摘要：油压减振器作为机车转向架的重要零部件之一，油压减振器的静、动态力学特性是影响转向架运行品质以及列车安全的重要因素。其性能优劣直接影响到机车运行的穗定性和安全性，因此为有效地保证列车的运行平稳与安全的性能，油压减振器必须与车辆相匹配，且性能良好。基于此，本文将着重分析探讨机车进口油压减振器结构特点、常见故障及有效防范措施，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。
关键词：O型圈；减振器；分析
引言
为了保证机车车辆在线路上安全、平稳的运行，需要在转向架中装用具有良好性能的弹簧悬挂减振装置，油压减振器作为悬挂系统的一部分，能够起到减少车辆悬挂系统振动的作用，近年来，由于列车速度提高，振动加剧，减振器的作用显得更为重要，成为提高舒适度、保证安全性的重要部件之一。
用于铁路机车车辆上的油压减振器按结构分为：单循环和双循环两种方式。按用途分为：与轴箱弹簧并联的轴箱减振器、与摇枕弹簧并联的摇枕减振器、摇枕（或构架）与车体之间的横向减振器、构架与车体之间的抗蛇行减振器、车体之间的耦合减振器等。目前，新造机车车辆用油压减振器大部分采用进口件，主要有荷兰柯尼公司生产的Koni油压减振器、法国阿尔斯通公司生产的Dispen、德国ZFSACHS公司生产的Sachs油压减振器。这些减振器结构先进、性能优良，很好的满足了我国铁路机车车辆目前发展的需要。
1 三种进口油压减震器结构特点
1.1 KONI油压减震器
荷兰KONI公司生产的油压减振器，是我国进口最早、目前使用数量最多的油压减振器，主要由阻尼调整阀、导油管、波纹管、活塞组装、活塞杆、活塞杆密封件、底阀组装等部件组成。该减振器采用单向循环原理，无论是拉伸还是压缩，油液均向单个个方向流动，即油液始终从压力缸上腔一阻尼调整阀一导油管一储油缸一压力缸下腔循环流动。拉伸时，减振器油液经过阻尼调整阀产生阻尼。压缩时，除阻尼调整阀外，活塞上的单向阀打开后亦产生阻尼作用，因此，压缩行程阻尼总是比拉伸行程阻尼略大。
总的来说，Koni油压减振器有下列特点：
（l）采用单向循环工作原理，通过油液不断循环使储油缸与外界进行热交换，因此油液不易发热、变质，出现的气泡会很快消失，能确保拉、压阻尼力对称，满足性能要求。
（2）拉压速度与活塞运动速度基本上呈现线性关系，但压缩行程阻尼始终略大于拉伸行程阻尼。
（3）调节阻尼调整阀的开启压力，可以调整减振器的阻尼系数。因此，当减振器运行一段时间后阻尼系数下降或其他原因需要调整阻尼系数时，只需卸去防尘罩而不必分解减振器就可方便地进行调。
（4）长期使用后性能变化较小，阻尼系数相对稳定。
（5）该减振器结构较复杂，维修成本较高。
1.2 DISPEN油压减震器
法国阿尔斯通公司生产的Dispen油压减振器在20世纪80年代曾随法国的SK机车进入我国。1997年开始在我国的提速车上批量使用。主要由活塞组装、活塞杆、底阀组长、弹性气囊、缸端密封单元等组成，在减振器的设计中采取了有效措施，较好地解决了缸端的密封问题和油液的乳化现象，其主要措施为：
（l）缸端密封由两部分组成。第一部分是一个多唇密封圈，紧附在活塞杆上；第二部分是附在缸端上的波纹管，用来消除在微幅振动时活塞杆相对于多唇密封圈唇口的滑动，可通过波纹管的伸缩来完成这一功能。这样，在大部分时间内车辆产生微幅振动时，密封圈与活塞杆之间无相对运动，只有微幅较大时，才会有相对滑动。只要振幅在波纹管的伸缩范围内，密封圈就不会磨损，因而延长了密封圈的使用寿命。
