机车气动刮雨器系统升级

机车气动刮雨器系统升级

郭志强

郭志强

（中国铁路呼和浩特局集团有限公司包西机务段总工程师）

摘要：

文章先归纳总结了气动刮雨器存在的问题及问题的分析，得出一套安全可靠的气动刮雨器改造方案。从而保证了机车乘务员的正常瞭望和机车的正常运用。

关键字：机车、气缸、气动刮雨器。

一、概述

二、刮雨器系统安装在机车挡风玻璃上，在需要时清除挡风玻璃上的雨水及其它遮挡物（如昆虫、泥浆、雪等），以获得清晰的视野，保证行车安全的装置。机车雨刮器能否正常、可靠工作，对司机瞭望、及时掌握线路情况，特别是在山区道路前方有无障碍物及机车的高速、安全运行都有一定的影响。HXD2型机车上采用了TASW-75(160)型气动刮雨器，该刮雨器在实际运用过程中经常出现因气缸齿条生锈、皮碗损坏导致机车刮雨器密封不严、刮臂不复位等问题。本文分析了TASW-75(160)型气动刮雨器在使用过程中存在的问题，并对其进行设计改进。

问题的分析及提出

二、TASW-75(160)型气动刮雨器由气动刮拭系统和气动喷淋系统组成。气动刮拭系统由刮刷部分和控制部分组成。刮刷部分由刮臂和刮片组成;控制部分包括气动马达（气缸组件）、换向阀、控制阀等。其工作原理为高压空气通过控制阀、换向阀，气动马达推动刮臂，刮臂带动刮片以一定的频率来回刮刷机车前挡风玻璃，去除前挡风玻璃上的雨水等其它遮挡物，达到清洗挡风玻璃的目的。该气动刮雨器实现了高速、低速、间隙控制和停止的功能，在功能上能够满足机车刮雨器的应用要求，但在实际运用过程中由于该型刮雨器采用了双活塞齿轮、齿条的设计结构，在设计过程中，没有考虑到两个活塞缸之间的同轴度，使活塞在气缸中做直线往复运动时，产生“憋劲”，从而破坏了活塞的密封;同时两个活塞缸体与基体的固定采用每侧四件拉杆形式的固定，加剧了两个活塞缸的不同轴;控制部分的油水分离器不能有效隔离空气中的水分子，致使水分子留滞在气缸内，由于气缸内有压力存在，使水分子产生水。在加工过程中由于工艺问题使得活塞缸内表面粗糙度太低，导致活塞杆密封损害，从而导致压缩缸中的水窜入常压部位齿轮、齿条传动区，导致齿轮及齿条生锈。从而造成刮雨器不动作或动作不到位，影响了机车的正常运用和乘务员瞭望。

气动刮雨器在长时间使用过程中，由于车体安装孔与气缸轴套之间的密封物质的老化，转动轴与轴套间隙配合的增大，导致了转动轴与轴套，轴套与车体密封不严，外界雨水由上述部位进入车体，从而引起车体漏水，雨水滴落在操纵台上，造成扳键开关、司机控制器等设备烧损，严重影响了机车的正常运行。

HXD2型机车上的气动刮雨器由于制造厂在机车出厂前采用了不同生产厂家生产的刮雨器，从而造成了目前段内刮雨器型号不统一、不通用，刮雨器控制盒采用的出线插头分为五芯插头、六芯插头，两种插头的气缸组件不能实现同一型号机车的互换，给检修和整备工作带来了不便，无形中增加了检修人员的工作强度和难度。

现阶段各机务段针对上述问题也采取了相应的措施，措施如下：

在机车整修过程中，明确规定了气动刮雨器的检修周期，并完善了机车刮雨器检修工艺、作业指导书等相关文件。

1.冬季机车出库前，乘务员应对刮雨器进行检查，若发现刮雨器被冻结或被雪团卡住时，应关闭刮雨器控制开关，清除冰块、雪团后方可继续使用。

2.在结冰温度下，禁止乘务员用水清洗前窗玻璃及雨刷装置。

3.乘务员在使用刮雨器过程中，当断开刮雨器开关时，刮雨器刮片应能自动回到风挡玻璃的初始位置，然后停止。若位置不当，回段后应及时告知相关检修部门。

4.但是在机车实际运用、检修过程当中，由于现有雨刮器的设计及材质缺陷，单纯的依靠乘务人员、检修人员来防止雨刮器问题的发生已收效甚微，现有的措施已不能满足机车安全运用的要求。因此设计出一套安全、可靠的雨刮器系统已迫在眉睫。本文通过分析问题并设计出一套合理的设计改进方案，从根本上解决了HXD2型机车气动刮雨器不足，保证了机车运行的可靠性和安全性。

