1、概述

HXN5機(jī)車(chē)是中國(guó)南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司與美國(guó)GE公司合作研發(fā)的大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē)，采用交流傳動(dòng)。機(jī)車(chē)具有良好的牽引、制動(dòng)的性能。機(jī)車(chē)的啟動(dòng)方式，與我們廠生產(chǎn)的DF系列機(jī)車(chē)不同。東風(fēng)系列機(jī)車(chē)啟動(dòng)是通過(guò)一個(gè)啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)柴油機(jī)起動(dòng)；而GE機(jī)車(chē)是通過(guò)給逆變器供直流電使其產(chǎn)生交流電驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)帶動(dòng)柴油機(jī)爆發(fā)啟動(dòng)。本文主要介紹柴油機(jī)啟動(dòng)過(guò)程及典型故障分析。

2、HXN5機(jī)車(chē)柴油機(jī)起動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)介

機(jī)車(chē)控制面板上的柴油機(jī)控制開(kāi)關(guān)（EC開(kāi)關(guān)）置于“啟機(jī)”位，按下起機(jī)按鈕，智能顯示器DS跳出啟機(jī)界面，起機(jī)警鈴響起，智能顯示器DS同時(shí)向集成輸入輸出控制板CIO發(fā)出接通滑油泵和燃油泵的指令。通過(guò)壓力傳感器感應(yīng)返回的數(shù)據(jù)來(lái)確認(rèn)管路里滑油和燃油是否達(dá)到起機(jī)要求。智能顯示器DS同時(shí)還通過(guò)CIO來(lái)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)CTS，選擇5位牽引電機(jī)還是6位牽引電機(jī)的逆變器，使?fàn)恳姍C(jī)的逆變器與主發(fā)電機(jī)的定子3相繞組連接，再通過(guò)CTS其他觸點(diǎn)接通主發(fā)勵(lì)磁線。主發(fā)電機(jī)3相定子繞組與主發(fā)勵(lì)磁繞組成串聯(lián)，主發(fā)電機(jī)變成交流啟動(dòng)電機(jī)。

智能顯示器DS確認(rèn)以上動(dòng)作完成后，發(fā)出指令閉合蓄電池正極接觸器，斷開(kāi)滑油泵。蓄電池正極接通后，智能顯示器DS向牽引電機(jī)控制器TMC發(fā)出指令，TMC再指示5位或6位的逆變器投入，把直流電轉(zhuǎn)變成交流電壓，所產(chǎn)生的電流施加在牽引電機(jī)的輸出繞組上，同時(shí)直流電流流進(jìn)主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。主發(fā)電機(jī)做為啟動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。智能顯示器DS通過(guò)柴油機(jī)控制單元提供的曲軸速度傳感器來(lái)獲取轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速到30轉(zhuǎn)時(shí)，智能顯示器DS要求CIO控制板閉合柴油機(jī)啟動(dòng)程序接觸器GSS，讓啟動(dòng)電路電流增加，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增加，達(dá)到柴油機(jī)能夠爆發(fā)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)柴油機(jī)爆發(fā)后，轉(zhuǎn)速達(dá)到200轉(zhuǎn)分后，ECU通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸給智能顯示器DS，智能顯示器DS就終止柴油機(jī)啟動(dòng)程序。

與柴油機(jī)起動(dòng)相關(guān)的控制系統(tǒng)如下圖（圖1）：

HXN5機(jī)車(chē)啟動(dòng)程序是復(fù)雜的。它是由ARCnet網(wǎng)絡(luò)，輔助回路和臨時(shí)構(gòu)建的啟動(dòng)主回路組成，任何一處的錯(cuò)誤都會(huì)使啟機(jī)失敗。

與柴油機(jī)起動(dòng)相關(guān)的牽引電路圖（圖2）

3、典型起機(jī)故障處理

3.1故障現(xiàn)象描述

HXN50298機(jī)車(chē)上電后，選擇了6位牽引電機(jī)的逆變器，按下起機(jī)按鈕，機(jī)車(chē)都無(wú)法正常起機(jī)。檢查顯示屏內(nèi)數(shù)據(jù)，機(jī)車(chē)滑油和燃油能夠建立并能達(dá)到起機(jī)要求，智能顯示器DS確認(rèn)以上動(dòng)作完成后，發(fā)出指令閉合蓄電池正極接觸器，起機(jī)次序按照指令完成，但主發(fā)電機(jī)左右晃了兩下就不動(dòng)了，柴油機(jī)不爆發(fā)，智能顯示器DS上發(fā)出故障信息，柴油機(jī)控制器檢測(cè)不到轉(zhuǎn)速。切換5位起機(jī)，結(jié)果一樣。

