內(nèi)燃機(jī)車(chē)微機(jī)報(bào)警系統(tǒng)的分析及改進(jìn)

石繼紅

[摘 要]鐵路運(yùn)輸自19世紀(jì)初運(yùn)營(yíng)以來(lái)，一直以其運(yùn)量大、速度快、安全、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)作為人類(lèi)最重要的交通運(yùn)輸方式，對(duì)世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著十分重要的作用。雖然我國(guó)這幾年都在大力發(fā)展電力機(jī)車(chē)，但是內(nèi)燃機(jī)車(chē)自帶動(dòng)力，具有靈活實(shí)用的特點(diǎn)，并且作為一種戰(zhàn)略資源它將在鐵路上起著不可磨滅的重要作用。文章先歸納總結(jié)了內(nèi)燃機(jī)車(chē)蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度在機(jī)車(chē)運(yùn)營(yíng)中易產(chǎn)生的問(wèn)題及相應(yīng)的原因分析，得出一套安全可靠的內(nèi)燃機(jī)車(chē)的監(jiān)控預(yù)警的方案。從而保證了機(jī)車(chē)的工作可靠性和安全性。

[關(guān)鍵詞]機(jī)車(chē)；BLCJ-1型監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)；機(jī)油壓力、機(jī)油溫度、燃油壓力

中圖分類(lèi)號(hào)：U262 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）47-0067-01

一、概述

蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度的正常是否是保證內(nèi)燃機(jī)車(chē)正常運(yùn)行的先決條件之一，其性能指標(biāo)直接影響機(jī)車(chē)的運(yùn)行以及相關(guān)監(jiān)控裝置的正常功能，是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。但由于其工作環(huán)境復(fù)雜、惡劣，現(xiàn)有機(jī)車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)不能有效的對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控并提醒乘務(wù)員注意相關(guān)事項(xiàng)。近年來(lái)，為了提高對(duì)典型的復(fù)雜、多目標(biāo)、大滯后、非線(xiàn)性系統(tǒng)的故障判斷能力，同時(shí)提高故障判斷效率及快速的排除機(jī)車(chē)故障，安裝監(jiān)控設(shè)備，從技術(shù)上進(jìn)行故障判斷、轉(zhuǎn)換技術(shù)已成為目前故障研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

BLCJ-1型監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)采用了PIC24H系列高性能16位單片機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)車(chē)總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度、蓄電池電壓的實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)測(cè)、信號(hào)異常的報(bào)警及接點(diǎn)輸出、信號(hào)異常時(shí)的具體時(shí)間、持續(xù)時(shí)間的存儲(chǔ)及下載，通過(guò)本裝置乘務(wù)員可以實(shí)時(shí)的了解機(jī)車(chē)的使用狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)的進(jìn)行相關(guān)的操作。

二、問(wèn)題的分析及提出

內(nèi)燃機(jī)車(chē)在運(yùn)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度過(guò)高或者過(guò)低；壓力、溫度、電壓構(gòu)成了內(nèi)燃機(jī)車(chē)安全行駛的基石，當(dāng)上述某一參數(shù)發(fā)生變化并不符合機(jī)車(chē)技術(shù)要求時(shí)，就會(huì)造成機(jī)車(chē)故障，影響機(jī)車(chē)的安全運(yùn)行。

1.蓄電池電壓

機(jī)車(chē)蓄電池是保證機(jī)車(chē)正常工作的重要部分，蓄電池能否工作決定著整個(gè)機(jī)車(chē)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，蓄電池供電配件多，供電情況復(fù)雜，各電器配件工作情況也不相同，蓄電池的正常供電機(jī)車(chē)是各電器配件工作的基礎(chǔ)。因此，機(jī)車(chē)蓄電池質(zhì)量?jī)?yōu)劣是提高機(jī)車(chē)運(yùn)行質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

蓄電池故障主要表現(xiàn)在以下幾方面：一方面是蓄電池本身故障，電池容量減小，電解液液面檢查不及時(shí)等原因，另外一部分原因是機(jī)車(chē)充電電路故障，造成蓄電池不能正常充電，長(zhǎng)期處于放電狀態(tài)，導(dǎo)致蓄電池虧電。

