CRH380B系列動車組橫向加速度報警機(jī)理與對策研究

劉浩

摘要：隨著我國高速鐵路網(wǎng)的逐步建成、運(yùn)營規(guī)模不斷擴(kuò)大，動車組運(yùn)行里程不斷增加，動車組運(yùn)行穩(wěn)定性惡化導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向架橫向加速度超限報警的問題明顯增加。動車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報警將導(dǎo)致運(yùn)營動車組降速運(yùn)行甚至停車，對運(yùn)輸秩序造成較大影響。本文介紹了CRH380B型系列動車組橫向加速度產(chǎn)生原因、檢測原理、判定標(biāo)準(zhǔn)及控車邏輯等，提出了優(yōu)化對策。

關(guān)鍵字：動車組；橫向加速度；對策

0引言

CRH380B型系列動車組在運(yùn)行過程中，帶有錐型踏面的輪對沿直線軌道滾動時，會產(chǎn)生一種特有的自激振動，一面橫向移動，一面又繞通過其重心的鉛垂軸轉(zhuǎn)動，這兩種運(yùn)動的耦合，成為輪對的蛇形運(yùn)動。正是因?yàn)檐囕v的蛇形運(yùn)動，所有車輛除了軸向加速度外，還會產(chǎn)生橫向加速度，橫向加速度的大小可以反映車輛蛇形運(yùn)動的狀態(tài)。當(dāng)蛇形運(yùn)動處于失穩(wěn)狀態(tài)時，車輛的橫向加速度會逐漸增大，此時車輛必須降速使蛇形運(yùn)動穩(wěn)定，否則會造成車輛失穩(wěn)，因此橫向加速度是判斷車輛平穩(wěn)的重要指標(biāo)。

1動車組橫向加速度檢測原理

CRH380B型系列動車組每節(jié)車廂的兩個轉(zhuǎn)向架均裝有1個橫向加速度傳感器（28-B15和28-B16），用于檢測轉(zhuǎn)向架橫向動作，將橫向力通過傳感器內(nèi)部換算后轉(zhuǎn)換成信號電壓，經(jīng)過帶通濾波4Hz-9Hz過濾處理后發(fā)送給BCU板卡MB03B-A4。MB03B-A4板卡接收到轉(zhuǎn)向架加速度傳感器發(fā)出的加速度值信號電壓，將信號電壓反饋給BCU，BCU將信號電壓反饋至CCU，完成轉(zhuǎn)向架監(jiān)控車組失穩(wěn)性能。

目前300 350km/h速度等級的動車組均裝設(shè)有橫向加速度傳感器，200 250km/h速度等級的動車組未裝設(shè)。

2橫向加速度報警判斷標(biāo)準(zhǔn)及控車邏輯

橫向加速度傳感器檢測到的橫向加速度轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過帶通濾波4Hz 9Hz過濾處理后，每0.11s-0.25s為一個有效檢測周期，當(dāng)BCU接收到得連續(xù)10個有效檢測周期（即1.1s-2.5s）內(nèi)的橫向加速度均均超過報警閥值時，則判定為橫向加速度預(yù)警或報警，生成相應(yīng)的故障待代碼。

2.1預(yù)警邏輯：動車構(gòu)架連續(xù)10個有效檢測周期內(nèi)的橫向加速度均超過5m/s2，拖車構(gòu)架連續(xù)10個有效檢測周期內(nèi)的橫向加速度均超過5.5m/s2時，車輛判定為橫向加速度超預(yù)警值，BCU報故障代碼173B（轉(zhuǎn)向架1橫向加速度預(yù)警）或173C（轉(zhuǎn)向架2橫向加速度預(yù)警）。此時，CCU不顯示故障代碼，HMI屏上不顯示任何提示，不限速。代碼可以在BCU、維護(hù)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中查詢。

