HXD3型機(jī)車防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)及空轉(zhuǎn)故障處理探討

王國棟 郝開鈺 趙武

摘 要：近幾年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，鐵路貨運(yùn)需求也隨之增加，對(duì)大型機(jī)動(dòng)車輛的需求也不斷加大。在此背景下，HXD3型電力機(jī)車投入鐵路干線中使用。HXD3型電力機(jī)車是我國鐵路干線貨運(yùn)常用電力機(jī)車，是“和諧型”大功率交流電力機(jī)車系列中的一類，也曾稱之為DJ3型或SSJ3型，在我國貨運(yùn)方面具有舉足輕重的地位。文章首先闡述HXD3型機(jī)車防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)，然后分析系統(tǒng)空轉(zhuǎn)常見故障及其處理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)車防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)；特點(diǎn)；空轉(zhuǎn)故障；對(duì)策

HXD3型交流傳動(dòng)電力機(jī)車為交流傳動(dòng)貨運(yùn)機(jī)車，在HXD3型電力機(jī)車研制過程中采用了國內(nèi)外成熟、可靠的新技術(shù)，機(jī)車以在中國國內(nèi)主干線上進(jìn)行大型貨運(yùn)牽引為目的，采用6軸貨運(yùn)大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車設(shè)計(jì)平臺(tái)，采用PWM矢量控制、密閉式牽引變壓器及整體驅(qū)動(dòng)裝置等新技術(shù)，盡量考慮對(duì)環(huán)境保護(hù)，減少維修量，其使用深受好評(píng)。然而，由于各種因素的綜合影響使得HXD3型機(jī)車出現(xiàn)不同故障，影響機(jī)車的正常運(yùn)行。為了進(jìn)一步發(fā)揮傳動(dòng)機(jī)車的優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)車整體質(zhì)量，增強(qiáng)運(yùn)行安全性及可靠性，本文特對(duì)其空轉(zhuǎn)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出相應(yīng)對(duì)策，以望對(duì)今后的故障處理工作提供借鑒。

1 HXD3型機(jī)車防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)

機(jī)車防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要以下幾個(gè)特點(diǎn)：機(jī)車以任何允許的速度行駛時(shí)，調(diào)速手柄在任一位置，均可保護(hù)機(jī)車不產(chǎn)生大空轉(zhuǎn)（大滑行、不擦傷輪軌、不會(huì)發(fā)生牽引電機(jī)超速，可使機(jī)車獲得較高的平均黏著系數(shù)）當(dāng)機(jī)車需要大牽引力運(yùn)行時(shí)，乘務(wù)員可將調(diào)速手柄推至較高位，機(jī)車牽引特性將得到較充分的發(fā)揮。機(jī)車牽引時(shí)，牽引給定電流，送至電子柜，經(jīng)防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)處理后輸出。機(jī)車沒有空轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生空轉(zhuǎn)后，防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)減載功能起作用，然后再按一定的上升率恢復(fù)，恢復(fù)中如再次空轉(zhuǎn)則再次降功，直至空轉(zhuǎn)被抑制。

2 HXD3型機(jī)車空轉(zhuǎn)故障分析

在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生空轉(zhuǎn)及滑行故障，影響行車安全，易造成輪對(duì)、鋼軌損傷。而且當(dāng)天氣不良和在困難區(qū)段牽引時(shí)，機(jī)車功率難以正常發(fā)揮，極易發(fā)生列車途停，嚴(yán)重影響了正常運(yùn)輸秩序和行車安全，同時(shí)也給機(jī)務(wù)段帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失。較為常見的空轉(zhuǎn)系統(tǒng)故障現(xiàn)象：機(jī)車靜止或運(yùn)行時(shí)，電流給不上，切除防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)后故障消除，或由于機(jī)車機(jī)械振動(dòng)，主控電路及其電器動(dòng)作引起防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)誤動(dòng)作，從而干擾機(jī)車運(yùn)行，以上現(xiàn)象是微機(jī)防空轉(zhuǎn)件故障引起。車一動(dòng)就撒砂不止，空轉(zhuǎn)顯示燈一直亮，電流給不上去，或機(jī)車速度提高后，發(fā)生無規(guī)律的空轉(zhuǎn)誤動(dòng)作，甚至手柄回零后慣性運(yùn)行時(shí)，也撒砂，顯示空轉(zhuǎn)等。發(fā)生空轉(zhuǎn)故障的原因主要有以下幾點(diǎn)：

2.1 抱軸承間隙增大。機(jī)車長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致抱軸承磨損，間隙增大，在線路上運(yùn)行容易使齒輪相對(duì)于安裝在齒輪箱上的速度傳感器間隙發(fā)生變化，從而導(dǎo)致機(jī)車速度傳感器信號(hào)異常，引起牽引電流波動(dòng)。據(jù)現(xiàn)場故障機(jī)車情況統(tǒng)計(jì)來看，運(yùn)行30萬公里而未進(jìn)行過速度傳感器間隙調(diào)整的機(jī)車空轉(zhuǎn)現(xiàn)象明顯高于調(diào)整過的機(jī)車。