（2）在储油缸内安装了2个密闭的橡胶气囊，当减振器压缩行程时，油液挤压气囊储存能量使储油缸产生一定的背压。在拉伸过程中，随着气囊能量的释放，储油缸迅速、充分地向下腔补油，因而不会产生下腔缺油和示功图畸变的现象。此外，由于橡胶气囊是密闭的，油与气体没有接触，因而不存在吸入空气后产生乳化作用的危险。该减振器采用双向循环工作原理，即拉伸过程时，油液流程为上腔一活塞一下腔一底阀一储油缸；压缩行程时，油液流程为储油缸一底阀一下腔一活塞一上腔。由于在拉伸行程和压缩行程中油液是通过不同的阻尼阀，因而有可能产生拉伸阻尼大于压缩阻尼的情况
Dispen油压减振器主要有下列特点：
（l）缸端采用双层密封，在高频小振幅情况下，活塞杆与密封圈之间无相对滑动，巧妙地解决了活塞杆与密封圈的磨损问题，因而使密封圈更可靠，寿命更长。
（2）密闭的橡胶气囊在储油缸内造成一定背压，不仅可避免因底阀供油不足影响减振器的减振功能，而且避免了油的乳化现象。
（3）双向循环减振器有可能实现压缩阻尼小于拉伸阻尼的情况，以适应不同的使用要求。由于该减振器采用双向循环工作，油液通过活塞阀来回流动，容易使油温升高。但该减振器结构简单，维修方便，特别是其独特的密封结构，使其磨损很小。
1.3 SACHS油压减震器
SACHS油压减振器，其工作原理为：拉伸行程时，活塞杆带动活塞向上运动，有杆腔的容积减小、压力升高，压缩阀关闭，有杆腔的油液推开复原阀流入无杆腔，形成拉伸行程时的阻尼力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于活塞杆的存在，自油缸有杆腔流来的油液不足以充满油缸无杆腔增加的容积，使油缸无杆腔产生一定的真空度，这时储油缸内的油液打开回油阀流入油缸无杆腔，以补偿活塞杆左移而留下的空间。
压缩行程时，活塞杆带动活塞向下移动，油缸无杆腔的容积减少、压力升高，油液打开流通阀进入油缸有杆腔，由于油缸有杆腔被活塞杆占去了一部分空间，因而油缸有杆腔增加的容积小于油缸无杆腔减小的容积，油缸无杆腔内的一部分油液打开压缩阀，流入储油缸，由此形成压缩行程时的阻尼力。
在压缩行程和拉伸过程，液压油的流动方向不同，采用双循环结构。减振器在具体速度下的阻尼力大小可通过调节活塞上或底阀座上阀片的等效厚度来实现。
其技术性能特点为：
（1）采用双循环回路，抗油液污染能力较强，但是拉、压阻尼对称率不容易保证。
（2）活塞杆密封装置采用多层唇形卡紧密封结构。
（3）活塞及阀装置采用专门材料和设计，使得节流阀经过长期使用后保持原有的阻尼特性。
2 机车油压减振器常见故障分析
液压减振器的故障归纳起来可分为两类：一类是直观损坏，主要是漏油、外部损坏，这类损坏检修人员不需要任何器械就能发现。另一类是隐形损坏，包括示功图不良和其他损坏两种情况，主要表现为减振器内部零部件松动、弹簧疲劳变形、阀件失灵等。这类损坏从外观上看不出来，但实际上减振器已部分或完全失去了阻尼作用。只有对减振器进行检测时，才能发现其示功图已严重不符合要求，技术参数也完全改变。
2.1 漏油
