CRH6A型動車組保持制動功能及故障案例淺析

馬濤

摘 要：為適應我國城際鐵路運輸需求而新研發的城際型動車組，CRH6A型動車組融合了我國現有動車組各項優勢，并結合運行工況加裝配備了部分自主研發的特有功能。本文就CRH6A型動車組保持制動功能及故障案例進行淺析。

關鍵詞：CRH6A型動車組；城際鐵路；保持制動；故障案例。

隨著我國高速鐵路的發展，同時為滿足快速增長的客運需求，優化拓展區域發展空間，在“四縱四橫”高鐵網絡的基礎上，增加客流支撐、標準適宜、發展需要的高速鐵路，形成以“八縱八橫”主通道為骨架，區域連接線銜接、城際鐵路補充的高速鐵路網。實現以省會城市為中心的交通經濟圈。因地制宜，研制特有動車組、修建專線，科學確定建設標準，建設專門服務于相鄰城市或城市群之間的旅客運輸專線鐵路，

相對于各地間城際鐵路運行工況差異，針對差異點對城際鐵路專門研發的城際型動車組進行了針對性的優化、改良，具備運能大、起停速度快、乘降速度快、安全節能等特點。為此設計了輕量化大載荷的車體，大軸重的高速轉向架，適應快起快停運營特點的大扭矩大功率的牽引及輔助系統，滿足坡道運行起停的制動系統等等。

保持制動功能就是CRH6A型城際動車組制動系統針對坡道起停而研制的全新功能。并且在運營中起到重要的作用，保證了列車平穩運行。

1.保持制動設計邏輯

1.1保持制動的設計理念

CRH6A 型動車組為防止列車停在坡道上出現溜車現象，設計有保持制動功能，當列車停穩后自動施加，保持制動制動力為常用制動 4 級的制動力。

1.2保持制動施加及緩解邏輯

（1）保持制動施加邏輯：

各車 BCU 檢測到網絡系統下發的 01 車或 00 車速度低于 3km/h，且處于制動工況時自動施加保持制動。

（2）保持制動緩解邏輯：

滿足以下任意一條，即可緩解保持制動：

①操作司機配電盤內【保持制動切除】旋鈕至紅點位。

②任意一個牽引變流器檢測到車輛施加牽引指令（ 9、 11 號線得電）且速度大于 2km/h。

③各車 BCU 檢測到網絡系統下發的 01 車與 00 車速度均大于 3km/h，在牽引工況下，制動控制裝置BCU 緩解保持制動。

（3）故障檢測邏輯

各車制動控制裝置BCU 在緩解保持制動后的 3 秒內若未收到網絡系統發來的緩解保持制動指令，上傳 MON 屏報出“保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）”。

2.典型故障案例

2.1故障詳情

2018 年 3 月2 日，配屬鄭州局鄭州動車所 CRH6A-0429 列新造動車組擔當 0026 次（即墨-鄭州）交路， 00 車主控。 12：17 分即墨站發車時， P1 級牽引時列車無速度，全列保持制動無法緩解； P10 級牽引動車后全列報保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）。將【保持制動切除】旋鈕旋至紅點位，隔離保持制動后維持運行。

2.2故障處理

2018 年 3 月 2 日， CRH6A-0429 列動車組入鄭州動車所， 檢查情況如下：

（1）查看檢修模式下故障記錄， 全列同時報“ 保持制動指令（ HB）異常” ， 無其余相關故障記錄。

（2）下載 00 車 DRWTD 數據分析：在司機施加 P1 級牽引 期間電機電流反饋值正常， 列車速度為 0km/h時，全列 制動壓力始終為 B4 級制動壓力，保持制動未緩解。司機將牽引手柄歸零，網絡開始施加制動，直至司機施加 B7級制動并保持。當司機再次施加 P1級牽引，期間電機電流反饋值正常，列車速度為 0km/h時，全列 制動壓力始終為 B4 級制動壓力，保持制動未緩解。司機將牽引手柄歸零。司機再次施加牽引，逐漸至 P10 級后保持，列車速度為 4 km/h后， 全列 BC 壓力開始緩解，并全列報保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）。

（3）下載 00 車 BCU 故障記錄，記錄 1 條“手動 HB緩解指令異常” 故障。

分析 00 車 BCU 數據發現，在-3s 時刻前為保持制動施加狀態， BCU 未接收到車輛的保持制動切除信號和網絡下發的保持制動緩解指令，且車輛一直處于牽引狀態。 當 BCU 同時接收到“ 1 號車 3km/h 以上信號”和“ 8 號車 3km/h 以上信號”時，將保持制動強制緩解，并記錄“保持制動指令（ HB）異常”故障。

2.3原因分析

P1 檔時啟動牽引力為 80 kN，保持制動力約為 198.7kN，P1 牽引力無法克服保持制動力，列車速度始終為 0 km/h，不滿足“保持制動緩解”指令發出的邏輯，因此 P1 檔不能緩解保持制動。P2 檔時啟動牽引力為 296kN，車速 2km/h 時牽引力約為 224kN，此時考慮列車啟動阻力 19kN 和保持制動力 198.7kN，合計阻力為 217.7kN，與牽引力 P2 檔 2km/h 時的牽引力基本相當，因此 P2 檔牽引力不足以將車速加速至 2km/h 以上，不滿足“保持制動緩解”指令發出的邏輯，因此 P2 檔不能緩解保持制動。

2.4故障結論

0429 列牽引變流器供應商為永電捷通，首次在 CRH6A 型動車組裝車，而且僅裝車 1 列。根據數據分析情況，初步分析為 P1 檔時，牽引力無法克服保持制動力，列車速度始終為 0，不滿足“保持制動緩解”指令發出的邏輯導致保持制動無法緩解。

核查牽引變流器軟件內部邏輯，發現牽引變流器發送“保持制動緩解指令”邏輯中使用的速度信號為矢量，00車主控時速度為負值，始終小于正2km/h，不滿足“保持制動緩解”指令發出的邏輯導致保持制動無法緩解。

3.關于保持制動功能的完善建議

保持制動功能作為列車運行的關鍵輔助功能，不僅要保證列車的平穩運行，更要遵循安全導向的設計理念，通過故障案例，發現存在的缺陷和漏洞，及時作出優化，完善功能，消除安全隱患，提出以下幾點完善建議：

（1）完善牽引變流器（CI）軟件內部邏輯，將保持制動施加和緩解的條件由網絡進行判斷，從而控制保持制動施加和緩解。

（2）完善制動系統安全環路，保證在該功能出現突發故障時不影響行車安全。