客車軸溫報警器報警的主要原因及對策

謝新民

（南寧鐵路局南寧車輛段，工程師，廣西　南寧　530001）

客車軸溫報警器報警的主要原因及對策

謝新民

（南寧鐵路局南寧車輛段，工程師，廣西南寧530001）

本文經(jīng)過認真調研和分析，判斷引起客車軸溫報警裝置在運用過程中報警的主要原因，與車輛輪對軸承、軸報器質量和運轉熱等因素有關，據(jù)此，提出了基于軸溫報警故障曲線比對方式的軸溫報警機制和紅外檢測與TCDS報警比對監(jiān)控裝置設計方案等一系列對策，以有效避免客車運行途中因軸溫故障構成行車事故，從而保障旅客列車運行安全。

軸報器；報警；紅外檢測；監(jiān)控裝置

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.009

客車軸溫報警系統(tǒng)主要包含客車軸溫報警器（簡稱軸報器，由單片計算機控制器、液晶顯示器、直流開關電源、調制解調器組成）、傳輸線路及裝配在輪對上的溫度探頭組成。在列車運行過程中，客車軸溫報警器對旅客列車安全運行起著重要作用。一旦因軸溫報警甩車就會構成事故。2015年8月16日，由南寧開往合肥的K1562次列車運行途中，軸報器報警，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)組中YZ25G349258第8位軸箱溫度過高，后該列車在柳州站甩車，構成一般鐵路D21事故。為此，需對軸報器報警的原因進行分析并制定對策，以保障列車運行安全。

1　主要原因

1.1軸承質量正常情況下，客車運行時，軸瓦與軸相互摩擦所產(chǎn)生的熱量是通過傳導、對流和輻射傳到軸箱散入大氣，因此，車輛起始運行時，軸承溫度上升，運行一段時間后，摩擦產(chǎn)生的熱量與散入大氣的熱量達到了平衡，溫度基本保持不變。但是，在輪對組裝過程中，因滾動軸承本身存在的質量缺陷，表面探傷過程中未識別出來；或者軸箱組裝工藝不達標，造成軸承內圈、外圈、滾子、滾道等部位在輪對轉動過程中磨損，還有受輪徑差影響造成輪對橫向位移時，輪對帶動軸承內圈和活動擋圈產(chǎn)生位移。上述情況易使客車在運行途中軸箱內部配件磨損破碎，部分破碎殘片受熱后與滾子及軸承外圈粘連，油脂中夾雜殘塊，軸承內部發(fā)生非正常摩擦及卡滯，摩擦產(chǎn)生的熱量遠遠大于散入大氣的熱量，軸箱內溫度逐漸上升。當軸箱溫度達到報警限度時，引起客車軸報器報警。

1.2軸報器自身質量早期裝配客車上的軸報器是KZS/M—1型，制造時存在質量缺陷，軸報器靠模擬傳感器傳輸信號，受引線阻抗、電源紋波、空間電磁場等因素影響，抗干擾能力差，電壓非正常劇減時，瞬間造成軸報器接收到一個錯誤的高溫參數(shù)，因KZS/M—1型軸報器無法過濾瞬間異常參數(shù)，引起軸報器誤報警。

1.3傳輸線路及傳感探頭故障傳輸線路大部分布局在車體外部，傳感探頭裝配在軸箱上，工作條件惡劣，風吹雨淋，同時受排水導管廢水等影響，當探頭裝配密封不好或分線盒進水和雜質、傳感器線磨破時，會因傳輸線路絕緣不良，使客車在運行過程中軸報器誤判有某個軸位溫度比實際溫度高，輸出錯誤軸位溫度信息，造成軸報器誤報警。

1.4運轉熱一般情況下客車運行時，滾動軸承軸箱頂部溫度比外溫高15～30℃，如果軸溫高于外溫加40℃以上，屬于不正常現(xiàn)象，在廠、段修后第一次裝車的新輪運行過程中，不定期出現(xiàn)軸溫長時間較高，但不發(fā)生變化或者軸溫升高又下降且軸溫不超過外溫加40℃，此類情況下發(fā)生軸報器報警的原因是運轉熱所致；而造成運轉熱的主要因素是輪對在組裝過程中，輪對、軸箱的組裝工藝不合理，造成軸箱內部的軸承內圈、外圈、滾子、滾道等部位在輪對轉動過程中有輕微摩擦，輪對短暫的溫升過高，形成運轉熱，但是隨著輪對的不斷轉動，摩擦逐漸減少影響，摩擦產(chǎn)生的熱量逐步與軸箱散到大氣中的熱量均衡，輪對軸箱溫度趨于正常。