在运行过程中，由于密封件失效、老化或破损，致使油液经常被活塞杆带出，内部油量逐渐减少，阻尼力显著减小。但振动速度过大时，空气中的灰尘微粒会渗入工作油中。在高压激烈运动后，带有尘粒的油液分子间的内聚力显著减弱。当吸入端有较大真空时，将形成液体、蒸汽；随着液体的乳化，大大地降低了油膜层的强度，加速了油液的老化，造成液体层断流，严重影响减振器的使用性能。减振器漏油从外观上就能看出来，主要原因是活塞杆磨耗或密封件损坏、老化，导致油从活塞杆或其他部位不断渗出，也有少量因筒体锈蚀穿孔或焊接砂眼等引起漏油的情况。
2.2 示工图不良
1）阀片、弹簧制造质量有问题或热处理不到位，油压减振器在髙频往复运动中，阀片、弹簧容易因疲劳引起永久变形。
2）油压减振器内部阀组装螺纹松动，止挡措施不良，在工作过程中阀件螺纹因松动而不断变化，导致油压减振器技术参数变化或失去作用。
3）压力缸内壁磨损，内孔尺寸增大，造成内泄漏，导致技术参数发生变化。
4）油液变质。由于油压减振器防尘失效后，灰尘直接侵蚀活塞杆及其他外露部件，活塞杆运动时将灰尘带进油缸，加剧了各零部件的磨损，并形成恶性循环，最终导致油压减振器失效。
5）油液漏泄。由于密封件失效，导致液压油漏泄，造成压缩和拉伸时会有一段空程，空程时客车油压减振器不但起不到阻尼耗能的作用，还会加剧客车油压减振器的损坏。
3 机车油压减振器常见防范措施
1）提高减振器各零部件的材质，设置合理的热处理方式来提高活塞杆的强度和耐磨性。密封材料应采用低摩擦、耐磨的材料，活塞杆表面喷涂材料需要有较好的耐磨性及自润滑性。由于活塞杆和密封件的磨损在减振器故障中占有很大比例，提高其材质质量可在很大程度上延长减振器的使用寿命。
2）提高减振器设计、制造工艺，提高活塞杆表面电镀质量，避免因制造工艺不良引起的减振器故障。由于球铰结构的减振器在安装时使其橡胶节点处于预压缩状态，因此其在运行过程中所受的拉伸力比杆接结构的橡胶垫所承受的力要小很多，使用寿命也会更长久。
3）由于细牙螺纹在减振器分解及安装过程中易发生磕碰而脱扣、损坏等问题，应避免使用细牙螺纹，而采用粗牙螺纹。粗牙螺纹能减少作业人员在检修过程中因螺纹腐蚀造成的联接不良和套扣困难等问题。
4）在转向架进行分解、组装的检修作业过程中，技术人员设置合理的作业流程，作业人员必须保证减振器在转向架上的正确安装位置，确保减振器上车不发生偏斜和偏压，避免造成减振器缸体变形、联接螺纹脱扣等损坏。同时，在减振器装车前，对联接丝扣进行润滑，同时清除缸体外部的锈蚀和积尘，并对活塞杆防尘套进行吹尘和清理作业，减缓活塞杆和密封件的磨耗速度。
4 结语
本文从现有机车油压减振器的性能结构特点、环境等各方面系统地分析其发生故障的原因，并提出具体、有效的改良建议和解决措施，降低机车油压减振器的故障发生率，随着机车运行速度的不断提升，对油压减振器也提出了更高的要求，应对其未来的发展方向进行探讨和研究。
参考文献：
[1]李异. 铁路液压减振器的应用研究[D]. 西南交通大学：西南交通大学，2008.
[2]朱春生. 提速和高速列车用油压减振器综述[J]. 机车车辆工艺，2002，（1）.
[3]许心想. 浅析客车运行品质影响源之一——油压减振器常见故障及防范措施[C]. “提高旅客舒适度”学术研讨会论文集.2016
[4]高新升，姚小清，. 机车油压减振器常见故障及维护[J]. 轨道交通装备与技术，2013，（6）.
论文作者:张春雨
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/22
标签：减振器论文; 油压论文; 活塞杆论文; 阻尼论文; 储油论文; 活塞论文; 行程论文; 《基层建设》2018年第36期论文;