和諧型八軸電力機車司機室轉換存在問題分析與對策

張鴻鈞，沙正軍，肖建斌，肖 勇，張 勇

（西安鐵路局 安康機務段，陜西安康725005）

運用與檢修

和諧型八軸電力機車司機室轉換存在問題分析與對策

張鴻鈞，沙正軍，肖建斌，肖 勇，張 勇

（西安鐵路局 安康機務段，陜西安康725005）

HXD1、HXD2型交流傳動八軸9 600 k W貨運電力機車是我國廣泛運用的深度國產化大功率貨運電力機車，自2013年以來在西安鐵路局安康機務段換型運用以來，司機室轉換作業過程頻繁發生問題，多次導致機車故障并存在機車溜逸風險。從HXD1/2型機車司機室轉換控制設計原理、檢修維護及運用操縱等方面出發，深入分析了和諧型八軸電力機車司機室轉換存在問題的原因，提出了解決措施和方案，通過實施取得了良好效果。

和諧型機車；司機室轉換；原因；分析；對策

HXD1、HXD2型交流傳動八軸9 600 k W貨運電力機車均為深度國產化大功率貨運電力機車，采用2（B0－B0）軸式，雙節內重聯控制，具有節省乘務人員、彎道通過能力強、便于重載牽引等優點，自2013年以來西安鐵路局安康機務段擔當襄渝、陽安、西康線山區線路貨運牽引任務，在保證入川運輸通道的暢通中發揮了巨大作用。但在實際運用中，因機車設計制造、技術資料及實踐經驗等方面存在不足，運用中也暴露出諸多問題，特別是司機室轉換作業過程與六軸單節和諧型機車差異較大，多次發生機車故障并存在機車溜逸風險，已成為影響和諧型八軸電力機車運用安全的一個重點問題。

1 問題的提出

和諧型交流傳動八軸電力機車自2012年度上線運用以來，因其與單節六軸和諧型機車司機室轉換作業差異較大，轉換操作較為繁瑣，司機室轉換作業完畢后，頻繁發生機車制動系統故障，且多次發生誤操作導致的機車無制動措施產生溜逸風險。

經過我們組織有關人員進行細致調查分析，和諧型交流傳動八軸電力機車與六軸電力機車相比，司機室轉換從機車控制系統方面主要存在以下特點：

（1）機車內重聯網絡控制。和諧型八軸電力機車由兩節完整的單司機室四軸機車通過機械和電氣重聯的內重聯形式組成雙節B0－B0機車內重聯八軸機車，通過多功能車輛總線MVB和列車總線WTB進行通信，保證機車各項系統控制功能的同步性和一致性。

（2）雙套制動系統轉換控制。和諧型八軸電力機車兩節各裝有一套制動系統，通過分別進行制動系統本、補模式轉換設置，由操作端制動控制器實現對全臺機車的制動機操作，通過平均管實現對補機制動、緩解作用的控制。

（3）3種制動系統差異較大。HXD1/2型八軸電力機車分別安裝有CCBⅡ、DK－2、Faiveley 3種制動系統，因設計制造理念及工藝不同，3種制動系統在機車司機室轉換操作上存在較大差異。

2 存在問題及原因分析

2.1 制動系統安全措施設計考慮不足，存在機車溜逸安全風險

HXD1型機車司機室轉換作業關閉電鑰匙后，機車制動系統兩端操縱端均處于未激活狀態，但機車未產生保護性安全懲罰制動，也未施加機車停放制動，如乘務員誤操作未按規定放置制動控制器手柄，而是將制動控制器自動制動控制手柄（簡稱：自閥）和單獨制動手柄（簡稱：單閥）均置于運轉位，將導致機車全車無制動力，司機室轉換作業需時約3～5 min，存在機車溜逸的嚴重安全風險。通過分析主要原因為：

（1）HXD1型機車CCBⅡ和DK－2制動系統在導向安全的制動系統安全措施設計理念考慮不足，取消了原HXD1C、HXD3等型機車設計的斷電安全懲罰制動保護功能，導致機車司機室轉換過程可能存在全車無防溜安全措施現象。

（2）CCBⅡ制動系統設計為減少司機室轉換操作步驟，廠方在設計中加入了關閉電鑰匙時機車制動模式自動轉換進入“補機”狀態，此時HXD1型機車A、B節制動系統均處于“補機”狀態，全車EPCU對EBV移動手柄及懲罰制動指令均不響應。

（3）DK－2制動系統設計有制動控制器鑰匙開關，應將制動控制器自閥手柄置重聯位、單閥手柄置運轉位，制動控制器鑰匙置“關”位時方可拔出鑰匙開關。但因機車設計中制動系統與機車控制系統激活端不同步，分別使用不同鑰匙開關控制，且機車斷開電鑰匙不產生保護性安全懲罰制動，也不施加機車停放制動，存在全車無制動力的風險。

