HXD1 型神華號交流電力機車列車管壓力控制原理及常見故障分析

程 龍

（國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司 機輛分公司，河北 肅寧 062350）

HXD1型神華號交流電力機車采用DK-2制動系統(tǒng)。制動機采用微機控制、網(wǎng)絡(luò)通訊、空電聯(lián)合等技術(shù)，實現(xiàn)制動機的自動制動和機車單獨制動控制、斷鉤保護(hù)、流量檢測、多機重聯(lián)、與監(jiān)控裝置配合、故障診斷及記錄、安全導(dǎo)向等功能。均衡風(fēng)缸壓力控制采用EP 閉環(huán)模擬控制模式，正常情況下采用高速電磁閥、壓力傳感器以及PWM 脈寬調(diào)制方式實現(xiàn)對壓力精確控制。列車管的充氣與排氣由中繼閥根據(jù)均衡風(fēng)缸壓力與過充風(fēng)缸壓力控制，中繼閥能保證列車管壓力在均衡風(fēng)缸壓力±10kPa 范圍內(nèi)。

1 DK-2 制動系統(tǒng)工作原理

制動控制單元BCU 通過接收制動控制器閘位信號，發(fā)出均衡風(fēng)缸目標(biāo)值指令，比較目標(biāo)值與壓力傳感器反饋的均衡風(fēng)缸實時壓力值，通過對進(jìn)、排氣高速電磁閥的PWM 控制，達(dá)到精確控制均衡風(fēng)缸壓力的目的，中繼閥根據(jù)均衡風(fēng)缸的壓力變化來控制列車管的壓力變化，從而完成列車的制動、保壓和緩解。

根據(jù)列車管壓力的變化，通過預(yù)控風(fēng)缸閉環(huán)控制，實現(xiàn)電子分配閥和空氣分配閥切換，緊急制動旁路冗余等功能，輸出制動缸壓力 （如圖1）。[1]

圖1

2 列車管壓力控制原理

2.1 大閘運轉(zhuǎn)位，小閘運轉(zhuǎn)位

該位置是列車運用中大閘手把常放位置，是向全列車初充風(fēng)、再充風(fēng)緩解列車制動以及列車正常運用所采用的位置。

2.2 大閘過充位，小閘運轉(zhuǎn)位

該位置是在初充風(fēng)或再充風(fēng)時，為迅速向列車管充氣，促使車輛全部緩解時所采用的位置。和運轉(zhuǎn)位作用基本相同，能使列車管獲得過充壓力，以達(dá)到加速列車管充氣速度的目的，同時車輛快速緩解，而機車仍處制動后保壓的工作位置。

2.3 大閘制動位，小閘運轉(zhuǎn)位

該位置是操縱列車常用制動的工作位置。大閘手把在該位置停留時間的長短，控制著列車管從最小常用制動減壓量到最大常用制動減壓量間的各種不同常用制動減壓量，它與大閘中立位配合使用可使列車管實現(xiàn)階段常用減壓，實現(xiàn)列車的常用制動。

2.4 大閘中立位，小閘運轉(zhuǎn)位

中立位是操縱列車常用制動前的準(zhǔn)備和常用制動后的保壓的工作位置。

2.5 大閘重聯(lián)位，小閘運轉(zhuǎn)位

該位置是重聯(lián)機車的運行位，也是換端操作時鑰匙取出位及非操縱端使用的位置，同時重聯(lián)位還具有制動機開機解鎖、緊急制動解鎖和懲罰制動解鎖功能。制動機正常運用時，若將操縱端大閘置于重聯(lián)位，均衡風(fēng)缸保壓。

2.6 大閘緊急位，小閘運轉(zhuǎn)位

該位置是列車運用中緊急停車所使用的位置，列車管快速排風(fēng)，實現(xiàn)機車最大減壓量緊急停車。[2]

3 DK-2 制動系統(tǒng)常見故障分析

3.1 列車管不緩解故障

3.1.1 大閘運轉(zhuǎn)位，均衡風(fēng)缸充風(fēng)正常，列車管不充風(fēng)

1.中立電空閥253YV 卡滯在得電位，導(dǎo)致總風(fēng)遮斷閥181 切斷了總風(fēng)通過中繼閥向列車管的充風(fēng)通路。處理措施：更換中立電空閥253YV。

2.遮斷電空閥255YV 卡滯在得電位，導(dǎo)致列車管遮斷閥182 遮斷了中繼閥向列車管的充風(fēng)通路。處理措施：更換遮斷電空閥255YV。

3.總風(fēng)遮斷閥181 卡滯或列車管遮斷閥182 卡滯，總風(fēng)遮斷閥181 卡滯導(dǎo)致總風(fēng)不能向中繼閥充風(fēng)，列車管遮斷閥182 卡滯導(dǎo)致中繼閥不能向列車管充風(fēng)。某故障機車制動顯示屏顯示A07 故障，緊急制動后大閘運轉(zhuǎn)位，均缸壓力上升，列車管不上升，通過BCU數(shù)據(jù)分析為列車管遮斷閥182 卡滯。處理措施：更換列車管遮斷閥182 后庫內(nèi)試驗正常。

4.中繼閥充風(fēng)閥口卡滯開啟不良或排風(fēng)口關(guān)不嚴(yán)排風(fēng)不止，導(dǎo)致列車管不能充風(fēng)。處理措施：更換中繼閥。

