一起HXD3C型機車受電弓升弓控制裝置故障分析及措施

李蘇文

摘 要：本文針對一起HXD3C型機車升弓裝置造成受電弓無法升弓的故障，結(jié)合升弓控制裝置結(jié)構(gòu)原理進行分析，提出針對性措施，預(yù)防同類故障的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：HXD3C型機車；升弓控制裝置；故障分析；措施建議

中圖分類號：U264.34 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0065-02

1 引言

HXD3C型機車是在HXD3型和HXD3B型機車基礎(chǔ)上研制的交流傳動六軸7200kW干線客貨通運電力機車。該型機車采用兩臺螺桿式空氣壓縮機作為系統(tǒng)風(fēng)源，為機車及車輛制動系統(tǒng)提供符合要求的干燥、潔凈的壓縮空氣，同時采用克諾爾公司的LP115型輔助壓縮機組作為輔助風(fēng)源，將其和升弓控制模塊、升弓風(fēng)缸及風(fēng)表相連，在風(fēng)壓不足時，由輔助壓縮機提供升弓所需的壓力。本文針對一起HXD3C型機車升弓控制裝置故障，結(jié)合故障現(xiàn)場，對其產(chǎn)生的故障原因進行了全面系統(tǒng)的分析，并通過機車現(xiàn)場試驗驗證，提出針對性措施和建議。

2 事故概況

2016年12月9日南昌鐵路局向塘機務(wù)段HXD3C-0782機車擔(dān)當(dāng)定南至贛州區(qū)段的K5864次旅客列車牽引任務(wù)，列車編組8輛，總重452噸，計長19.2，機車升弓閉合主斷高壓機能試驗，泵風(fēng)至總風(fēng)缸壓力850kpa后降下受電弓，自動控制手柄移至緊急位，車輛乘務(wù)員連接列車管、雙管供風(fēng)管并開通折角塞門后，總風(fēng)缸快速向車輛供風(fēng)，7時31時21秒充分完畢，總風(fēng)缸壓力為485kpa，作業(yè)完畢后，7時39時34秒司機重新升弓，指出升弓指令后發(fā)現(xiàn)受電弓升起后自動降下，應(yīng)急處理無效后，造成機車請求救援。

3 升弓裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

升弓控制裝置結(jié)構(gòu)圖1所示。

升弓控制裝置包括雙逆止閥（.04）、安全閥（.06）、壓力開關(guān)（.02）、機械壓力表（.05）、過濾器（.03）、塞門（.13、.14）、縮堵（.11、.12）和測試接口（.09、.10），它和輔助壓縮機（U80），輔助壓縮機用干燥器（U82），干燥風(fēng)缸（U83）壓力開關(guān)（U84），升弓風(fēng)缸（U76），以及升弓塞門（U98、U99）等部件共同工作。

（1）庫停后使用輔助壓縮機供風(fēng)升弓。具體通路如下：

輔助壓縮機（U80）→干燥器（U82）→雙逆止閥（.04）；

塞門（.13）→升弓風(fēng)缸（U76）；

過濾器（.03）→縮堵（.12）→升弓塞門（U99）→升弓塞門（U98）→閥板；

塞門（.14）→主斷路器。

機車停機時間過長，總風(fēng)壓力因泄露原因不足時，輔助壓縮機起動，壓縮空氣通過干燥器（U82），進入升弓模塊，通過雙逆止閥（.04）右側(cè)的逆止閥后壓縮空氣分為兩路，其中一路進入升弓風(fēng)缸（U76），將壓縮空氣存儲起來，另一路通過過濾器（.03），又將壓縮空氣分為兩路，其中一路通過塞門（.14）為主斷路器提供風(fēng)源，另一路通過升弓塞門（U98、U99）進入升弓閥板為受電弓提供風(fēng)源[1]。

機車升弓指令投入后，當(dāng)輔助風(fēng)缸壓力低于480kPa（壓力開關(guān)U43.02 監(jiān)測）時，輔助壓縮機自動投入工作；當(dāng)輔助風(fēng)缸壓力達到735kPa 時，壓縮機自動停止工作。如果通過按鈕手動控制輔助壓縮機起動，壓力開關(guān)（.02、U84）將不再對壓縮機的起停進行控制。

（2）正常運行時的總風(fēng)缸供風(fēng)升弓。具體通路如下：

總風(fēng)缸→雙逆止閥（.04）；

塞門（.13）→升弓風(fēng)缸（U76）；

過濾器（.03）→縮堵（.12）→升弓塞門（U99）→升弓塞門（U98）→閥板；

塞門（.14）→主斷路器。

總風(fēng)缸的壓縮空氣直接進入升弓模塊，通過雙逆止閥（.04）左側(cè)的逆止閥后壓縮空氣分為兩路，其中一路進入升弓風(fēng)缸（U76），將壓縮空氣存儲起來，另一路通過過濾器（.03），又將壓縮空氣分為兩路，其中一路通過塞門（.14）為主斷路器提供風(fēng)源，另一路通過升弓塞門（U98、U99）進入升弓閥板為受電弓提供風(fēng)源。