2　對策

2.1構建熱軸故障比對曲線客車軸報器報警的情況主要是四種，只有軸承出現(xiàn)問題的情況下才會構成行車事故，實際情況下，TCDS值班監(jiān)控人員會根據(jù)軸溫報警數(shù)據(jù)來判斷報警類型，存在一定的誤差，可在TCDS監(jiān)控的計算機上，增加一個軸溫報警時曲線類型，如圖1所示。

圖1　軸溫報警典型溫度變化曲線圖

要求TCDS值班監(jiān)控人員根據(jù)軸溫報警曲線進行區(qū)分報警的實際情況，比照對比后確認是否屬于軸承問題報警。從圖2中可以看出，軸溫報警典型模式通常由四種情況組成。在當前列車軸溫報警信息進行分類，以確定軸溫報警是由于誤報警引起還是軸承質量問題導致的真實報警。其原理為：根據(jù)圖2所示四種典型軸溫變化曲線提取各自的軸溫曲線數(shù)據(jù)特征，當軸溫報警系統(tǒng)報警時，提取當前軸溫變化曲線與典型軸溫變化曲線特征進行匹配，從而對當前軸溫預警信息進行分類，從而提高對由軸承質量引起的軸溫預警信息的準確度。

基于報警故障曲線比對方式的軸溫報警機制流程圖如圖2所示：

圖2　報警故障曲線比對方式的軸溫報警機制流程圖

在分析軸溫報警模式及原因時，考慮到紅外線探測軸溫是列車輪對經(jīng)過紅外探頭時，以接收車輛軸箱表面輻射出來電信號的大小來判斷軸箱溫度。因紅外報警系統(tǒng)與TCDS分別屬于兩個不同的報警模式，可構建紅外報警與TCDS報警預警比對系統(tǒng)，將車輛自身軸溫報警系統(tǒng)輸出的報警信息與紅外監(jiān)測報警系統(tǒng)的信息進行綜合判斷分析，從而提高軸溫報警信息的準確性。系統(tǒng)組成如圖3所示。

圖3　紅外報警與TCDS預警比對系統(tǒng)組成圖

2.2選配合適的軸報器結合專項修，淘汰早期裝配的KZS/M-1型軸報器，逐步選用KZS/M-Ⅱ型軸溫報警器，由于該儀器采用大規(guī)模集成電路、計算機微處理器（CPU），智能化處理傳感信息，模塊化結構，因此結構簡單、抗干擾能力強、內部設計程序優(yōu)化，可靠性大為提高，可將瞬間錯誤參數(shù)過濾消除，提高軸報器的分析判斷能力，儀器達到“免維護”，避免因軸報器質量引起的誤報警。

2.3優(yōu)化傳輸線路及傳感探頭布局加強對布局車體外部的傳輸線路的固定和絕緣保護。將采用模擬信號的探頭逐漸更新為測量精度高、輸出信號抗干擾能力強的數(shù)字傳感探頭，以消除由于線路帶來的測量溫度誤差，提高儀器的抗干擾能力。同時，采用帶智能判斷功能的傳感器，因其具有傳感器短路時不報警，發(fā)生環(huán)溫傳感器開路、短路時，儀器自動判斷、自動改為定點90℃報警方式，即使軸溫傳感器因接觸不良引起的不正常溫度也可以自動判斷等功能，從而減少了軸報器誤報警的概率。

2.4加強首趟運用輪對的質量卡控運轉熱往往體現(xiàn)在首趟運用的輪對上，主要表現(xiàn)在不定期出現(xiàn)軸溫長時間較高，當軸溫不發(fā)生變化或軸溫升高又下降且不超過外溫加40℃時，可讓換輪后的車輛掛在局管內進行試運，如發(fā)生運轉熱故障，可在車輛入庫檢修時進行處置，消除甩車造成事故的影響。同時讓值乘的乘務員重點監(jiān)控運轉車輛，確保軸溫不影響客車安全運行，回乘后更換、分解該輪對。

3　結束語

切實做好對客車軸溫報警故障的卡控，是防止客車運行事故、確保旅客安全的一項重要舉措。通過采取故障曲線比對方式的軸溫報警機制和紅外檢測與TCDS報警比對監(jiān)控裝置設計方案等一系列有效對策并不斷加以的完善，進而降低軸溫報警故障的運用影響，對提高旅客列車安全出行效率，具有一定的理論意義和實用價值。

U270.7

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1006-8686（2016）04-0023-02