HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車列車管壓力控制原理及常見(jiàn)故障分析

程龍

摘 要 HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車采用DK-2制動(dòng)系統(tǒng)。DK-2制動(dòng)系統(tǒng)信息化程度高，通過(guò)數(shù)據(jù)分析故障診斷準(zhǔn)確高效。制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到列車的運(yùn)行安全，因列車管不充風(fēng)或自緩等制動(dòng)系統(tǒng)故障嚴(yán)重影響運(yùn)輸安全和效率。本文對(duì)HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車列車管壓力控制原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)常見(jiàn)的故障進(jìn)行分析，總結(jié)了常見(jiàn)故障的處理措施，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞 HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車 DK-2制動(dòng)系統(tǒng) 均衡風(fēng)缸 列車管 高速電磁閥

中圖分類號(hào)：U264 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）03-0055-03

HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車采用DK-2制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)機(jī)采用微機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、空電聯(lián)合等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)的自動(dòng)制動(dòng)和機(jī)車單獨(dú)制動(dòng)控制、斷鉤保護(hù)、流量檢測(cè)、多機(jī)重聯(lián)、與監(jiān)控裝置配合、故障診斷及記錄、安全導(dǎo)向等功能。均衡風(fēng)缸壓力控制采用EP閉環(huán)模擬控制模式，正常情況下采用高速電磁閥、壓力傳感器以及PWM脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力精確控制。列車管的充氣與排氣由中繼閥根據(jù)均衡風(fēng)缸壓力與過(guò)充風(fēng)缸壓力控制，中繼閥能保證列車管壓力在均衡風(fēng)缸壓力±10kPa范圍內(nèi)。

1 DK-2制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

制動(dòng)控制單元BCU通過(guò)接收制動(dòng)控制器閘位信號(hào)，發(fā)出均衡風(fēng)缸目標(biāo)值指令，比較目標(biāo)值與壓力傳感器反饋的均衡風(fēng)缸實(shí)時(shí)壓力值，通過(guò)對(duì)進(jìn)、排氣高速電磁閥的PWM控制，達(dá)到精確控制均衡風(fēng)缸壓力的目的，中繼閥根據(jù)均衡風(fēng)缸的壓力變化來(lái)控制列車管的壓力變化，從而完成列車的制動(dòng)、保壓和緩解。

根據(jù)列車管壓力的變化，通過(guò)預(yù)控風(fēng)缸閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)電子分配閥和空氣分配閥切換，緊急制動(dòng)旁路冗余等功能，輸出制動(dòng)缸壓力 （如圖1）。[1]

2 列車管壓力控制原理

2.1 大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

該位置是列車運(yùn)用中大閘手把常放位置，是向全列車初充風(fēng)、再充風(fēng)緩解列車制動(dòng)以及列車正常運(yùn)用所采用的位置。

2.2 大閘過(guò)充位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

該位置是在初充風(fēng)或再充風(fēng)時(shí)，為迅速向列車管充氣，促使車輛全部緩解時(shí)所采用的位置。和運(yùn)轉(zhuǎn)位作用基本相同，能使列車管獲得過(guò)充壓力，以達(dá)到加速列車管充氣速度的目的，同時(shí)車輛快速緩解，而機(jī)車仍處制動(dòng)后保壓的工作位置。

2.3 大閘制動(dòng)位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

該位置是操縱列車常用制動(dòng)的工作位置。大閘手把在該位置停留時(shí)間的長(zhǎng)短，控制著列車管從最小常用制動(dòng)減壓量到最大常用制動(dòng)減壓量間的各種不同常用制動(dòng)減壓量，它與大閘中立位配合使用可使列車管實(shí)現(xiàn)階段常用減壓，實(shí)現(xiàn)列車的常用制動(dòng)。