三、气动雨刮器的改进设计

针对TASW-75(160)存在的问题，通过分析，对其产品结构和进气系统进行了改进。

原有刮雨器采用了双活塞齿轮、齿条的设计结构，在设计过程中，没有考虑到两个活塞缸之间的同轴度，使活塞在气缸中做直线往复运动时，产生“憋劲”，从而破坏了活塞的密封;同时两个活塞缸体与基体的固定采用每侧四件拉杆形式的固定，加剧了两个活塞缸的不同轴。针对此故障，对原气动刮雨器的气缸组件进行改进，采用新的气动技术，再结合现有气动刮雨器的使用情况，设计、制造一个全新的XB刮雨器双活塞摆动气缸组件，该气缸组件能充分发挥气缸组件的性能，功率利用率高；整体设计方案成熟、可靠。通过对进气系统进行优化改进，在过滤减压阀的基础上，再增加油水气分离器（40微米），以最大可能的减少杂质（水）进入双活塞摆动气缸，确保双活塞摆动气缸进气的清洁。XB刮雨器防水等级为IP65级，输出轴与气缸为两体，即使输出轴与保护套密封失效，雨水也进入不到气缸当中。

1）气动刮雨器在长时间使用过程中，由于车体安装孔与气缸轴套之间的密封物质的老化，转动轴与轴套间隙配合的增大，导致了转动轴与轴套，轴套与车体密封不严，外界雨水由上述部位进入车体，从而引起车体漏水，雨水滴落在操纵台上，造成扳键开关、司机控制器等设备烧损，严重影响了机车的正常运行。针对此故障，XB刮雨器设计在雨刮器转动轴与轴套之间增加O型圈密封结构，轴套与车体安装孔之间采用锥形密封圈螺丝紧固的方式，同时再结合涂胶工艺，彻底解决了转动轴与轴套，轴套与车体密封不严漏水的问题。

2）HXD2型机车上的气动刮雨器由于制造厂在机车出厂前采用了不同生产厂家生产的刮雨器，从而造成了目前段内刮雨器型号不统一、不通用，刮雨器控制盒采用的出线插头分为五芯插头、六芯插头，两种插头的气缸组件不能实现同一型号机车的互换，给检修和整备工作带来了不便，无形中增加了检修人员的工作强度和难度。通过对五芯、六芯控制盒的分析，XB刮雨器设计一种基于五芯、六芯控制盒的转接设备，该转接设备可以实现对不同控制盒的匹配，转接设备输出固定的针脚数，从而最终实现与气缸组件输出针脚数的统一，进而实现单一气缸组件对同车型不同车号的通用。并且在传感器位置加装防尘盖式的密封设计，保证传感器传输信号的稳定性和正确性。

3）

四、取得成效

（1）新型雨刮器系统降低了检修工人劳动强度，节省了人力资源，使得以前单纯依靠相关措施预防雨刮器故障的发生转变为利用优质的产品来保证机车性能，保证了行车安全。

（2）新型雨刮器的安装避免了因发生漏水事故后高额的机车电器产品检修费用支出，同时避免了事故发生后检修人员高强度的劳动，具有一定的经济价值和社会效益。

（3）新型雨刮器系统适用于内燃机车，电力机车，其应用前景广阔。

五、结束语

“机车气动刮雨器系统升级”针对性强、实用、快捷，该方案采用了成熟的气缸技术。整个方案具有可行性程度高、气缸密封性能好、稳定性高、通用性强等特点，改造后的HXD2型机车刮雨器适应了新形势下的机车运行需要，对铁路运输具有重要的现实意义。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道行业标准TB/T1333-1996《机车电器基本技术条件》.

[2]机车用刮雨器TB/T3265-2011.

[3]电气工程师手册机械工业出版社，2005.9印.