4 升弓裝置故障原因分析

根據(jù)現(xiàn)場故障描述，造成升弓風(fēng)缸壓力無法建立，輔助壓縮機持續(xù)工作的原因有：

（1）升弓風(fēng)缸（U76）排水閥泄露，造成壓力始終無法建立；（2）輔助壓縮機內(nèi)部電機或聯(lián)接器等故障，出口風(fēng)壓無法滿足升弓風(fēng)缸壓力的建立；（3）雙逆止閥（.04）故障，輔助壓縮機向總風(fēng)缸充風(fēng)，造成輔助壓縮機持續(xù)工作但升弓風(fēng)缸風(fēng)壓無明顯變化。

機車回段后對機車升弓回路的制動管路外觀檢查無泄露點，將開放升弓風(fēng)缸排水閥（U88）排空升弓風(fēng)缸后關(guān)閉，輔助壓縮機泵風(fēng)3分50秒，升弓風(fēng)缸壓力從0kpa正常上升至730kpa，靜置1分鐘后，泄露量低于20kpa，排除輔助壓縮機故障和升弓風(fēng)缸排水閥泄露的原因。

HXD3C型機車故障記錄中無總風(fēng)缸壓力值參數(shù)，可結(jié)合調(diào)取第三方數(shù)據(jù)來對該故障進行分析。中國機車遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）是中國鐵路總公司新建立的機務(wù)車載數(shù)據(jù)的集成、車地?zé)o線傳輸平臺，CMD系統(tǒng)通過RS485接口、以太網(wǎng)接口、MVB接口等采集機車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）、機車車載安全防護系統(tǒng)（6A）、列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）、機車履歷數(shù)據(jù)及處理后的相關(guān)信息記錄，并確保事件分析時數(shù)據(jù)的同步性及一致性。檢修人員可通過調(diào)用各專業(yè)分析軟件接口實現(xiàn)詳細(xì)分析，進入中國機車遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）地面應(yīng)用子系統(tǒng)軟件，調(diào)取機車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）基本運行信息，繪制總風(fēng)缸壓力曲線（圖2所示）發(fā)現(xiàn)輔助壓縮機工作（7時40分28秒）時總風(fēng)壓力明顯上升的跡象。

結(jié)合B01U43模塊結(jié)構(gòu)原理分析，判斷故障原因為雙逆止閥（B01U43.04）犯卡，分解后發(fā)現(xiàn)止回閥內(nèi)部明顯存在大量油污雜質(zhì)（圖3所示）。雙逆止閥（B01U43.04）卡滯雖然是導(dǎo)致升弓風(fēng)缸壓力無法建立的起因，但是壓縮空氣環(huán)境污損才是造成逆止閥卡滯的根源。檢查該機車歷史檢修記錄，發(fā)現(xiàn)7月18日和9月20日該機車先后發(fā)生了兩起機車II端空氣干燥器不工作的故障。因此，分析認(rèn)為此次故障的根本性原因還是由于前期II端空氣干燥器故障造成總風(fēng)缸無法向制動系統(tǒng)提供潔凈的風(fēng)源，雙逆止閥（B01U43.04）長期在潮濕、多灰塵空氣環(huán)境工作，導(dǎo)致性能下降，當(dāng)雙管供風(fēng)開通后，總風(fēng)壓力急劇下降，雙逆止閥（B01U43.04）卡滯在開通位，造成輔助壓縮機向2×800L總風(fēng)缸充風(fēng)，升弓風(fēng)缸無法建立壓力以滿足受電弓正常升起[2]。

5 措施

盡管HXD3C型機車制動系統(tǒng)設(shè)計完善，系統(tǒng)可靠性、安全性高，但其配件控制部分也較其他機型更為復(fù)雜，需要更精細(xì)地維護保養(yǎng)。

（1）發(fā)生空氣干燥器故障時，須定期對總風(fēng)缸進行排水，如總風(fēng)缸存有油污時應(yīng)該對EPCU模塊濾芯進行更換，對B01U43模塊進行分解吹掃；（2）若運行中出現(xiàn)輔助壓縮機風(fēng)壓無法上升等問題，可通過敲擊雙逆止閥等應(yīng)急處理方式使用閥錐復(fù)位。（3）建議機車C3修及以上修程時更新EPCU電控制動控制單元的總風(fēng)管、列車管、平均管及13號管過濾器濾芯，同時拆裝濾芯時，注意防護，以免異物、灰塵等雜質(zhì)進入濾芯而堵塞模塊。（4）建議在升弓模塊前加裝總風(fēng)管簡易干燥裝置，提高制動系統(tǒng)工作環(huán)境，減少雜質(zhì)對運動部件的不良影響。（5）針對HXD3C型機車分析軟件中機車各項數(shù)據(jù)匱乏，檢修人員可以結(jié)合6A系統(tǒng)、CMD系統(tǒng)數(shù)據(jù)對故障進行分析，提高故障查找效率與準(zhǔn)確性。

參考文獻

[1]杜建波.HX_D3C型機車受電弓故障的查找和原因分析[J].鐵道機車車輛，2013（04）：113-116.

[2]杜建波.HxD3C型機車受電弓故障的查找和原因分析[J].鐵道機車車輛，2013（4）：113-116.