淺談高速動車組制動力不足故障原理與處理方式

欒丕濤

摘要：本文針對動車組常報的制動力不足故障，具體分析了高速動車組制動力不足故障產生的原理，歸納了典型故障案例，總結了故障處理的切入點，形成完整的故障診斷體系，能快速確定制動力不足的故障點并處理故障，有助于提高試驗效率和故障處理效率。

關鍵詞：制動力不足;故障原理;處理方式

0 ?引言

高速動車組的制動系統是由電控空氣制動和電制動兩部分組成。制動形式分為常用制動和緊急制動等，均采用減速度控制模式，從制動指令的發出、傳送到基礎制動裝置進行制動的系統組成框圖如圖1所示。在制動工況的某一瞬間，制動單元能分別根據司機發出的常用制動、快速制動、緊急制動等具體制動指令計算出相應的空氣制動力與再生制動力之間的分配關系。再生制動和空氣制動的切換協調控制，當再生制動力施加完成后，若需要再補充空氣制動，制動控制裝置根據本車的載重和制動信號級別，計算出所需的空氣制動力，控制相應的空氣制動閥動作。

此外，牽引變流器還對電制動力的不足進行檢測。如檢測出電制動力不足時，則再生有效信號繼電器常開觸點斷開，向空氣制動轉移。在制動控制裝置側，速度在250km/h以上時，BCS2（制動控制低壓不足檢測開關）為OFF，或是速度在250km/h以下時，BCS1（制動控制高壓不足檢測開關）在滿足了OFF的條件時，UBTR（制動不足檢測用繼電器）其自身保持電路斷開失電，UV（緊急制動閥）失電，緊急制動動作，同時MON屏彈報“制動力不足”故障。

1 ?故障原理

1.1 制動力不足檢測構成

用于檢測各車輛的制動力不足的繼電器（UBR）在失電狀態時，檢測制動不足功能開始啟動。UBR 通過155R繼電器得電、常開觸點閉合而被加壓，如圖2所示：①70公里以下時，BV手柄5檔到緊急制動位時155R失電，UBR失電，制動力不足檢測回路構成;②70公里以上時，BV手柄7檔到緊急制動位時155R失電，UBR失電，制動力不足檢測回路構成。

1.2 制動力不足功能開啟

當UBR失電后（檢測構成），UBR常開觸點斷開（回路①），在回路③、④、⑤閉合情況下，UBTR（回路⑧）在圖3電路呈自保狀態，檢測制動力不足的功能開啟。

當速度達到250km/h以上時，將BCS2低壓開關變為OFF（回路④），或者當速度在250km/h以下時，將BCS1高壓開關變為OFF（回路③），與此同時，牽引變流器檢測到電制動力不足，UBCDR常開觸點斷開（回路⑤）時，UBTRTD延時繼電器失電，其常開觸點斷開，UBTR1、2失電。

此時檢測到制動力不足，并報出故障，UV緊急制動電磁閥失電，列車緊急制動，如圖4所示。

2 ?故障分析及處理方式

根據動車組試驗過程中上報的制動力不足問題導致的各類故障，此類故障涉及線路多，邏輯復雜，在排查過程中一旦無法精準找到切入點，則會影響生產效率，因此，梳理典型異常問題，總結出合理有效的排查方式。

2.1 試驗工況報制動力不足且緊急制動無法緩解

2.1.1 故障案例

司機室BV手柄置5-EB檔，車下切除BCU內壓力開關，車上動力車切除，模擬制動力不足故障，但操作緊急短路旋鈕紅點位，緊急制動不能緩解。

2.1.2 故障處理方式

2.1.2.1 確認UBTRTD外圍線。

①由于UBTRTD繼電器外置，測量電壓或導通時操作方便，且該繼電器得失電直接影響UBTR繼電器狀態，所以發生此類問題后，應首先判斷UBTRTD外圍線電氣線路出現問題的狀況。當UBTRTD不得電時，確認緊急短路旋鈕進出線加壓是否正常，若不正常，測旋鈕出線端與UBTRTD間配線是否導通;旋鈕進線端與空開間配線是否導通;若正常，司機室操作緊急復位，UBTRTD仍不得電，判斷UBRSR常開觸點至UBTRTD間配線導通異常，注意測量負線對地是否導通。

