地鐵列車司機(jī)控制器故障分析及檢修策略

裴劍,徐文彬

(申通北車(上海)軌道交通車輛維修有限公司， 上海 201106)

?

·研究簡報·

地鐵列車司機(jī)控制器故障分析及檢修策略

裴劍,徐文彬

(申通北車(上海)軌道交通車輛維修有限公司， 上海 201106)

介紹了ALSTOM CR50BF-002型司機(jī)控制器，對使用中發(fā)生的故障進(jìn)行分析，并提出了在日常維修中針對司機(jī)控制器的檢修策略.

軌道交通;司機(jī)控制器;故障分析；檢修策略

0 引言

地鐵車輛司機(jī)控制器是司機(jī)操作列車的重要部件，對列車的運(yùn)行起到關(guān)鍵作用.由司機(jī)操作司控器產(chǎn)生方向指令、牽引指令、制動指令、緊急制動指令、牽引/制動力等指令操控列車.司控器故障會造成晚點(diǎn)、清客、下線、救援等后果，對運(yùn)營乃至安全影響重大.因此，如何保證司機(jī)控制器的檢修質(zhì)量，提高其可靠性顯得尤為重要.

本文介紹ALSTOM CR50BF-002型司機(jī)控制器，并分析其故障的原因及危害，提出在日常維修中司機(jī)控制器的檢修策略，并可為其他型司控器的檢修做參考.

1 司機(jī)控制器介紹

ALSTOM-CHARLEROI生產(chǎn)的CR50BF-002型地鐵列車司機(jī)控制器,主要操作部件有：

主控鑰匙或鑰匙開關(guān)(KS)

牽引/制動控制手柄(DCH)

模式選擇器(MS)

司機(jī)操作司機(jī)控制器前，必須先插入司機(jī)鑰匙并打到“ON”位置，列車在“ON”狀態(tài)下，所有的功能都可以使用.

列車的運(yùn)行模式由模式選擇器控制，模式選擇器是一個帶六個明顯凹口位置的六位旋轉(zhuǎn)開關(guān)，共有六個操作模式：ATO(自動列車操作)；CM(編碼手動控制)；RMF(受限手動前行)；WM(清洗模式)；OFF(空檔)：列車停止；RMR(受限手動倒車).

司機(jī)控制器內(nèi)裝有電位器，安裝在牽引/制動控制手柄的一側(cè)，與之機(jī)械連接，操縱牽引/制動控制手柄可以改變其與電位器的接觸點(diǎn)，從而改變輸出電流.電位器輸出電流信號連接到PWM編碼器的輸入端，PWM信號的產(chǎn)生由電位器輸出的電流信號決定，電位器輸出電流變化范圍為4～20 mA.通過PWM編碼器，牽引/制動控制手柄所處位置被轉(zhuǎn)換為PWM信號的形式，牽引/制動控制手柄移動位置時，電位器輸出電流大小按比例相應(yīng)變化.

2 司機(jī)控制器故障原因及危害

自2009～2011年，該司機(jī)控制器共發(fā)生故障33次，故障數(shù)呈逐年遞增趨勢，可靠性指數(shù)有所下降.經(jīng)故障收集，現(xiàn)將故障類型分四種：鑰匙故障、DSD裝置故障、微動開關(guān)故障、機(jī)械故障.

(1)鑰匙故障

鑰匙通過下方的連桿上的凸輪機(jī)構(gòu)來控制微動開關(guān)的動作，以達(dá)到激活列車的目的.由于連桿僅依靠兩個軸套螺母與主控器底板進(jìn)行固定，并且連桿較脆弱，在日常使用或拆裝中受到?jīng)_擊很容易發(fā)生軸套移位或連桿彎曲，導(dǎo)致鑰匙動作不順暢或無法轉(zhuǎn)動.一旦發(fā)生鑰匙故障，司機(jī)無法激活車輛，導(dǎo)致車輛無法正常運(yùn)營，后果十分嚴(yán)重.

(2) DSD裝置故障

DSD又稱警惕按鈕，在司機(jī)日常操作列車時，位于牽引手柄上的DSD按鈕是使用頻率最高的部件之一.隨著列車運(yùn)行時間的增長，很容易發(fā)生螺栓松動或卡死等故障，該故障易導(dǎo)致列車在正線運(yùn)行時突然觸發(fā)緊急制動，司機(jī)對該故障判斷難度較大，且不能及時處置，易造成列車晚點(diǎn)等情況.

(3)微動開關(guān)故障

司控器凸輪及微動開關(guān)如圖1所示.司控器的一系列機(jī)械動作包括轉(zhuǎn)動鑰匙、模式選擇器及推動牽引手柄，均須通過微動開關(guān)轉(zhuǎn)換成電信號，才能對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制.在微動開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)不斷動作的過程中，極易造成拉弧、燒灼等現(xiàn)象，從而造成輸出電信號電壓下降或無輸出的情況.

