和諧電力機(jī)車CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)EBV故障分析及建議

朱彥輝

（鄭州鐵路局 鄭州機(jī)務(wù)段，河南鄭州450053）

鄭州機(jī)務(wù)段目前配屬有130臺(tái)HXD1B型、38臺(tái)HXD3C型及20臺(tái)HXD3型電力機(jī)車擔(dān)當(dāng)京廣線、隴海線區(qū)間客、貨運(yùn)運(yùn)輸任務(wù)，2010～2011年我段各型和諧機(jī)車都不斷出現(xiàn)了因CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)的電子制動(dòng)閥（EBV）故障導(dǎo)致的機(jī)車懲罰制動(dòng)、自動(dòng)減壓及單獨(dú)緩解故障等現(xiàn)象，作為CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)重要的人機(jī)操縱平臺(tái)——EBV的各種故障給機(jī)車的安全運(yùn)用、正點(diǎn)供車及檢修作業(yè)帶來了持續(xù)、反復(fù)的不利影響。現(xiàn)對(duì)鄭州機(jī)務(wù)段和諧機(jī)車出現(xiàn)的各種EBV故障進(jìn)行分類分析，剖析HXD1B型機(jī)車EBV故障導(dǎo)致自動(dòng)減壓時(shí)機(jī)車控制系統(tǒng)記錄的EBV狀態(tài)信息中的異常點(diǎn)，并提出幾點(diǎn)對(duì)策建議。

1 EBV故障分析

由于EBV各種故障在HXD1 B、HXD3、HXD3 C型機(jī)車上普遍存在，常見故障有通信故障、手柄框動(dòng)、單緩故障、限位開關(guān)斷開及自動(dòng)減壓，下面逐一進(jìn)行分析。

1.1 通信故障

當(dāng)CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)的微處理器（IPM）與EBV出現(xiàn)通信故障時(shí)在制動(dòng)機(jī)“事件／故障記錄”里出現(xiàn)紅色記錄——“F：085－EBVCN失效（EBV）”，故障恢復(fù)時(shí)出現(xiàn)綠色記錄——“P：085－EBVCN失效（EBV）”，見圖1所示。

出現(xiàn)故障代碼為085的EBV通信故障的原因是IPM與EBV之間的脈沖通信信號(hào)丟失超過6 s。CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)出現(xiàn)此類故障大多發(fā)生在機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)初加電、IPM剛開始啟動(dòng)的階段，待制動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)過程后該故障消失；還有一部分EBV通信故障發(fā)生在機(jī)車運(yùn)行途中，將觸發(fā)懲罰制動(dòng)。對(duì)此類故障應(yīng)重點(diǎn)檢查EBV相關(guān)的電纜及電連接器插頭、插座狀態(tài)，是否有松動(dòng)或插針接觸不良的情況，無異常時(shí)很可能是EBV控制節(jié)點(diǎn)故障，需更換EBV處理。

1.2 手柄框動(dòng)

鄭州機(jī)務(wù)段和諧機(jī)車在投入運(yùn)用半年后出現(xiàn)EBV的自動(dòng)制動(dòng)手柄（簡稱大閘）、單獨(dú)制動(dòng)手柄（簡稱小閘）框動(dòng)現(xiàn)象，直接影響到司機(jī)操縱的正常手感，分析認(rèn)為大、小閘手柄框動(dòng)主要是由于手柄在組裝時(shí)只有一個(gè)螺釘固定，隨著使用時(shí)間的延長，手柄的固定狀態(tài)難以保證可靠而出現(xiàn)松動(dòng)。

1.3 單緩故障

EBV的小閘在運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)向外側(cè)壓不能將機(jī)車制動(dòng)缸壓力單獨(dú)緩解掉，此類故障一般是小閘內(nèi)實(shí)現(xiàn)單緩功能的微動(dòng)開關(guān)故障導(dǎo)致，需更換EBV處理。

