压力下降至常用缸正常工作压力前，踏面制动机内的状态与停放初期的状态并没有变化；随着列车停放时间的进一步增加，此时系统压力已经开始低于停放初期的常用缸压力，因此常用缸及停放缸内的压力也同步下降，停放缸的推杆将进一步推压常用缸活塞顶部的凸轮，从而带动常用缸活塞发生位移变化，处于一定的倾斜状态，同时常用缸活塞K 型密封圈在停放缸推杆推力与闸瓦托反作用力作用下使其一侧（远离闸瓦托）压紧，而使另一侧（离闸瓦托近）的 K 型密封圈处于相对松弛状态；K型密封圈在上面所描述的状态下持续时间相对较长，再考虑到外界环境温度相对较低，则 K型密封圈将处于一种不完全密贴制动缸内壁的状态。
在此种状态下启动空压机进行供风，则系统内的压缩空气将直接通过 EP2002 阀再通过踏面制动单元常用缸内K型密封圈及常用缸呼吸嘴而排出大气，从而使系统风压持续维持在较低的压力（1bar左右）。
为了进一步验证异常情况发生的分析与判断，后续再踏面制动单元测试台上进行了常用缸呼吸嘴泄漏模拟测试试验。试验时将停放制动闸瓦托伸出量为12mm（模拟施加停放制动），然后在此状态下进行常用缸充风试验，试验台系统压力从1bar 开始不断增加（同步对呼吸塞进行侧漏试验），增加至4.7bar左右时停放制动缓解，呼吸塞不再有漏风现象，继续增加压力至系统正常的压力都没有出现呼吸塞漏风的现象。
综上分析与试验，踏面制动单元在较长时間停放后，系统压力不断下降，当系统压力下降到零的情况下持续停放一段时间，则踏面制动单元则会出现如上所述空压机供风初期带停放踏面制动单元呼吸塞漏风的现象。此种情况就是由于系统风压不足于将停放制动缓解而使常用缸 K 型密封圈在倾斜情况下（长时间保持此状态使密封圈状态处于一种非正常状态）出现初充风时不能完全复位而引起漏风。
4、空气制动系统踏面制动单元漏风处理措施
1）. 通过直接拉停放缸紧急缓解拉绳的方法可以强制缓解停放制动（因为此时没有足够的系统风压来缓解停放制动），在缓解停放制动后，常用缸内的活塞也会处于复位状态，K 型密封圈回归正常密封状态，但此处理措施的缺点是需要操作多个停放缸的缓解拉绳，要耗费较长的时间。
2）. 可以通过切除向常用制动缸供风的气管路（如图所示截断B05.01 及 B05.02 将制动风缸至 EP2002 阀的供风管隔离），空压机工作时压缩空气不会通过常用缸 K 型密封圈泄露，从而可以建立起系统风压。当系统压力上升到9.0bar后，打开B05.01 及 B05.02截断塞门，则停放缸内会充入压缩空气，停放制动自然会缓解。
参考文献：
[1]高小波.宁波地铁1号线一期电客车空气制动系统维护手册