鑒于上述蓄電池的虧電問(wèn)題，蓄電池欠壓監(jiān)測(cè)成為避免因蓄電池虧電造成的機(jī)破事故的關(guān)鍵。

2.總風(fēng)缸風(fēng)壓

俗話(huà)說(shuō)“制動(dòng)無(wú)小事”，由此可見(jiàn)機(jī)車(chē)空氣制動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)系到機(jī)車(chē)的運(yùn)行安全，是機(jī)車(chē)的重要組成部分，其中機(jī)車(chē)總風(fēng)缸的作用是確保制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)有充足的壓力空氣，總風(fēng)缸壓力由機(jī)車(chē)上的壓力控制器自動(dòng)控制，必須控制在750-900Kpa.當(dāng)總風(fēng)缸內(nèi)的壓縮空氣由于某種原因不能得到補(bǔ)充時(shí)，壓力會(huì)開(kāi)始下降，使列車(chē)管壓力不能得到保證。因此總風(fēng)缸風(fēng)壓的監(jiān)測(cè)、預(yù)警顯得尤為重要。

總風(fēng)缸壓力低的主要原因有以下幾個(gè)方面：⑴壓力開(kāi)關(guān)作用不良。⑵空壓機(jī)熔斷器斷路。⑶空壓機(jī)機(jī)組工作不良。⑷機(jī)車(chē)輔助觸點(diǎn)接觸不良。這些故障如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除。列車(chē)將無(wú)法正常運(yùn)行。經(jīng)過(guò)分析、研究，認(rèn)為結(jié)合上述條件進(jìn)行改造，增加總風(fēng)缸壓力低或高的報(bào)警、控制功能，能夠及時(shí)提醒乘務(wù)員采取必要措施，可以有效預(yù)防因總風(fēng)缸壓力低造成的事故。

3.機(jī)油壓力、機(jī)油溫度

機(jī)油運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一些零部件之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如軸頸在軸瓦中轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞環(huán)對(duì)缸壁的滑動(dòng)等，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面產(chǎn)生磨檫和磨損。為了保證柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)使用壽命，必須使其在工作時(shí)具有良好的潤(rùn)滑條件，因此機(jī)油的壓力和溫度對(duì)柴油機(jī)的使用至關(guān)重要。

機(jī)油壓力、機(jī)油溫度過(guò)低的原因：⑴機(jī)油稀釋。⑵機(jī)油濾清器太臟，有堵塞現(xiàn)象，壓力損失大。⑶主機(jī)油末端通向油壓繼電器的通路不暢通，或管路過(guò)細(xì)，此時(shí)從機(jī)車(chē)主機(jī)由末端接到司機(jī)室操縱臺(tái)上的油壓表，雖然現(xiàn)實(shí)油壓正常，但此時(shí)油壓繼電器卻發(fā)生動(dòng)作。⑷機(jī)油管路及閥存在漏泄。⑸壓力表、管路及傳感器不合適。⑹增壓器油量過(guò)大。⑺機(jī)油預(yù)熱油路故障。⑻機(jī)油系統(tǒng)存在故障。上述的原因都有可能引起機(jī)油壓力、機(jī)油溫度的異常，從而影響機(jī)車(chē)的正常運(yùn)用，因此在監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中加入機(jī)油壓力和機(jī)油溫度可以讓乘務(wù)員實(shí)時(shí)的了解機(jī)油的狀況，對(duì)安全行車(chē)具有一定的意義。

4.燃油壓力、燃油溫度

機(jī)車(chē)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，符合要求的燃油壓力和燃油溫度是保證機(jī)車(chē)柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的先決條件，同時(shí)將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。因此對(duì)燃油壓力、燃油溫度的監(jiān)測(cè)也應(yīng)列入設(shè)備的要求。

