淺析GMC16A 鋼軌打磨車典型故障

汪湧

（廈門軌道交通集團有限公司運營分公司，福建 廈門361012）

1 概述

廈門GMC16A 型鋼軌打磨車為中車北京二七機車有限公司生產第7 臺，其主要由液壓系統、打磨系統、走行系統等組成，至今已運用兩年多，平均每周兩個作業點，使用率較高。在其運用及檢修過程中，出現了一些故障值得分享與研究，本文將對典型故障案例進行總結。

2 故障案例

2.1 案例一：柴油機無法啟機

2.1.1 故障現象

A1 車主控時，鑰匙打至啟動位A1 車柴油機正常啟動，他車（A2）無法啟動；A2 車主控時，他車（A1）可正常啟動，A2 車鑰匙開關打至啟動位時，A2 車柴油機無法啟機并提示“蓄電池電壓超限”。

2.1.2 故障分析

首先應根據電路圖，使用萬用表分別對電路分段檢測，啟機電路通路均正常；再使用萬用表測量車下蓄電池組，測量電壓值24.8V（正常）；再測量司機室內蓄電池組，測量電壓為15V（正常不低于24V），可初步推斷是蓄電池虧電引起的無法啟機。GMC16A 型鋼軌打磨車單節車配備兩組蓄電池，車下一組170AH 的啟動蓄電池和司機室內一組20AH 工作蓄電池，正常使用下，兩組蓄電池并聯。

其次為整車提供24V 供電。僅在柴油機啟動瞬間，接觸器將兩組蓄電池分開，20AH 工作蓄電池用于給PLC 和柴油機ECM供電，170AH 的啟動蓄電池用于給柴油機馬達及其它設備供電。以下兩種情況：一是司機室內蓄電池（工作蓄電池）虧電，二是微機供電電路上存在壓降，均是造成無法滿足微機系統供電的原因，當微機報警時則程序設定斷電保護（發電機斷路器分閘線圈得電，QLIM1 跳閘）、停機保護，故而導致柴油機無法啟動。

2.1.3 故障處理

拆下A2 車司機室內蓄電池，檢查電解液，不足時添加電解液，使用充電機進行充電，充電至24V 以上。

2.1.4 故障控制

通過長時間運用發現司機室內工作用蓄電池組虧電反復發生，每次虧電后進行充電已是治標不治本。經過研究分析決定拆除20AH 工作用蓄電池及對應電氣元件、線路，并將PLC 供電穩壓電源更換為寬輸入（DC9V～DC36V）型號電源。隨著近幾年寬范圍電源模塊大量應用，已經可以通過應用該種電源解決柴油機啟動壓降過大導致的PLC 斷電問題，采用此方案不僅可以簡化控制線路，同時也減少了蓄電池的維護。

2.2 案例二：打磨電機角度偏轉異常（以1、3 號電機為例）

2.2.1 故障現象

打磨作業顯示屏選擇模式后，電機根據預設角度進行偏轉，顯示屏提示A2 打磨小車偏轉角度故障（圖1），下車查看確認1、3 號電機偏轉角度與顯示屏預設角度值誤差較大，未達到預設偏轉角度。

圖1 顯示屏故障提示

2.2.2 故障分析

2.2.2.1 庫內檢查發現1、3 號電機偏轉角度與預設角度存在偏差，轉換為車下控權操作，1、3 號電機本身偏轉動作正常，排除執行部件故障，初步判斷為控制部分故障。

圖2 角度傳感器圖示

圖3 角度傳感器

圖4 信號變送器

圖5 行車顯示界面

2.2.2.2 偏轉角度出現誤差初步判斷為角度傳感器故障，反饋給微機信號錯誤，偏轉角度為零度時測量1、3 號電機角度傳感器插頭“2/3”針腳（見圖2）的阻值為948Ω（正常阻值應為580±10Ω），判斷為角度傳感器故障。

2.2.2.3 角度傳感器是通過電機偏轉產生不同的電壓變化而改變自身電阻，監測電阻大小計算電機偏轉時產生的電壓值，再通過變流器反饋為微機顯示屏對應的角度值。角度傳感器上有個撥片，該撥片用于調整傳感器的阻值。此次故障即為撥片打滑，無法正常調節電阻。

2.2.3故障處理

2.2.3.1 更換新的角度傳感器。

2.2.3.2 校定角度傳感器阻值。偏移角度為零度時，調節角度傳感器阻值至580Ω，再通過氣控柜信號變送器（圖4）進行進行0 至-70 度角度標定。

2.2.3.3 啟機試驗，打磨小車各模式下，電機偏轉角度與微機顯示角度一致。

2.2.4 故障控制

2.2.4.1 將電機偏轉角度的確認作為普查項點，定期校準偏轉角度。

2.2.4.2 配備一定數量的角度傳感器及信號變送器作為備件。

圖6 行車PLC 供電電路圖

2.3 案例三：行車顯示屏數據丟失

2.3.1 故障現象

鋼軌打磨車啟機，發現行車顯示屏柴油機數據丟失，但操縱臺下方的柴油機轉速機械表有數據顯示（圖5）。

2.3.2 故障分析

2.3.2.1 由于柴油機轉速機械表有數據顯示，且SAE1939 線接線良好，可確認柴油機轉速正常，因此該故障為通訊傳輸故障（信號處理故障或電源故障）。

2.3.2.2 經排查負責行車通信的CPU 基本單元X20CP1586（圖6）及功能模塊集成供電正常，排除通信電源故障。

2.3.2.3 柴油機控制器模塊通訊由柴油機XCK50 針插頭（見圖7），經CPU 基本單元X20CP1586 及功能模塊集成的總線模塊擴展槽安裝X20IF2772 的CAN 通訊模塊（見圖8），數據經交換機最終顯示在行車控制PLC 顯示屏上。經排查CAN 通訊模塊X20IF2772 的數據傳輸顯示燈顯黃，表示IF 模塊BUS1 口斷開，經排查為DATA1+線接線松脫，復緊后，重新啟機故障未復現。

圖7 柴油機XCK50 針插頭

圖8 CPU X20CP1586及功能模塊集成

2.3.3 故障處理

重新緊固柴油機控制器模塊至CPU 功能模塊的信號線路DATA1+線。

2.3.4 故障控制

2.3.4.1 加強對于接線情況的檢查，防止虛接等不規范接線情況。

2.3.4.2 加強作業人員通訊模塊的培訓。

3 結論

本文主要介紹了GMC16A 型鋼軌打磨車一些典型故障案例，通過對這些故障案例進行總結分析，旨在提供借鑒，互相交流。相信在不斷的積累過程中，可以改善優化機車性能，提高機車的可靠性，使機車能夠安全、高效、可靠運行，從而提高地鐵運營的安全性。