5.緊急電空閥264YV 或265YV 竄風(fēng)或卡滯，導(dǎo)致相應(yīng)電動放風(fēng)閥排風(fēng)，列車管排風(fēng)建立不起壓力。某故障機車B 節(jié)列車管只能充到180Kpa 后起緊急，通過BCU 數(shù)據(jù)分析，更換B 節(jié)緊急閥，緊急電空閥264YV、265YV，庫內(nèi)試驗良好。

6.電動防風(fēng)閥94 或98 泄露，列車管排風(fēng)建立不起壓力。處理措施：更換電動防風(fēng)閥94 或98。

3.1.2 大閘運轉(zhuǎn)位，均衡風(fēng)缸、列車管均無壓力

1.緩解高速電磁閥258YV 卡滯在失電位，導(dǎo)致總風(fēng)不能向均衡風(fēng)缸充風(fēng)。處理措施：更換緩解高速電磁閥258YV。

2.保護(hù)電空閥263YV 卡滯在失電位或線圈斷路，導(dǎo)致均衡風(fēng)缸通過263YV 排風(fēng)口排風(fēng)。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

3.緊急閥傳遞桿卡滯，造成緊急閥微動開關(guān)不能復(fù)位，緊急閥一直輸出緊急信號。在有緊急信號的情況下，均衡風(fēng)缸、列車管排風(fēng)。處理措施：更換緊急閥。

4.制動控制器無法正確輸出運轉(zhuǎn)位信號到BCU，BCU 接收不到運轉(zhuǎn)位信號，不會發(fā)出均衡風(fēng)缸、列車管充風(fēng)的指令。處理措施：更換制動控制器。

5.BCU 后部插頭對應(yīng)大閘運轉(zhuǎn)位點位的插針縮針，導(dǎo)致BCU 無法識別大閘運轉(zhuǎn)位狀態(tài)。處理措施：對縮針點位重新進(jìn)行裝配，保證安裝良好。

3.2 列車管減壓慢故障

大閘放制動位，均衡壓力和列車管壓力減壓慢或不減壓。

1.緩解高速電磁閥258YV 卡滯在得電位或竄風(fēng)，導(dǎo)致總風(fēng)始終向均衡風(fēng)缸充風(fēng)，列車管始終在補風(fēng)而減壓慢。處理措施：更換緩解高速電磁閥258YV。

2.制動高速電磁閥257YV 卡滯在失電位或排風(fēng)縮堵堵塞，導(dǎo)致均衡風(fēng)缸不能排風(fēng)或排風(fēng)慢。處理措施：更換制動高速電磁閥257YV 或排風(fēng)縮堵。

3.重聯(lián)電空閥259YV 卡滯或竄風(fēng)，導(dǎo)致列車管和均衡風(fēng)缸溝通，列車管減壓慢。處理措施：更換重聯(lián)電空閥259YV。

4.中繼閥總風(fēng)閥口關(guān)閉不嚴(yán)，在列車管排風(fēng)時，總風(fēng)始終向列車管補風(fēng)，導(dǎo)致列車管減壓慢。處理措施：更換中繼閥。

3.3 列車管自動減壓故障

3.3.1 大小閘運轉(zhuǎn)位，均衡減壓到0，列車管跟隨減壓到100kpa 以下

1.保護(hù)電空閥263YV 線圈開路，均衡風(fēng)缸通過263YV 排風(fēng)口排風(fēng)，均衡風(fēng)缸、列車管減壓。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

2.BCU 輸出板無法輸出保護(hù)電空閥263YV 得電信號，使得保護(hù)電空閥263YV 處于失電狀態(tài)。處理措施：更換保護(hù)電空閥263YV。

3.3.2 大小閘運轉(zhuǎn)位，均衡、列車管自動減壓，數(shù)據(jù)丟失，報總線故障

1.BCU 控制板PC104 核心板故障，無法正常啟動。處理措施：更換BCU 控制板。

2.BCU 電源板故障，使控制板掉電，無法正常啟動。處理措施：更換BCU 電源板。

4 結(jié)語

HXD1 型神華號交流電力機車作為朔黃鐵路運輸中主要的機車類型，其制動系統(tǒng)質(zhì)量的穩(wěn)定關(guān)系到鐵路運輸?shù)陌踩熊嚬艿膲毫刂朴株P(guān)系到列車的制動與緩解，可謂重中之重。本文主要針對DK-2 制動系統(tǒng)列車管壓力控制原理，從小閘運轉(zhuǎn)位，大閘在各位置時列車管的壓力變化來闡明對列車管壓力控制的氣路原理。并重點分析了列車管不緩解、減壓慢等常見故障。根據(jù)故障現(xiàn)象，通過BCU 數(shù)據(jù)分析、外觀檢查和動作試驗來判斷查找故障點，并采取針對性處理措施。制動系統(tǒng)的故障往往是動態(tài)的，各閥類部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又無法直觀的進(jìn)行檢查，這就需要結(jié)合BCU 數(shù)據(jù)分析和電氣動作原理來分析判斷故障點。總結(jié)DK-2 制動系統(tǒng)運用中的常見故障原因及處理方案，便于在運用中準(zhǔn)確找到故障原因并解決問題，希望能為朔黃鐵路的安全高效運輸提供一些幫助。