2.2報警邏輯：動、拖車構(gòu)架連續(xù)10個有效檢測周期內(nèi)的橫向加速度均超過8m/s2時，車輛判定為橫向加速度超報警值，BCU報故障代碼173D（轉(zhuǎn)向架1橫向加速度報警）或173E（轉(zhuǎn)向架2橫向加速度報警），CCU會報出相應(yīng)車的“帶臨時限速的橫向加速度第一次報警”（故障代碼6BIA），同時主控端司機(jī)室會報出“列車自動停止整備操作監(jiān)控”（故障代碼68C9），最高速度臨時降在280km/h達(dá)120秒；若在300公里內(nèi)發(fā)生兩次報警，報故障代碼681E，最高速度將一直限制在280k./h；若最高速度持續(xù)被限制在280km/h后，300公里內(nèi)又發(fā)生2次新的橫向加速度報警，故障代碼6822，最高速度將一直被限制在200km/h。當(dāng)發(fā)生橫向加速度報警時列車會自動觸發(fā)常用制動，速度降至HMI提示限制速度以下后，將制動手柄推至“OC”位，可緩解制動，如不操作制動手柄，則列車將一直輸出常用制動，直至停車。

3橫向加速度報警原因

通過對動車組橫向加速度報警故障進(jìn)行統(tǒng)計分析，造成CRH380B型動車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報警的原因有以下幾種：

3.1當(dāng)橫向加速度傳感器本身或連接故障時會導(dǎo)致報橫向加速度傳感器故障，報故障代碼68C5（至少一個輪對橫向加速度傳感器故障）。

3.2當(dāng)轉(zhuǎn)向架橫向減振器、抗蛇形減振器、空氣彈簧故障時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架橫向擺動，橫向加速度采集電壓信號超出規(guī)定范圍，報橫向加速度報警，報故障代碼681A（帶臨時限速的橫向加速度第一次報警）。

3.3當(dāng)輪對踏面和輪緣出現(xiàn)問題時，橫向傳感器采集電壓信號值超出規(guī)定范圍，直接會報橫向加速度報警，報故障代碼681A（帶臨時限速的橫向加速度第一次報警）。

3.4線路條件等外界因素導(dǎo)致輪軌間配合狀態(tài)不良，動車組橫向擺動加速度超出設(shè)定的車載報警值，導(dǎo)致車組報橫向加速度報警，報故障代碼681A（帶臨時限速的橫向加速度第一次報警）。

4防控措施

4.1強(qiáng)化庫內(nèi)檢修質(zhì)量，在一、二級檢修過程中加強(qiáng)對動車組輪對、抗蛇形減振器、垂向減振器、橫向減振器、空氣彈簧等部位的重點(diǎn)檢查，提高庫內(nèi)檢修質(zhì)量，確保動車組出庫質(zhì)量。

4.2嚴(yán)格落實(shí)二級檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)控輪對鏇修作業(yè)周期，CRH380B/BL型動車組一次踏面修形里程不得超過20-25萬公里，嚴(yán)禁超鏇修周期動車組上線運(yùn)行，對發(fā)生橫向加速度報警故障動車組的輪對狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，并結(jié)合動車組走行公里情況提前安排鏇修。對于短期內(nèi)同一轉(zhuǎn)向架連續(xù)發(fā)生2次橫向加速度報警的動車組，立即對輪對踏面進(jìn)行鏇修處理，改善輪軌匹配關(guān)系。

4.3做好故障分析統(tǒng)計，對故障發(fā)生區(qū)段、車組號、鏇修后里程等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計，總結(jié)規(guī)律，為后續(xù)故障分析及應(yīng)急處置提供依據(jù)。

4.4對于特定車輛、特定區(qū)段連續(xù)發(fā)生橫向加速度報警時，及時調(diào)整動車組運(yùn)行交路，減少對運(yùn)輸組織的影響。

4.5加強(qiáng)信息溝通，在發(fā)生橫向加速度報警故障時，嚴(yán)格按照《關(guān)于CRH3C/380B（L）/380CL型動車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報警相關(guān)整治工作的通知》相關(guān)要求，匯總檢測分析數(shù)據(jù)，及時反饋工務(wù)部門，對線路進(jìn)行檢查維護(hù)，采取整治措施，共同消除安全隱患。

5結(jié)束語

熟悉CRH380B系列動車組橫向加速度報警發(fā)生原因及檢測原理，有利于綜合分析橫向加速度報警故障原因，從而對此類故障能有效查找與識別，在動車組運(yùn)用檢修過程中采取相應(yīng)對策與措施，最大限度減少故障發(fā)生，保證動車組運(yùn)用安全和運(yùn)輸秩序。