2.2 機車制動系統與控制系統操縱端判別方式不一致，系統功能控制存在安全風險

安裝有DK－2制動系統的HXD1型機車，機車制動系統操縱端的判別由重聯閥位置來判定，當某節機車重聯閥轉換按鈕置“本機位”時，該端激活為操縱端，可通過制動控制器鑰匙開關實現對機車制動系統的控制；而機車制動系統與控制系統操縱端無相關控制邏輯關系，機車司機室轉換及檢修維護過程可能存在機車兩端實施不同控制方式的操作，導致不可預料的安全風險。

2.3 制動系統自診斷功能存在不足，司機室轉換故障不能及時發現

（1）HXD2型機車Faiveley制動系統司機室轉換作業須進行兩節機車平均管塞門RB—EQ轉換，司機室轉換作業完畢后，乘務員通過機車操作端BDU屏顯示“主控投入”確認轉換成功。當兩節機車平均管塞門RB－EQ均轉至“從控位”時，制動顯示屏閃爍提示故障信息“主控/從控功能故障，結束運行后和維修人員聯系”（如圖1），但是當兩節機車平均管塞門RB—EQ均轉至“主控位”時，機車操縱節制動顯示屏無相關故障提示，機車制動機無法正常工作。

（2）HXD1型機車DK－2制動系統司機室轉換作業，如對操縱節及非操縱節分配閥緩解塞門156或重聯閥轉換按鈕未轉換到位時，機車制動顯示屏無相關故障提示，但會出現機車無法緩解、單閥全制動后制動缸壓力達不到定壓或緊急制動后制動缸壓力短時超過定壓，然后緩慢下降的故障現象。

2.4 3種制動系統司機室轉換操作差異較大，影響正常運用作業

經過現場調研分析及梳理，和諧型八軸電力機車安裝的CCBⅡ、Faiveley及DK－2等3種制動系統司機室轉換操作程序對比如表1。

2.5 司機室轉換操作較為繁瑣，易發生誤操作導致機車故障

HXD1型機車安裝有CCBⅡ及DK－2兩種制動系統，其中DK－2制動系統司機室轉換操作比較繁瑣，共需8個步驟，特別是兩節機車分配閥緩解塞門156和重聯閥轉換按鈕均需按要求設置正確。而該兩個塞門未正確轉換時機車無故障提示，且兩個塞門間無聯鎖關系，易發生疏漏導致制動系統故障。

2.6 DK－2制動系統塞門標志不醒目

機車制動柜上司機室轉換操作常用的重聯閥轉換按鈕及分配閥緩解塞門標志存在不足，其中重聯閥轉換按鈕安裝在制動柜中間底部，“本機位”及“補機位”標志字體較小；分配閥緩解塞門安裝在制動柜左側底部，“156”紅色標志在分配閥側面，且字體較小。如圖2所示。

3 對策及建議

3.1 設計制造方面

（1）增加安全防護措施，消除機車溜逸風險。優化機車停放制動功能，當機車速度為零且無司機室占用時，機車自動施加停放制動。

（2）CCBⅡ制動系統司機室轉換控制優化。檢測機車兩節制動系統均未激活（無司機室占用）時，保持當前制動系統本、補機模式設置，不自動進入補機模式。當檢測某節制動系統激活（司機室占用）時，自動將非操作節制動機設置為補機模式，同時可進行操作節制動機模式設置。

（3）增加DK－2制動系統制動柜轉換聯鎖控制。將制動柜分配閥緩解塞門156和重聯閥轉換按鈕改進為一體化聯動控制。司機室轉換作業時，機車制動柜僅需對重聯閥進行“本機位”或“補機位”轉換，減少司機室轉換設置步驟，避免疏漏導致的機車故障。

（4）增加DK－2制動系統模式監測提示功能。增加兩節機車內重聯時DK－2制動系統司機室轉換設置時分配閥緩解塞門156和重聯閥轉換按鈕位置監測功能，當兩節機車分配閥緩解塞門156和重聯閥轉換按鈕設置不正確時，在BDU屏顯示“制動機設置故障”等故障提示，同時施加保護性懲罰制動，提醒乘務員進行重新檢查確認，避免誤操作導致機車帶故障運用。

（5）優化Faiveley制動系統模式監測提示功能。優化制動系統控制軟件，在兩節機車平均管塞門RB—EQ均轉至“主控位”或“從控位”時，制動顯示屏均閃爍提示故障信息“主控/從控功能故障，結束運行后和維修人員聯系”，同時施加保護性懲罰制動，提醒乘務員進行重新檢查確認，避免誤操作導致機車帶故障運用。

3.2 檢修維護方面

（1）改進DK－2制動系統塞門標志。在制動柜下部地板處塞門對應位置粘貼尺寸為100 mm×60 mm，藍底白字的“重聯閥轉換按鈕”及“分配閥緩解塞門”醒目標志，同時注明轉換操作要點：重聯閥轉換按鈕需轉換位置時，須先將轉換按鈕向里推，然后再轉動180°松開；分配閥緩解塞門手柄與地面平行時為關閉位，與地面垂直時為打開位。如圖3所示。