2.4 大閘中立位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

中立位是操縱列車常用制動(dòng)前的準(zhǔn)備和常用制動(dòng)后的保壓的工作位置。

2.5 大閘重聯(lián)位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

該位置是重聯(lián)機(jī)車的運(yùn)行位，也是換端操作時(shí)鑰匙取出位及非操縱端使用的位置，同時(shí)重聯(lián)位還具有制動(dòng)機(jī)開機(jī)解鎖、緊急制動(dòng)解鎖和懲罰制動(dòng)解鎖功能。制動(dòng)機(jī)正常運(yùn)用時(shí)，若將操縱端大閘置于重聯(lián)位，均衡風(fēng)缸保壓。

2.6 大閘緊急位，小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位

該位置是列車運(yùn)用中緊急停車所使用的位置，列車管快速排風(fēng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)車最大減壓量緊急停車。[2]

3 DK-2制動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

3.1 列車管不緩解故障

3.1.1 大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，均衡風(fēng)缸充風(fēng)正常，列車管不充風(fēng)

1.中立電空閥253YV卡滯在得電位，導(dǎo)致總風(fēng)遮斷閥181切斷了總風(fēng)通過(guò)中繼閥向列車管的充風(fēng)通路。處理措施：更換中立電空閥253YV。

2.遮斷電空閥255YV卡滯在得電位，導(dǎo)致列車管遮斷閥182遮斷了中繼閥向列車管的充風(fēng)通路。處理措施：更換遮斷電空閥255YV。

3.總風(fēng)遮斷閥181卡滯或列車管遮斷閥182卡滯，總風(fēng)遮斷閥181卡滯導(dǎo)致總風(fēng)不能向中繼閥充風(fēng)，列車管遮斷閥182卡滯導(dǎo)致中繼閥不能向列車管充風(fēng)。某故障機(jī)車制動(dòng)顯示屏顯示A07故障，緊急制動(dòng)后大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，均缸壓力上升，列車管不上升，通過(guò)BCU數(shù)據(jù)分析為列車管遮斷閥182卡滯。處理措施：更換列車管遮斷閥182后庫(kù)內(nèi)試驗(yàn)正常。

4.中繼閥充風(fēng)閥口卡滯開啟不良或排風(fēng)口關(guān)不嚴(yán)排風(fēng)不止，導(dǎo)致列車管不能充風(fēng)。處理措施：更換中繼閥。

5.緊急電空閥264YV或265YV竄風(fēng)或卡滯，導(dǎo)致相應(yīng)電動(dòng)放風(fēng)閥排風(fēng)，列車管排風(fēng)建立不起壓力。某故障機(jī)車B節(jié)列車管只能充到180Kpa后起緊急，通過(guò)BCU數(shù)據(jù)分析，更換B節(jié)緊急閥，緊急電空閥264YV、265YV，庫(kù)內(nèi)試驗(yàn)良好。

6.電動(dòng)防風(fēng)閥94或98泄露，列車管排風(fēng)建立不起壓力。處理措施：更換電動(dòng)防風(fēng)閥94或98。

3.1.2 大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，均衡風(fēng)缸、列車管均無(wú)壓力

1.緩解高速電磁閥258YV卡滯在失電位，導(dǎo)致總風(fēng)不能向均衡風(fēng)缸充風(fēng)。處理措施：更換緩解高速電磁閥258YV。

2.保護(hù)電空閥263YV卡滯在失電位或線圈斷路，導(dǎo)致均衡風(fēng)缸通過(guò)263YV排風(fēng)口排風(fēng)。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

3.緊急閥傳遞桿卡滯，造成緊急閥微動(dòng)開關(guān)不能復(fù)位，緊急閥一直輸出緊急信號(hào)。在有緊急信號(hào)的情況下，均衡風(fēng)缸、列車管排風(fēng)。處理措施：更換緊急閥。

4.制動(dòng)控制器無(wú)法正確輸出運(yùn)轉(zhuǎn)位信號(hào)到BCU，BCU接收不到運(yùn)轉(zhuǎn)位信號(hào)，不會(huì)發(fā)出均衡風(fēng)缸、列車管充風(fēng)的指令。處理措施：更換制動(dòng)控制器。

