探究電力機(jī)車空氣制動系統(tǒng)的控制與故障診斷

摘 要：電力機(jī)車本身不帶原動機(jī)，是靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源，由牽引電動機(jī)驅(qū)動機(jī)車的車輪。電力機(jī)車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點，而且不污染環(huán)境，特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多，坡度大的山區(qū)鐵路?？諝庵苿酉到y(tǒng)作為電力機(jī)車中的核心部分，對系統(tǒng)的控制與故障診斷是確保機(jī)車安全運(yùn)行的重要方式，文章通過分析了電力機(jī)車空氣制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，研究引發(fā)空氣制動系統(tǒng)故障的主要因素，并提出了一些具體有效的診斷措施。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車 空氣動力系統(tǒng) 控制 故障診斷

中圖分類號：U264 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0122-01

1 電力機(jī)車空氣動力系統(tǒng)工作原理

DK-1型機(jī)車電空制動機(jī)主要由安裝在司機(jī)室內(nèi)的電空制動控制器和空氣制動閥、安裝在車體內(nèi)部的電控制動屏、分配閥和緊急閥等組成。組成DK-1型機(jī)車電空制動機(jī)的主要部件，其相互關(guān)系在不同的工況下存在區(qū)別。

1.1 電空位

（1）控制全列車。

電空制動控制器→電空閥→均衡風(fēng)缸→列車管壓力

↗機(jī)車分配閥一，機(jī)車制動缸

↘車輛制動機(jī)

（2）控制機(jī)車。

空氣制動閥→機(jī)車分配閥→機(jī)車制動缸

1.2 空氣位

（1）控制全列車。

空氣制動閥→均衡風(fēng)缸→中繼閥→列車管壓力

↗機(jī)車分配閥→機(jī)車制動缸

↘車輛制動機(jī)

（2）控制機(jī)車。

空氣制動閥→單緩機(jī)車

機(jī)車制動主要是通過壓縮空氣并借助制動裝置機(jī)械實現(xiàn)對機(jī)車的車輪控制。具體的情況如下：機(jī)車的制動裝置的組成包括安裝于機(jī)車上的供風(fēng)系統(tǒng)、自動制動閥、分裝于機(jī)車與車輛上的制動機(jī)與基礎(chǔ)制動裝置，以及剎車管。在整個系統(tǒng)中充入壓縮氣體。而供風(fēng)系統(tǒng)中包括有總風(fēng)缸和空氣壓縮機(jī)，作用為整個系統(tǒng)供給壓縮氣體。在制動管減壓的時候，副風(fēng)缸內(nèi)的壓縮氣體被空氣分配閥作用到制動缸內(nèi)，推動鞲鞴，經(jīng)過基礎(chǔ)的制動裝置的杠桿作用，使得閘片緊壓著制動盤，阻礙了車輪轉(zhuǎn)動，輪軌之間的粘著力作用將會造成機(jī)車減速甚至停止運(yùn)行。

2 機(jī)車空氣制動系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障

機(jī)車的空氣制動系統(tǒng)由許多部件組成，這么多的部件在長期使用中都會不可避免的出現(xiàn)一些老化、損壞和故障現(xiàn)象，下面我們開始分析哪些故障可能會出現(xiàn)，以及如何對這些故障進(jìn)行檢測，

（1）因在動力機(jī)車上制動系統(tǒng)是通過機(jī)車管中的壓縮氣體作業(yè)來實現(xiàn)制動的。因此，第一步就是要確保機(jī)車管的通暢。但如何判斷機(jī)車管是否通暢或是存在泄漏，其方法有：判定是否暢通可進(jìn)行機(jī)車充風(fēng)和排風(fēng)來確定。（2）電空閥是空氣管路系統(tǒng)中不可缺少的控制元件，它是通過電磁力來控制壓縮空氣管路的接通或切斷，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動裝置電器。目前國產(chǎn)電力機(jī)車都統(tǒng)一裝用螺管式電磁鐵、立式安裝的閉式電空閥。閉式電空閥是指電磁鐵在無電狀態(tài)下，主氣閥口的狀態(tài)是處于關(guān)閉位置。（3）機(jī)車的折角塞門非正常關(guān)閉，在電力機(jī)車中每兩節(jié)車廂間的機(jī)車管是由折角塞門所連接的，在一般情況下，只有列車最后一節(jié)車廂的折角塞門是關(guān)閉的，其他地方都是導(dǎo)通，這樣使機(jī)車管處于貫穿狀態(tài)，才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)車制動。（4）機(jī)車管接頭松脫、泄漏。雖從簡化角度出發(fā)可將機(jī)車管看做一個整體導(dǎo)管，可在實際中，機(jī)車管是由許多的管線連接起來的，因此這些管線之間連接密封性是不能夠忽視的問題。（5）鞲鞴工作出現(xiàn)故障，致使閘片跟車輪出現(xiàn)抱閘，從而引發(fā)事故。具體的表現(xiàn)如下；徑向孔堵塞，造成制動缸內(nèi)的氣體不能排除。制動缸的鞲鞴因制動缸生銹、缺油、緩解彈簧力太弱、鞲鞴桿彎曲或是杠桿與推桿卡死無法縮回以及彈簧折斷，所引起的緩解不良；安定彈簧太強(qiáng)或太弱都會引起鞲鞴非正常位移，影響制動效果。（6）制動風(fēng)缸在空氣制動系統(tǒng)中起著非常重要的作用，通常情況下，風(fēng)缸出現(xiàn)故障的可能性較小，可是也不能排除其出現(xiàn)故障的可能性。當(dāng)電力機(jī)車空氣制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，排除機(jī)車管貫通、制動裝置異常、泄漏的可能性后，可檢查制動風(fēng)缸。目前制動風(fēng)缸所出現(xiàn)的問題大多是因作用、緊急風(fēng)缸的隔板裂漏所引起的。這樣就要求相關(guān)的風(fēng)缸制造廠在制造過程中應(yīng)保證風(fēng)缸的隔板兩側(cè)焊接質(zhì)量過關(guān)，同時進(jìn)過水壓試驗才能夠出廠。