1.4 限位開關(guān)斷開

制動(dòng)機(jī)的“事件／故障記錄”里出現(xiàn)代碼為077的“限位開關(guān)開”的記錄（見圖2），出現(xiàn)故障代碼077主要是因EBV限位開關(guān)或其連線線束故障引起限位開關(guān)輸出異常，一般不會(huì)影響機(jī)車運(yùn)行，可在機(jī)車回段后更換EBV處理。

圖2 CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)出現(xiàn)代碼為077的EBV故障

1.5 自動(dòng)減壓

鄭州機(jī)務(wù)段各型和諧機(jī)車CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)都曾出現(xiàn)運(yùn)行途中自動(dòng)減壓的情況，故障現(xiàn)象是當(dāng)大閘、小閘都在運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)均衡風(fēng)缸（ER）、列車管（BP）自動(dòng)減壓50 k Pa左右，有時(shí)能自動(dòng)緩解，有時(shí)待司機(jī)將大閘移到制動(dòng)區(qū)（使ER、BP響應(yīng)減壓）再移回運(yùn)轉(zhuǎn)位后機(jī)車能緩解到定壓。

鄭州機(jī)務(wù)段HXD1B、HXD3、HXD3C型機(jī)車在運(yùn)行途中自動(dòng)減壓故障在機(jī)車回段后進(jìn)行制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)、檢查往往都是正常的，故障現(xiàn)象難以重現(xiàn)，同時(shí)CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)記錄內(nèi)一般也沒有相應(yīng)的故障或事件記錄可供判斷，所以處理時(shí)主要依據(jù)是機(jī)車監(jiān)控系統(tǒng)LKJ2000的記錄數(shù)據(jù)，通過綜合自動(dòng)減壓發(fā)生時(shí)ER、BP風(fēng)壓變化及線路信號(hào)、機(jī)車操縱狀態(tài)等因素排除當(dāng)時(shí)人為操縱EBV實(shí)施空氣制動(dòng)作用的可能性后判斷因EBV故障導(dǎo)致了自動(dòng)減壓。

相比較HXD3、HXD3C型機(jī)車而言，HXD1B型機(jī)車由于機(jī)車控制系統(tǒng)（CCU）內(nèi)對(duì)EBV手柄的位置狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、詳細(xì)的記錄，經(jīng)常作為分析CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)具體狀態(tài)的重要參考依據(jù)，但筆者在處理鄭州機(jī)務(wù)段多臺(tái)HXD1B機(jī)車運(yùn)行途中自動(dòng)減壓故障時(shí)發(fā)現(xiàn)CCU記錄信息顯示的EBV手柄位置出現(xiàn)明顯的異常，和機(jī)車當(dāng)時(shí)實(shí)際情況不符，下面以HXD1B 0459機(jī)車情況為例說明。

HXD1B 0459在牽引25141次貨物列車運(yùn)行途中機(jī)車在08：33～08：41多次出現(xiàn)自動(dòng)減壓又自動(dòng)恢復(fù)正常的故障現(xiàn)象，司機(jī)報(bào)告自動(dòng)恢復(fù)正常時(shí)制動(dòng)顯示屏LCDM左側(cè)的流量計(jì)上有充風(fēng)流量顯示，而當(dāng)時(shí)大、小閘手柄一直保持在運(yùn)轉(zhuǎn)位未移動(dòng)。機(jī)車回機(jī)務(wù)段后，檢查該車制動(dòng)機(jī)的“事件／故障記錄”，無任何異常情況；分析該車次的LKJ2000監(jiān)控裝置記錄，故障發(fā)生時(shí)對(duì)應(yīng)的記錄序號(hào)為NO：388～471，期間出現(xiàn)了多次ER、BP同步減壓后又充到定壓的記錄，減壓量在40～50 k Pa；該車在擔(dān)當(dāng)本次牽引時(shí)機(jī)車主控系統(tǒng)為CCU2，檢索CCU2的事件記錄信息時(shí)發(fā)現(xiàn)在故障發(fā)生的時(shí)段內(nèi)共出現(xiàn)了6次如圖3所示的EBV手柄位置記錄。

