電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)故障類型及處理方案探究

易杰　姜振兵

摘 要：電力機(jī)車的制動(dòng)系統(tǒng)是保障運(yùn)行安全的重要部件，然而，由于受到機(jī)械損傷、電氣損傷、維護(hù)保養(yǎng)等多方面因素的影響，系統(tǒng)故障不可避免，因此，對(duì)電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)故障進(jìn)行判定，并提出針對(duì)性的處理方案，具有積極的意義。文章從應(yīng)用磨損、設(shè)計(jì)缺陷、部件質(zhì)量等幾個(gè)方面入手，詳細(xì)分析了電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的故障，并提出了一些針對(duì)性的故障處理方案。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車；制動(dòng)系統(tǒng)；電氣故障；處理方案

1 電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)概述

1.1 電力機(jī)車制動(dòng)結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)，常見型號(hào)電力機(jī)車的制動(dòng)系統(tǒng)主要包含以下幾個(gè)部分：

第一，空壓機(jī)及輔助設(shè)備。主要包括空壓機(jī)組、止回閥、安全閥、空氣壓縮機(jī)調(diào)壓器及無(wú)負(fù)荷啟動(dòng)電磁閥等設(shè)備，對(duì)機(jī)車的制動(dòng)起到輔助作用。

第二，自動(dòng)制動(dòng)閥。主要由閥體、管座、手柄、凸輪、調(diào)整閥、放風(fēng)閥等構(gòu)成，用來(lái)操縱全列車的制動(dòng)、保壓和緩解。

第三，中繼閥。主要由管座、雙閥口式中繼閥和總風(fēng)遮斷閥組成，能夠?qū)C(jī)車管壓力變化進(jìn)行調(diào)整，從而完成機(jī)車的制動(dòng)和緩解。

第四，司機(jī)制動(dòng)閥。安裝在司機(jī)室，用于緊急狀態(tài)下制動(dòng)的裝置，十分關(guān)鍵。它從制動(dòng)控制單元接收輸入信號(hào)，以調(diào)整列車管壓力信號(hào)，在具體工作中，司機(jī)制動(dòng)閥的電氣部件會(huì)發(fā)出信號(hào)，通過(guò)制動(dòng)控制單元（BCU），實(shí)現(xiàn)對(duì)司機(jī)制動(dòng)閥的控制，而中繼閥則能夠改變導(dǎo)室的壓力，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)制動(dòng)。

第五，作用閥。是控制電力機(jī)車制動(dòng)的輔助裝置，在機(jī)車運(yùn)行中，它受到分配閥或單閥的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車制動(dòng)缸內(nèi)氣壓的調(diào)整，從而使機(jī)車實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、緩解和保壓。

1.2 電力機(jī)車制動(dòng)模式

第一，電力制動(dòng)。該種制動(dòng)方式廣泛應(yīng)用于電力機(jī)車制動(dòng)中，它主要應(yīng)用電機(jī)車的可逆性原理，將機(jī)車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，使得牽引電動(dòng)機(jī)軸上的作用力與電樞紐旋轉(zhuǎn)方向的作用力相反，以此產(chǎn)生阻滯電力機(jī)車運(yùn)行的制動(dòng)力，使列車減速或停止。

第二，再生制動(dòng)。將機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，如此一來(lái)，可將機(jī)車內(nèi)的電能反饋回電網(wǎng)，從而產(chǎn)生制動(dòng)效應(yīng)。

第三，電阻制動(dòng)。也是一種廣泛應(yīng)用于電力機(jī)車制動(dòng)的方式，在具體的制動(dòng)操作中，該模式能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)車輪運(yùn)轉(zhuǎn)的牽引電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，進(jìn)行發(fā)電，如此一來(lái)，形成回路電流，該電流流通至機(jī)車內(nèi)專門設(shè)置的電阻模塊中，并使電阻產(chǎn)生大量熱量，當(dāng)該熱量產(chǎn)生的熱能散逸于大氣時(shí)，便會(huì)對(duì)機(jī)車產(chǎn)生制動(dòng)效應(yīng)。

2 電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)故障分析

2.1 基礎(chǔ)部件應(yīng)用磨損故障

電力機(jī)車在運(yùn)行中，由于常處于重載、爬坡、高速等狀態(tài)，因此，機(jī)車的基礎(chǔ)制動(dòng)裝置需要處在頻繁制動(dòng)、緩解的狀態(tài)之中，這使得機(jī)車輪容易被磨損，造成基礎(chǔ)制動(dòng)裝置沖擊、振動(dòng)加大，最終引發(fā)制動(dòng)裝置故障。而具體的故障類型包含：（1）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置單元制動(dòng)器棘鉤條簧脫落；（2）基礎(chǔ)制動(dòng)裝置單元制動(dòng)器棘鉤折斷。上述故障因素一旦引發(fā)，便會(huì)造成機(jī)車制動(dòng)力降低，甚至不制動(dòng)。