3 電力機(jī)車空氣制動系統(tǒng)的故障檢測

3.1 機(jī)車尾部安全裝置

電力機(jī)車控制盒指令主要是通過機(jī)車無線列車調(diào)度臺發(fā)送到機(jī)車的尾部主機(jī)，由車尾的裝置主機(jī)完成動作之后再向乘務(wù)員報告：與此同時機(jī)車尾部的裝置主機(jī)在機(jī)車的運(yùn)行中實時檢測參數(shù)，及時向乘務(wù)員報告。其工作原理是檢測機(jī)車的尾部空氣壓力指數(shù)，進(jìn)而判斷制動系統(tǒng)的工作是否正常。目前電力機(jī)車上所采用的列尾裝置組還要型號有CP-3型，ZIF2000/2002型。這些列尾裝置雖可以提高機(jī)車的安全運(yùn)行，但在使用總依舊存在某些問題，例如在隧道或是山區(qū)的通信問題，多列以上機(jī)車之間相互干擾的問題等等，因此列尾裝置功能與使用環(huán)境的局限這些方面還要進(jìn)一步提高。

3.2 電空閥是經(jīng)常發(fā)生故障的電氣配件之一

故障電空閥解體后，首先用汽油清洗干凈，然后用壓縮空氣吹掃。組裝前需進(jìn)行以下檢查。

（1）仔細(xì)檢查上、下閥芯口，注意閥芯口不得有碰傷、拉傷。閥芯口要平，不得有毛刺，不得有劃痕，尤其是軸向劃痕。否則在組裝后會出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)閥芯口有拉傷或劃痕，需車床將閥芯口車平后再進(jìn)行組裝。

（2）利用萬用表測量線圈，若發(fā)現(xiàn)斷路或短路，應(yīng)及時更換新線圈或是進(jìn)行復(fù)修。鐵芯組裝好之后，其端面不得超過端面。若不合適，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整

3.3 機(jī)車折關(guān)檢測報警記錄裝置

依據(jù)機(jī)車管空氣壓力變化的檢測判斷折角塞門的狀態(tài)。其原理是將整個機(jī)車管氣路當(dāng)做一個整體，機(jī)車在充風(fēng)和排風(fēng)時當(dāng)車輛數(shù)固定，則與之對應(yīng)的時間也不變，因此可由檢測數(shù)據(jù)得到機(jī)車在充風(fēng)與排風(fēng)時折角塞門是否出現(xiàn)折關(guān)及折關(guān)的位置，此類裝置有LZJC-1型，因機(jī)車管氣路泄漏等情況使其建模的準(zhǔn)確度存在影響，從而使裝置檢測精度受到影響。

3.4 機(jī)車制動的主管漏泄檢測儀

相互作用形成超聲波輻射。儀器記錄了對超聲波反應(yīng)相對變化，當(dāng)壓縮氣體泄漏的時候，會生成超聲波信號。機(jī)車主管中的空氣壓力與孔隙嚴(yán)密性及物理特性決定了輻射脈沖強(qiáng)度。漏泄檢測儀器的功能較為單一，只能夠作為輔助儀器，因此它的發(fā)展空間較小。

電力機(jī)車的空氣制動系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接影響到機(jī)車的安全運(yùn)行，當(dāng)前在機(jī)車制動系統(tǒng)的領(lǐng)域所提出的一些理論跟實際的應(yīng)用在一定的程度上預(yù)防了某些事故的發(fā)生，但想獲得較為理想的成果，依舊有待在機(jī)車制動系統(tǒng)領(lǐng)域新理論的提出，并發(fā)展成熟運(yùn)用，同時還依賴了相關(guān)硬件和軟件支持。