圖1 司控器凸輪及微動開關(guān)

該司控器中共有19個微動開關(guān)，主要位于3個部位：鑰匙、模式手柄及牽引手柄.各微動開關(guān)故障時導(dǎo)致的結(jié)果不同，其失效風(fēng)險如下：列車失去DC110V供電、列車施加緊急制動、ATC設(shè)備無法啟用、列車無法牽引、列車失去常用制動、列車無法向前行駛、列車無法向后行駛、ATO無法使用、列車施加緊急制動等.可見微動開關(guān)是司機(jī)控制器中的重要控制元件，不僅數(shù)量較多而且控制了列車主要功能及相應(yīng)的運(yùn)行模式，若其發(fā)生故障將對列車的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響.

(4)機(jī)械故障

除電氣元件外，司機(jī)控制器還包括許多機(jī)械結(jié)構(gòu)，隨著使用時間增加，由于列車的震動、操作時的磨損或原廠組裝時的缺陷，亦會產(chǎn)生一些機(jī)械結(jié)構(gòu)上的故障.此類故障主要包括內(nèi)部固定螺絲松脫、凸輪機(jī)構(gòu)移位等.

3 檢修策略及試驗測試

以往對司控器的檢修在架大修時進(jìn)行，即五年檢修周期.通過對司控器的故障散點(diǎn)及故障頻率的分析，司控器故障集中期基本為1年.因此可以制定以1年為間隔周期的檢修策略.檢修方法分為三步：一是清潔及外觀檢查；二是司控器部件檢修；三是司控器檢查與測試.

(1)清潔及外觀檢查

用毛刷和無紡布清潔主控制器，凸輪等各部件無積塵、無積垢；用電器清潔劑清潔電氣觸點(diǎn)；涂凡士林潤滑凸輪和導(dǎo)軌等機(jī)械部件；檢查主控制器面板外觀完好，各工作位置的標(biāo)記清晰、正確.

(2)司控器部件檢修

用低電阻測試儀測量微動開關(guān)接觸電阻，電阻值應(yīng)不大于500 mΩ，如不滿足，則需更換微動開關(guān).更換微動開關(guān)后，檢測電纜連接緊固無松動.如發(fā)現(xiàn)DSD開關(guān)有卡死等現(xiàn)象，需更換DSD開關(guān)，更換后檢查開關(guān)是否固定牢固無松動，電纜連接是否正確等.

部件檢修結(jié)束后，重裝主控制器的鑰匙、DSD、蓋板等.

(3)司控器檢查與測試

檢查主控制器聯(lián)鎖步驟如表1所示.測試電位器輸出信號，給電位計接通電源，用萬用表測量電位計輸出電流信號，輸出信號：全常用制動6.6 mA(-0.3)；快速制動(4±0.3)mA；全牽引20 mA(+1)；惰行(13.3±0.3) mA，測量結(jié)束，斷開電源.電位器位置校整，如果電位器輸出信號不合格則需通過改動傳感器支撐件的角位對該設(shè)置進(jìn)行調(diào)整.

全部檢測結(jié)束后，將司控器放到司機(jī)臺上，用緊固螺絲將其固定.將接地電纜連接到就近的接地螺栓上.

表1 司控器檢查與測試

(4)試驗測試

經(jīng)過反復(fù)試驗以及在2號線地鐵線路上實際運(yùn)營，表明：該檢查方法具有可靠性高、對車輛控制準(zhǔn)確、故障率低等優(yōu)點(diǎn).該檢修降低了業(yè)主日常維修保養(yǎng)得費(fèi)用.圖2為2009～2011年司機(jī)控制器故障統(tǒng)計結(jié)果，從圖中看出自2011年實施新檢修方法以來，故障率有明顯下降.

圖2 2009～2013年司機(jī)控制器故障統(tǒng)計

4 結(jié)論

本文通過分析司控器的各種故障模式，提出了針對此類型司控器的檢修策略，在不增加維修成本的前提下，最大限度保證了司控器的可靠性，減少正線運(yùn)營故障.該檢修策略，為日后列車檢修方案的制定和優(yōu)化提供了參考，也可為制訂其他型司控器的檢修策略提供參照.

[1]AC07型列車維修手冊[G].上海：上海地鐵運(yùn)營有限公司車輛分公司,2006.

[2]AC07型電動列車綜合線路圖.上海：上海地鐵運(yùn)營有限公司車輛公司,2006.

[3]林瑜筠.城市軌道交通信號[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

1673-9590(2015)03-0116-03

2014-08-20

裴劍(1980-)，女，工程師，碩士，主要從事城市軌道車輛電氣設(shè)計及維修的研究E-mail:peijian_metro@163.com.

B