圖3 HXD1B 0459機(jī)車CCU2的記錄信息

說明：圖3中“ccu2prot”顯示的內(nèi)容為CCU2的過程事件記錄，其中“Date Ti me Occ”指事件發(fā)生時(shí)間，“Date Ti me Gone”指事件結(jié)束時(shí)間，“Event Text”指事件信息。

該車不斷出現(xiàn)6次自動(dòng)減壓時(shí)CCU2的事件記錄信息都有“BCU：自動(dòng)制動(dòng)手柄在初制動(dòng)位”的記錄，和LKJ2000監(jiān)控裝置記錄的多次減壓發(fā)生時(shí)間一致，并且6次記錄中該事件的發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間表明大閘手柄在初制動(dòng)位的持續(xù)時(shí)間都是僅為1 s（如圖3所示），而自動(dòng)減壓故障發(fā)生時(shí)機(jī)車正處于運(yùn)行狀態(tài)，大、小閘手柄一直保持在運(yùn)轉(zhuǎn)位未動(dòng)，可以判斷，大閘手柄在初制動(dòng)位不是司機(jī)的人為操縱，而是EBV出現(xiàn)故障時(shí)IPM通過MVB通信端口向CCU發(fā)出和實(shí)際狀態(tài)不符的大閘位置信息，即在機(jī)車運(yùn)行途中雖然大閘手柄一直在運(yùn)轉(zhuǎn)位，因EBV瞬間故障使CCU通過MVB通信端口不斷收到大閘手柄短時(shí)離開了運(yùn)轉(zhuǎn)位（到初制動(dòng)位），后又回到運(yùn)轉(zhuǎn)位的信號(hào)而進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)時(shí)記錄。通過以上對(duì)比分析，判斷該車操縱端EBV故障，更換EBV處理后至今該車運(yùn)行狀態(tài)良好，未再出現(xiàn)自動(dòng)減壓現(xiàn)象。

EBV故障引起自動(dòng)減壓現(xiàn)象的原因如下：

（1）EBV控制節(jié)點(diǎn)本身出現(xiàn)故障；

（2）EBV控制節(jié)點(diǎn)的連接插頭上插針出現(xiàn)虛焊、松動(dòng)等接觸不良狀態(tài)；

（3）位置開關(guān)故障。制動(dòng)機(jī)對(duì)EBV手柄位置的邏輯判斷基于EBV內(nèi)部的電阻器輸出值及位置開關(guān)狀態(tài)的相互對(duì)照，當(dāng)大閘在運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)，EBV內(nèi)的電阻器指示在運(yùn)轉(zhuǎn)位，但位置開關(guān)故障后指示手柄不在運(yùn)轉(zhuǎn)位，即位置開關(guān)故障后其輸出值與電阻器輸出值相矛盾，制動(dòng)機(jī)因此將產(chǎn)生50 k Pa左右的減壓量。

上述EBV控制節(jié)點(diǎn)或連接插頭故障將導(dǎo)致制動(dòng)機(jī)不能正確識(shí)別EBV手柄位置，位置開關(guān)故障將導(dǎo)致位置開關(guān)和電阻器指示的手柄位置不匹配，以上3種EBV故障都將引起自動(dòng)減壓，處理時(shí)需更換操縱端的EBV。