②當UBTRTD得電時，確認UBTR1、2繼電器是否得電及型號（觀察繼電器內部常開觸點是否吸合），若不得電，拔取繼電器，校UBTRTD與UBTR1間配線、UBTR1與UBTR2間配線導通情況，注意負線對地是否導通。

③涉及進控制繼電器盤配線，若出現進出線皆導通，子板線圈無異常、二極管未燒損時，注意檢查母板底座是否存在縮針、斷焊等情況。

2.1.2.2 確認UVR回路導通情況。

在2.1.2.1檢查完畢無異常后，拔取UBTR1，司機室操作緊急復位時測量常開觸點進線是否得電。

①若進線不得電，判斷UBRSR異常。

②若進線得電，測量觸點出線端到配電柜下部CN插導通情況;若導通，判斷UV電磁閥、UVR繼電器異常。

2.1.2.3 電磁閥、繼電器檢測方式。

電磁閥、繼電器檢測方式較多，根據生產常備工具，采用萬用表測量線圈阻值方式，線圈阻值常見為6-10kΩ，若測量阻值為0Ω或無窮大時，可判斷線圈是否損壞。

2.1.2.4 在異常排查過程中，不能忽視斷焊、縮針等情況，要仔細排查每處節點。

2.2 正常工況報制動力不足

2.2.1 故障描述

運行70km/h以上時，司機室BV手柄置7-EB檔，報制動力不足故障，緊急制動停車。

2.2.2 故障處理方式

2.2.2.1 確認UBTRTD是否異常。

操作緊急短路旋鈕紅點位，觀察配電盤信息中制動力不足故障是否消除，若消除且不復現，則查看UBTRTD電源線接線是否虛接;若仍報故障，參照2.1.2.1步驟，檢查UBTRTD外圍線路。

2.2.2.2 確認車下壓力開關是否正常。

①若UBTRTD無異常，測量250SAR2繼電器常閉觸點是否異常斷開，若不導通，更換控制繼電器盤子板，驗證故障取消;若導通，檢查車下BCU內壓力開關是否異常。

②測量車下BCU內低壓壓力開關（靜調無速度情況下高壓回路不導通）出線是否得電DC110V，若不導通，更換壓力開關后驗證故障是否取消。

2.2.2.3 確認調壓閥是否正常。

測量調壓閥壓力切換指令線是否得電，若得電，判斷中繼閥故障;若不得電，更換調壓閥，驗證故障取消。

2.2.2.4 閥類、繼電器檢測方式。

由于正常工況報此故障，測量觸點時切勿碰撞板卡，防止觸點黏連。本著快速處理原則，繼電器線圈直接測量阻值，調壓閥則從壓力切換指令線入手，判斷中繼閥或調壓閥出現異常。

2.2.2.5 此類異常發生后，要重點維護故障工況，進行上述節點的測試工作，避免斷電引起故障自復位問題，檢查閥類時要注意測量指令線電壓。

3 ?結語

本文以高速動車組為研究背景，以動車組制動系統的理論和在生產中的工作實踐經驗為基礎，對高速動車組的各類故障進行了詳細深入的研究分析，對典型異常問題進行梳理，明確故障處理切入點，然后解釋說明。

本文較成功的地方在于突破了前人局限于某一種動車組制動系統的研究，作者本著服務、指導生產的原則，綜合機械和電氣兩門學科的知識，設計最適合提高生產效率的故障處理方案，成功的將理論和實踐結合在一起，在本文編寫過程中，做到實事求是。

由于水平有限，只結合原理對故障進行分析，未擴展分析牽引、制動系統矢量調制策略組成，未對高低速時采用異步調制的方式進行研究。

參考文獻：

[1]馮曉云.電力牽引交流傳動及其控制系統[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2]劉建.動車組制動控制系統方案設計及仿真研究[D].西南交通大學碩士學位論文，2012，06.

[3]張開文.高速列車制動距離與減速度[J].鐵道機車車輛.1996，06.

[4]王嫻，陳林.城軌車輛制動控制方式的適用性分析[J].技術與市場，2014（05）.

[5]姜巖峰，曹宏發，王鵬飛，程宏明，安志鵬.和諧號動車組制動力動態分配模式[J].鐵道機車車輛，2011（05）.