三、采取的措施

針對(duì)上述問(wèn)題，內(nèi)燃機(jī)車(chē)加裝了BLCJ-1型監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。BLCJ-1型監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)采用成熟的硬件電路、人性化的軟件設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)車(chē)總風(fēng)缸風(fēng)壓、機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油出口溫度、高溫冷卻水出口溫度、蓄電池電壓的實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)測(cè)、信號(hào)異常時(shí)的預(yù)警以及信號(hào)異常時(shí)的具體時(shí)間、持續(xù)時(shí)間的存儲(chǔ)及下載，通過(guò)本裝置乘務(wù)員可以實(shí)時(shí)的了解機(jī)車(chē)各部位的電壓、風(fēng)壓、油壓、溫度是否滿(mǎn)足機(jī)車(chē)行駛要求，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)予以報(bào)警提醒乘務(wù)員及時(shí)處理。在機(jī)車(chē)行駛過(guò)程中，針對(duì)復(fù)雜的行車(chē)環(huán)境，乘務(wù)員可以及時(shí)的根據(jù)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的顯示及預(yù)警情況做出合理的操作，從而有效地避免機(jī)車(chē)電壓、風(fēng)壓、油壓、溫度而引起的機(jī)破事故的發(fā)生，適應(yīng)了新形勢(shì)下的機(jī)車(chē)運(yùn)行需要，為鐵路運(yùn)輸提供優(yōu)質(zhì)、安全、正點(diǎn)的機(jī)力。

㈠主要功能：

①蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的采集輸入并在5.0寸串口彩色屏上顯示其實(shí)時(shí)數(shù)值及狀態(tài)。

②蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力、機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度數(shù)值的判斷。當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，設(shè)備發(fā)出聲（語(yǔ)音報(bào)警）、光報(bào)警。

③當(dāng)設(shè)備報(bào)警時(shí)，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)警時(shí)的具體時(shí)間、報(bào)警時(shí)長(zhǎng)，以及報(bào)警時(shí)的故障傳感器路數(shù)的存儲(chǔ)、下載及現(xiàn)場(chǎng)可查詢(xún)實(shí)時(shí)與告警數(shù)據(jù)，可保存一定的歷史數(shù)據(jù)，并且連接PC后可將其打印出來(lái)。

④USB接口為2.0HOST，單條最大存儲(chǔ)、查看條目為200條，采用循環(huán)覆蓋記率的方式。

⑤裝置上電后進(jìn)行自檢，并語(yǔ)音提示乘務(wù)員。

四、取得成效

（1）監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)投入使用使內(nèi)燃機(jī)車(chē)具備了蓄電池電壓、總風(fēng)缸壓力的監(jiān)測(cè)功能，完善了內(nèi)燃機(jī)車(chē)機(jī)車(chē)機(jī)油壓力、燃油壓力、機(jī)油溫度、燃油溫度無(wú)語(yǔ)音報(bào)警的功能缺陷，從技術(shù)上徹底解決了內(nèi)燃機(jī)車(chē)無(wú)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的缺陷，完善了機(jī)車(chē)的預(yù)警、保護(hù)功能。實(shí)際運(yùn)用證明效果很好，整體設(shè)計(jì)改造完善，具有較好的實(shí)用性，對(duì)確保機(jī)車(chē)運(yùn)用安全有著十分重要的意義。

（2）機(jī)車(chē)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的安裝降低了乘務(wù)員、檢修工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使得以前單純依靠乘務(wù)員操縱、檢修工人檢修來(lái)防止機(jī)車(chē)故障轉(zhuǎn)變?yōu)槔帽O(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)裝置的功能對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控、轉(zhuǎn)換，提高了行車(chē)的安全性。

（3）監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)適用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)，部分功能適用于電力機(jī)車(chē)，其應(yīng)用前景廣闊。

五、結(jié)束語(yǔ)

BLCJ-1型監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在不改變機(jī)車(chē)原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，完善機(jī)車(chē)功能，從技術(shù)上杜絕了因蓄電池電壓、總風(fēng)缸風(fēng)壓、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力、燃油溫度、燃油壓力而引起的機(jī)車(chē)故障的發(fā)生，保證了機(jī)車(chē)的運(yùn)用安全，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。BLCJ-1型監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的安裝可以適應(yīng)新形勢(shì)下的列車(chē)運(yùn)行需要，對(duì)鐵路運(yùn)輸具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T1507-1996《機(jī)車(chē)電器設(shè)備布線(xiàn)規(guī)則》.endprint