2 幾點(diǎn)建議

（1）HXD1B型機(jī)車由于機(jī)車控制系統(tǒng)CCU通過MVB通信功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)EBV手柄位置狀態(tài)詳細(xì)的實(shí)時(shí)記錄，是分析、判斷制動(dòng)機(jī)各類故障的有力依據(jù)，但通過對(duì)鄭州機(jī)務(wù)段HXD1B 0459機(jī)車自動(dòng)減壓故障現(xiàn)象的分析、處理可以看到，當(dāng)EBV故障時(shí)很可能導(dǎo)致CCU記錄內(nèi)出現(xiàn)和實(shí)際不符的手柄位置信息，所以運(yùn)用段在處理該型機(jī)車自動(dòng)減壓故障時(shí)不能單憑CCU的記錄信息，需綜合考慮機(jī)車當(dāng)時(shí)的實(shí)際操縱狀態(tài)、CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)記錄、CCU內(nèi)的各種事件記錄及監(jiān)控裝置內(nèi)ER、BP風(fēng)壓值數(shù)據(jù)，在排除故障發(fā)生時(shí)司機(jī)人為操縱EBV手柄的可能性后，CCU內(nèi)記錄的EBV手柄短時(shí)間、頻繁地在初制動(dòng)位或制動(dòng)區(qū)這一相同的事件記錄已屬異常現(xiàn)象，可作為判斷因EBV故障導(dǎo)致機(jī)車自動(dòng)減壓現(xiàn)象的參考依據(jù)。

（2）對(duì)CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)途中出現(xiàn)的各種故障的判斷、分析都需要了解清楚當(dāng)時(shí)制動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，EBV作為重要的人機(jī)操縱平臺(tái)，了解其大、小閘的實(shí)時(shí)位置對(duì)準(zhǔn)確判斷故障十分重要，目前和諧機(jī)車CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)EBV手柄位置進(jìn)行全面、詳細(xì)的實(shí)時(shí)記錄，給制動(dòng)機(jī)故障處理帶來很大的不便，而實(shí)現(xiàn)這一功能在制動(dòng)機(jī)的硬件、軟件上進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)應(yīng)該是可行的，希望制動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家能不斷完善，為各種制動(dòng)機(jī)故障的判斷、處理提供更有效、全面的依據(jù)。

（3）CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)EBV手柄框動(dòng)現(xiàn)象在機(jī)車投入運(yùn)用一年時(shí)普遍發(fā)生，生產(chǎn)廠家可通過選用較大規(guī)格的螺釘或增加固定螺釘?shù)臄?shù)量進(jìn)行改善，減少此類故障。

（4）CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)EBV故障導(dǎo)致的自動(dòng)減壓現(xiàn)象在各型和諧機(jī)車上都存在，鄭州機(jī)務(wù)段HXD3型機(jī)車通過升級(jí)制動(dòng)機(jī)軟件后大幅度減少了此類故障，原因是新版軟件忽略了大閘在運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)位置開關(guān)的狀態(tài)，從而避免了位置開關(guān)故障后其輸出值與電阻器輸出值相矛盾而產(chǎn)生自動(dòng)減壓，目前鄭州機(jī)務(wù)段HXD1B、HXD3C型機(jī)車制動(dòng)機(jī)現(xiàn)行軟件無此項(xiàng)功能，筆者認(rèn)為在EBV故障尚未徹底解決前，通過更新制動(dòng)機(jī)軟件來避免自動(dòng)減壓現(xiàn)象具有很好的實(shí)際應(yīng)用效果。

3 結(jié)束語

CCB－Ⅱ制動(dòng)機(jī)出現(xiàn)EBV通信故障、自動(dòng)減壓等現(xiàn)象和EBV的硬件、軟件及IPM、LON網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)都密切相關(guān)，故障的徹底解決仍有待各方進(jìn)一步深入研究，從設(shè)計(jì)原理、工作環(huán)境、配件性能及生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)全面調(diào)查，明確各類故障根源，各方共同努力有針對(duì)性的逐步改進(jìn)，以保證制動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的穩(wěn)定、可靠。

［1］張曙光.HXD3型電力機(jī)車［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［2］中國北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司.HXD3型交流傳動(dòng)電力機(jī)車運(yùn)用保養(yǎng)說明書（2）［R］.2007.