2.2 速度傳感器間隙調(diào)整不當(dāng)。傳動(dòng)大齒輪在傳動(dòng)時(shí)，安裝在齒輪箱上的速度傳感器通過感應(yīng)頭產(chǎn)生脈沖，當(dāng)間隙調(diào)整不當(dāng)時(shí)，各個(gè)軸速度傳感器輸出的脈沖幅值會(huì)存在較大差異。每一軸速度傳感器的6路信號(hào)供本軸用2個(gè)，給其他三軸各1個(gè)，留有1個(gè)備用。當(dāng)一個(gè)軸間隙調(diào)整不當(dāng)時(shí)，其輸出的6路信號(hào)全部異常，在異常信號(hào)送給其他三軸和正常信號(hào)比較后，機(jī)車空轉(zhuǎn)保護(hù)被激活，機(jī)車自動(dòng)減少牽引電流尋找新的黏著點(diǎn)。由于信號(hào)本身異常，反復(fù)激活空轉(zhuǎn)保護(hù)系統(tǒng)，導(dǎo)致機(jī)車該軸電流反復(fù)波動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)以上間隙調(diào)整不當(dāng)后會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)以上車軸電流反復(fù)波動(dòng)，使?fàn)恳眲∠陆担谄碌垒^大時(shí)會(huì)形成惡性循環(huán)最終導(dǎo)致機(jī)車途停造成機(jī)破。

2.3 速度傳感器感應(yīng)頭故障。機(jī)車在運(yùn)行中由于齒輪嚙合磨損導(dǎo)致潤滑油中含有大量鐵粉，機(jī)車運(yùn)行時(shí)傳動(dòng)大齒輪將齒輪箱內(nèi)的潤滑油帶至嚙合面，油中含有的鐵粉被逐步吸附到速度傳感器感應(yīng)頭上形成鐵粉毛刺，被磁化的毛刺反過來影響磁場的分布，變化的磁場又導(dǎo)致同一速度傳感器6個(gè)磁感應(yīng)頭感應(yīng)出來的信號(hào)不一致，從而造成在控制系統(tǒng)中由于信號(hào)不一致而激發(fā)機(jī)車空轉(zhuǎn)保護(hù)，致使機(jī)車為尋找新的黏著點(diǎn)而頻繁調(diào)整牽引電機(jī)電流，最終使得機(jī)車頻繁空轉(zhuǎn)。

2.4 信號(hào)傳輸有誤。信號(hào)傳輸需要經(jīng)過兩個(gè)插頭，由于機(jī)車運(yùn)行途中的振動(dòng)容易出現(xiàn)斷路故障，位于車底的插頭也可能會(huì)因進(jìn)水內(nèi)部混電或因安裝松動(dòng)出現(xiàn)虛接故障。部分機(jī)車還出現(xiàn)速度傳感器信號(hào)線內(nèi)部導(dǎo)線折損現(xiàn)象，折損現(xiàn)象主要集中在距插頭頂端90～110mm的這一段距離范圍內(nèi)，由于折損部位處于電纜的防護(hù)膠套內(nèi)，外觀檢查不易發(fā)現(xiàn)，造成空轉(zhuǎn)故障不能及時(shí)排除，從而產(chǎn)生大量的重復(fù)報(bào)活。

3 機(jī)車防空轉(zhuǎn)的處理措施

對(duì)于機(jī)車空轉(zhuǎn)故障，特從以下幾方面采取措施：首先，對(duì)抱軸承間隙不合格的要求進(jìn)行調(diào)整；其次，對(duì)于速度傳感器位于車底的電纜進(jìn)行相應(yīng)綁扎處理，進(jìn)而減少電纜線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最終防止折損信號(hào)電纜；再次，對(duì)微機(jī)防空轉(zhuǎn)插件內(nèi)芯片進(jìn)行改進(jìn)，適當(dāng)增加電路設(shè)計(jì)閾值，但閾值太大又會(huì)影響傳感器在低速起動(dòng)和高速運(yùn)行時(shí)的精度和分辨率，引起漏脈沖，故在設(shè)計(jì)電路中要優(yōu)化閾值；最后，加強(qiáng)對(duì)乘務(wù)員的技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高其判斷故障速度和處理故障的能力，區(qū)分開真假空轉(zhuǎn)，作出準(zhǔn)確判斷，將途中故障現(xiàn)象及處理方法描述清楚，從而確認(rèn)空轉(zhuǎn)系統(tǒng)是否有故障，排除誤報(bào)。此外，在日常檢修過程中應(yīng)按照范圍檢修，消除“松、虛、短、破”現(xiàn)象，對(duì)速度傳感器的信號(hào)線認(rèn)真檢查，防止磨破，虛接，開路等。接線盒接頭采用灌玻璃膠的方式緊固，防止因機(jī)車振動(dòng)而引起松動(dòng)及雨水對(duì)插針、插孔的腐蝕。

4 結(jié)束語

總而言之，應(yīng)正確分析機(jī)車故障，并對(duì)其故障進(jìn)行綜合分析，提出相應(yīng)對(duì)策最終確保機(jī)車運(yùn)行的安全性，提高機(jī)車的整體質(zhì)量。在今后的長時(shí)間內(nèi)，應(yīng)不斷改進(jìn)技術(shù)，對(duì)機(jī)車使用先進(jìn)技術(shù)理念，使其在鐵路運(yùn)輸中發(fā)揮出重大作用。

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