2.2 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷故障

制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身的缺陷，也是引發(fā)制動(dòng)故障的主要因素和類型。例如，HXD3、HXD3C電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生因ATP觸犯，引發(fā)的懲罰性制動(dòng)、緊急制動(dòng)，然而，技術(shù)人員在進(jìn)行試驗(yàn)檢修過(guò)程中，卻難以檢測(cè)出故障觸發(fā)的記錄，而引發(fā)上述問題的原因便是機(jī)車制動(dòng)機(jī)的OPM設(shè)計(jì)參數(shù)和機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境不能有效匹配，在機(jī)車運(yùn)行中，IPM容易對(duì)外部干擾信號(hào)源產(chǎn)生響應(yīng)，從而產(chǎn)生緊急制動(dòng)。

2.3 制動(dòng)部件質(zhì)量問題故障

電力機(jī)車的制動(dòng)部件包含很多模塊，以CCB-II型電力機(jī)車為例，便包含：電空單元（EPCU）、微處理器（IPM）、電子制動(dòng)閥（EBV）、制動(dòng)顯示屏（LCD）和繼電器接口（RIM）五個(gè)模塊，任何一個(gè)模塊如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，都會(huì)引發(fā)制動(dòng)系統(tǒng)的故障。例如，IPM出現(xiàn)質(zhì)量問題，便會(huì)造成斷電處理無(wú)效，造成機(jī)破事故；LCD出現(xiàn)質(zhì)量問題，便會(huì)導(dǎo)致花屏、黑屏，對(duì)司機(jī)的制動(dòng)觀察帶來(lái)負(fù)面影響，從而引發(fā)制動(dòng)安全事故等。

3 電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)故障處理方案

3.1 基礎(chǔ)部件應(yīng)用磨損故障處理

第一，對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置單元制動(dòng)器的安裝情況進(jìn)行經(jīng)常性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)過(guò)程中，著重對(duì)制動(dòng)器的安裝牢固性、表面有無(wú)裂紋、破損情況進(jìn)行檢查，同時(shí)，側(cè)重檢測(cè)安裝螺栓是否緊固，要確保閘瓦間隙維持在4-8mm之間，且上下閘瓦磨損應(yīng)均勻。第二，對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置部件進(jìn)行加固操作。例如，應(yīng)用平墊-彈墊-帶槽螺母緊固-開口銷的雙重方式，加固基礎(chǔ)裝置部件，防止制動(dòng)器棘鉤折斷或脫落。

3.2 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷故障處理

第一，進(jìn)行抗干擾處理。對(duì)于機(jī)車運(yùn)行中，受外界干擾，引發(fā)的制動(dòng)故障，在實(shí)際處理中，可通過(guò)增加抗干擾部件，如，抗干擾接頭、抗干擾電容等，在機(jī)車電氣制動(dòng)系統(tǒng)中，形成抗干擾回路，從而防止相關(guān)制動(dòng)故障的發(fā)生。第二，不斷優(yōu)化制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。有針對(duì)性地對(duì)電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的硬件、軟件進(jìn)行優(yōu)化改造，避免各類制動(dòng)隱患的發(fā)生，不斷提升制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)健性。

3.3 制動(dòng)部件質(zhì)量問題故障處理

第一，及時(shí)進(jìn)行部件質(zhì)量診斷。可采用先進(jìn)的儀器，定期對(duì)機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的質(zhì)量情況進(jìn)行診斷，例如，運(yùn)用主管泄露檢測(cè)儀，對(duì)機(jī)車制動(dòng)主管是否泄露氣體進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。而針對(duì)LCD花屏、黑屏的產(chǎn)生懲罰性制動(dòng)的問題，可通過(guò)軟件升級(jí)的方式，進(jìn)行處理。第二，及時(shí)更換問題部件。對(duì)于存在質(zhì)量問題的制動(dòng)部件，應(yīng)盡快聯(lián)系機(jī)車制造廠家，予以更換，確保自動(dòng)系統(tǒng)所有部件處于零問題狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)故障問題不可小覷，在日常的機(jī)車使用中，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的日常維護(hù)，針對(duì)具體的故障問題，及時(shí)提出解決方案，并落到實(shí)處，確保制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]王俊勇，仝雷，王海平.HXD2電力機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2008（5）：8-14.

[2]王俊勇，楊美傳.大秦線2萬(wàn)t重載組合列車制動(dòng)計(jì)算分析[J].內(nèi)燃機(jī)車，2008（4）：5-7.

[3]王俊勇，殷世波，閆宏偉.HXD2主控機(jī)車制動(dòng)控制研究[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2009（5）：1-6.

[4]任廣慧，楊桂彬.HXD2B型機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)[J].內(nèi)燃機(jī)車，2010（11）：21-23.