3.2故障處理步驟

首先，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)指令回路是否存在故障設(shè)備，指令是否傳達(dá)到接受設(shè)備上。檢查智能顯示器、輸入輸出控制面板CIO、柴油機(jī)控制器、牽引電機(jī)控制器狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)連接線狀態(tài)。如無(wú)異常，則進(jìn)行下一步操作。

第二，進(jìn)入起機(jī)操作，觀察控制器在啟動(dòng)順序上的工作狀態(tài)和控制器所控制的相應(yīng)接觸器的工作狀態(tài)。智能顯示器能控制輸入輸出控制板CIO；輸入輸出控制板CIO能控制蓄電池正極接觸器、滑油泵和燃油泵以及柴油機(jī)啟動(dòng)程序接觸器GSS；柴油機(jī)控制器能夠驅(qū)動(dòng)燃油回路以及反饋信息，未見(jiàn)異常。

第三，觀察牽引電機(jī)控制器5號(hào)板或6號(hào)板工作狀態(tài)，通過(guò)更換板卡，機(jī)車(chē)依然無(wú)法起機(jī)，排除控制器板卡故障。

第四，用鉗型電流表測(cè)量逆變器所產(chǎn)生的電流，在起機(jī)時(shí)序時(shí)能夠檢測(cè)到電流，證明逆變器工作正常。

第五，檢測(cè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)CTS臨時(shí)構(gòu)建的啟動(dòng)主回路是否存在異常。1、用萬(wàn)用表導(dǎo)通啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)CTS臨時(shí)構(gòu)建的啟動(dòng)主回路，確認(rèn)線路是否閉合正常。2、用鉗型電流表直接在主發(fā)電機(jī)輸出繞組端測(cè)量工作電流。因?yàn)榻涣麟姍C(jī)的主電流是通往定子的，每相回路都應(yīng)該有電流。以形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，用來(lái)確認(rèn)主發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。串聯(lián)運(yùn)行的轉(zhuǎn)子里是有電流的，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)也就是要靠這些電流產(chǎn)生力矩。這是因?yàn)樵谛D(zhuǎn)磁場(chǎng)中的導(dǎo)線會(huì)感應(yīng)出電流，而在磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線又受到力的作用，從而轉(zhuǎn)子就能轉(zhuǎn)起來(lái)。然后閉合柴油機(jī)啟動(dòng)程序接觸器GSS，讓啟動(dòng)電路電流增加，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩再增大，轉(zhuǎn)速更快。通過(guò)測(cè)量，與正常機(jī)車(chē)起機(jī)時(shí)序的電流進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)故障機(jī)車(chē)施加在主發(fā)電機(jī)輸出繞組端的電流某一相瞬間電流無(wú)。3、檢查主發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置狀態(tài)，并與正常機(jī)車(chē)進(jìn)行互換，仍然無(wú)法起機(jī)，排除主發(fā)保護(hù)裝置故障。4、鑒于起機(jī)時(shí)主發(fā)電機(jī)輕微擺動(dòng)，擔(dān)心機(jī)械卡死，故對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行盤(pán)車(chē)，柴油機(jī)能夠輕緩轉(zhuǎn)動(dòng)，證明機(jī)械裝置連接正常。

第六，經(jīng)過(guò)以上程序的判斷，懷疑主發(fā)電機(jī)故障電機(jī)引起的柴油機(jī)不爆發(fā)。由于主發(fā)電機(jī)廠家在車(chē)上只能檢測(cè)絕緣和繞組通斷，無(wú)法判別主發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障原因，故采取更換主發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障處理。更換主發(fā)電機(jī)后，恢復(fù)完重新起機(jī)，機(jī)車(chē)柴油機(jī)就正常啟動(dòng)了，證明以上分析是正確的。

4、結(jié)語(yǔ)

HXN5機(jī)車(chē)是一款具有先進(jìn)技術(shù)的機(jī)車(chē)，不能以以前的機(jī)車(chē)控制模式去查找故障。通過(guò)在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)機(jī)車(chē)控制方式和原理進(jìn)行研究和探討，為以后機(jī)車(chē)的保養(yǎng)和維修積累了經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后工作中快速排除故障打下基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介

徐守霞（1987—），女，甘肅會(huì)寧人，助理工程師。