5.BCU后部插頭對(duì)應(yīng)大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位點(diǎn)位的插針縮針，導(dǎo)致BCU無(wú)法識(shí)別大閘運(yùn)轉(zhuǎn)位狀態(tài)。處理措施：對(duì)縮針點(diǎn)位重新進(jìn)行裝配，保證安裝良好。

3.2 列車管減壓慢故障

大閘放制動(dòng)位，均衡壓力和列車管壓力減壓慢或不減壓。

1.緩解高速電磁閥258YV卡滯在得電位或竄風(fēng)，導(dǎo)致總風(fēng)始終向均衡風(fēng)缸充風(fēng)，列車管始終在補(bǔ)風(fēng)而減壓慢。處理措施：更換緩解高速電磁閥258YV。

2.制動(dòng)高速電磁閥257YV卡滯在失電位或排風(fēng)縮堵堵塞，導(dǎo)致均衡風(fēng)缸不能排風(fēng)或排風(fēng)慢。處理措施：更換制動(dòng)高速電磁閥257YV或排風(fēng)縮堵。

3.重聯(lián)電空閥259YV卡滯或竄風(fēng)，導(dǎo)致列車管和均衡風(fēng)缸溝通，列車管減壓慢。處理措施：更換重聯(lián)電空閥259YV。

4.中繼閥總風(fēng)閥口關(guān)閉不嚴(yán)，在列車管排風(fēng)時(shí)，總風(fēng)始終向列車管補(bǔ)風(fēng)，導(dǎo)致列車管減壓慢。處理措施：更換中繼閥。

3.3 列車管自動(dòng)減壓故障

3.3.1大小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，均衡減壓到0，列車管跟隨減壓到100kpa以下

1.保護(hù)電空閥263YV線圈開路，均衡風(fēng)缸通過(guò)263YV排風(fēng)口排風(fēng)，均衡風(fēng)缸、列車管減壓。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

2.BCU輸出板無(wú)法輸出保護(hù)電空閥263YV得電信號(hào)，使得保護(hù)電空閥263YV處于失電狀態(tài)。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

3.3.2大小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，均衡、列車管自動(dòng)減壓，數(shù)據(jù)丟失，報(bào)總線故障

1.BCU控制板PC104核心板故障，無(wú)法正常啟動(dòng)。處理措施：更換BCU控制板。

2.BCU電源板故障，使控制板掉電，無(wú)法正常啟動(dòng)。處理措施：更換BCU電源板。

4 結(jié)語(yǔ)

HXD1型神華號(hào)交流電力機(jī)車作為朔黃鐵路運(yùn)輸中主要的機(jī)車類型，其制動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量的穩(wěn)定關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩熊嚬艿膲毫刂朴株P(guān)系到列車的制動(dòng)與緩解，可謂重中之重。本文主要針對(duì)DK-2制動(dòng)系統(tǒng)列車管壓力控制原理，從小閘運(yùn)轉(zhuǎn)位，大閘在各位置時(shí)列車管的壓力變化來(lái)闡明對(duì)列車管壓力控制的氣路原理。并重點(diǎn)分析了列車管不緩解、減壓慢等常見(jiàn)故障。根據(jù)故障現(xiàn)象，通過(guò)BCU數(shù)據(jù)分析、外觀檢查和動(dòng)作試驗(yàn)來(lái)判斷查找故障點(diǎn)，并采取針對(duì)性處理措施。制動(dòng)系統(tǒng)的故障往往是動(dòng)態(tài)的，各閥類部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又無(wú)法直觀的進(jìn)行檢查，這就需要結(jié)合BCU數(shù)據(jù)分析和電氣動(dòng)作原理來(lái)分析判斷故障點(diǎn)?？偨Y(jié)DK-2制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)用中的常見(jiàn)故障原因及處理方案，便于在運(yùn)用中準(zhǔn)確找到故障原因并解決問(wèn)題，希望能為朔黃鐵路的安全高效運(yùn)輸提供一些幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張朝輝，仵澤林.機(jī)車檢修體系培訓(xùn)教材（神華號(hào)八軸大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車）[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2016.

[2] 榮林.神華八軸交流電力機(jī)車[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2014.