（2）增加司機室轉換操作提示標志。因HXD1/2型機車在同一線路運用，存在頻繁換用機車司機室轉換操作不一致問題，為提示乘務員規范每一類型機車司機室轉換作業，減少誤操作，我們在機車制動控制器右上角粘貼統一的司機室轉換操作提示標志。CCBⅡ制動系統提示為：換端作業須確認EBV自閥置重聯位再斷開電鑰匙；DK－2制動系統提示為：換端作業須攜帶鑰匙，并轉換93重聯閥按鈕及156分配閥塞門；Faiveley制動系統提示為：換端作業須轉換平均管塞門RB—EQ。如圖4所示。

3.3 運用操縱方面

（1）加強培訓教育，規范司機室轉換作業程序。梳理不同機型司機室轉換作業程序，明確作業標準并制作提示卡片發放給乘務員。同時強化實作培訓教育，掌握操作要點和產生誤操作的故障現象，減少誤操作對機車運用產生的影響。

（2）通過制動顯示屏觀察確認司機室轉換作業。司機室轉換作業完畢后，可通過制動顯示屏觀察確認：

①確認制動模式設置正確。CCBⅡ及DK－2制動系統操縱端顯示為“本機”，Faiveley制動系統操縱端顯示為“主控投入”。如圖5所示。

②確認無誤操作導致的機車故障。觀察Faiveley制動系統操縱端BDU屏無“主控/從控功能故障”顯示；試驗機車制動系統作用良好。

3.4 故障判斷處理方面

（1）DK－2制動系統

①單閥全制動后制動缸壓力達不到定壓或緊急制動后制動缸壓力短時超過定壓，然后緩慢下降，但機車制動顯示屏無相關故障提示。

此類故障原因是為司機室轉換操作時，對操縱節及非操縱節分配閥緩解塞門156塞門未轉換到位。可重新按規范檢查轉換操縱節及非操縱節分配閥緩解塞門156塞門。

②DK－2制動系統司機室轉換后機車無法緩解，機車制動顯示屏無故障提示。

此類故障原因是司機室轉換操作時，對操縱節及非操縱節重聯閥轉換按鈕未轉換到位。可檢查操縱節及非操縱節重聯閥轉換按鈕位置并轉換正確。

（2）Faiveley制動系統

①閉合機車電鑰匙，激活司機室制動系統后，制動顯示屏閃爍提示故障信息“主控/從控功能故障，結束運行后和維修人員聯系”，且自閥無法緩解。

此類故障原因是機車兩端制動柜上的平均管塞門RB—EQ位置轉換不正確。可重新按規范將操作端制動柜上的平均管塞門RB—EQ打到“主控位”，非操作端制動柜上的平均管塞門RB－EQ打到“從控位”。

②司機室轉換后機車無法緩解，機車制動顯示屏無故障提示。

此類故障原因為非操縱節平均管塞門RB—EQ轉換不正確或非操縱節自閥手柄置于緊急位，或緊急制動按鈕被按下。可檢查確認操縱節及非操縱節平均管塞門RB—EQ轉換正確，同時檢查非操作節的制動控制器及緊急按鈕，確認處于正常位置。

4 結束語

通過對HXD1/2型機車司機室轉換控制原理的深入分析，找出了和諧型八軸電力機車司機室轉換作業在設計制造、檢修維護及運用操縱等方面存在的問題，提出了相應的改進方案和行之有效的現場運用補強措施，并梳理了司機室轉換常見故障的判斷處理方法，有效減少了HXD1/2型機車司機室轉換作業帶來的機車故障及安全風險，保證和諧型八軸大功率交流電力機車的運用安全。

［1］ 裝用自主研發牽引變流器和網絡控制系統的HXD1型電力機車DK-2制動系統用戶培訓手冊［R］.株洲：南車株洲電力機車有限公司，2013.

［2］ HXD2機車Faiveley新8軸機車制動系統培訓資料［R］.青島：青島四方法維萊軌道制動有限公司，2012.

Fault Analysis and Countermeasures of Cab Transformation for HX-type Eight Axis Electric Locomotive

ZHANG Hongjun，SHA Zhengjun，XIAO Jianbin，XIAO Yong，ZHANG Yong
（Ankang Locomotive Depot，Xi＇an Railway Bureau，Ankang 725005 Shaanxi，China）

HXD1-type and HXD2-type AC drive eight axis 9600kw freight electric locomotives are the deep localization high-power freight electric locomotives which are widely used in our country.Since the remodeling application in Ankang locomotive depot of Xi＇an railway bureau in 2013，the faults of cab transformation have occurred frequently，which brought about failures of locomotives and the runaway risk of locomotives.From cab transformation control and design principle of HXD1-type and HXD2-type locomotives，maintenance，application，manipulation and other aspects，this paper deeply analyzes the reason of cab transformation problems of HX-type eight axis electric locomotive，and proposes the corresponding measures and schemes.The practice indicates that the proposed measures and schemes are effective.

HX-type；cab transformation；cause；analysis；countermeasure

U266.1

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.14

1008－7842（2014）05－0059－04

5—）男，高級工程師（

2014－02－12）