李蘇文

摘 要：本文針對(duì)一起HXD3C型機(jī)車(chē)升弓裝置造成受電弓無(wú)法升弓的故障，結(jié)合升弓控制裝置結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分析，提出針對(duì)性措施，預(yù)防同類(lèi)故障的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：HXD3C型機(jī)車(chē)；升弓控制裝置；故障分析；措施建議

中圖分類(lèi)號(hào)：U264.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）07-0065-02

1 引言

HXD3C型機(jī)車(chē)是在HXD3型和HXD3B型機(jī)車(chē)基礎(chǔ)上研制的交流傳動(dòng)六軸7200kW干線客貨通運(yùn)電力機(jī)車(chē)。該型機(jī)車(chē)采用兩臺(tái)螺桿式空氣壓縮機(jī)作為系統(tǒng)風(fēng)源，為機(jī)車(chē)及車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)提供符合要求的干燥、潔凈的壓縮空氣，同時(shí)采用克諾爾公司的LP115型輔助壓縮機(jī)組作為輔助風(fēng)源，將其和升弓控制模塊、升弓風(fēng)缸及風(fēng)表相連，在風(fēng)壓不足時(shí)，由輔助壓縮機(jī)提供升弓所需的壓力。本文針對(duì)一起HXD3C型機(jī)車(chē)升弓控制裝置故障，結(jié)合故障現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)其產(chǎn)生的故障原因進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析，并通過(guò)機(jī)車(chē)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，提出針對(duì)性措施和建議。

2 事故概況

2016年12月9日南昌鐵路局向塘機(jī)務(wù)段HXD3C-0782機(jī)車(chē)擔(dān)當(dāng)定南至贛州區(qū)段的K5864次旅客列車(chē)牽引任務(wù)，列車(chē)編組8輛，總重452噸，計(jì)長(zhǎng)19.2，機(jī)車(chē)升弓閉合主斷高壓機(jī)能試驗(yàn)，泵風(fēng)至總風(fēng)缸壓力850kpa后降下受電弓，自動(dòng)控制手柄移至緊急位，車(chē)輛乘務(wù)員連接列車(chē)管、雙管供風(fēng)管并開(kāi)通折角塞門(mén)后，總風(fēng)缸快速向車(chē)輛供風(fēng)，7時(shí)31時(shí)21秒充分完畢，總風(fēng)缸壓力為485kpa，作業(yè)完畢后，7時(shí)39時(shí)34秒司機(jī)重新升弓，指出升弓指令后發(fā)現(xiàn)受電弓升起后自動(dòng)降下，應(yīng)急處理無(wú)效后，造成機(jī)車(chē)請(qǐng)求救援。

3 升弓裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

升弓控制裝置結(jié)構(gòu)圖1所示。

升弓控制裝置包括雙逆止閥（.04）、安全閥（.06）、壓力開(kāi)關(guān)（.02）、機(jī)械壓力表（.05）、過(guò)濾器（.03）、塞門(mén)（.13、.14）、縮堵（.11、.12）和測(cè)試接口（.09、.10），它和輔助壓縮機(jī)（U80），輔助壓縮機(jī)用干燥器（U82），干燥風(fēng)缸（U83）壓力開(kāi)關(guān)（U84），升弓風(fēng)缸（U76），以及升弓塞門(mén)（U98、U99）等部件共同工作。

（1）庫(kù)停后使用輔助壓縮機(jī)供風(fēng)升弓。具體通路如下：

輔助壓縮機(jī)（U80）→干燥器（U82）→雙逆止閥（.04）；

塞門(mén)（.13）→升弓風(fēng)缸（U76）；

過(guò)濾器（.03）→縮堵（.12）→升弓塞門(mén)（U99）→升弓塞門(mén)（U98）→閥板；

塞門(mén)（.14）→主斷路器。

機(jī)車(chē)停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，總風(fēng)壓力因泄露原因不足時(shí)，輔助壓縮機(jī)起動(dòng)，壓縮空氣通過(guò)干燥器（U82），進(jìn)入升弓模塊，通過(guò)雙逆止閥（.04）右側(cè)的逆止閥后壓縮空氣分為兩路，其中一路進(jìn)入升弓風(fēng)缸（U76），將壓縮空氣存儲(chǔ)起來(lái)，另一路通過(guò)過(guò)濾器（.03），又將壓縮空氣分為兩路，其中一路通過(guò)塞門(mén)（.14）為主斷路器提供風(fēng)源，另一路通過(guò)升弓塞門(mén)（U98、U99）進(jìn)入升弓閥板為受電弓提供風(fēng)源[1]。

機(jī)車(chē)升弓指令投入后，當(dāng)輔助風(fēng)缸壓力低于480kPa（壓力開(kāi)關(guān)U43.02 監(jiān)測(cè)）時(shí)，輔助壓縮機(jī)自動(dòng)投入工作；當(dāng)輔助風(fēng)缸壓力達(dá)到735kPa 時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)停止工作。如果通過(guò)按鈕手動(dòng)控制輔助壓縮機(jī)起動(dòng)，壓力開(kāi)關(guān)（.02、U84）將不再對(duì)壓縮機(jī)的起停進(jìn)行控制。

（2）正常運(yùn)行時(shí)的總風(fēng)缸供風(fēng)升弓。具體通路如下：

總風(fēng)缸→雙逆止閥（.04）；

塞門(mén)（.13）→升弓風(fēng)缸（U76）；

過(guò)濾器（.03）→縮堵（.12）→升弓塞門(mén)（U99）→升弓塞門(mén)（U98）→閥板；

塞門(mén)（.14）→主斷路器。

總風(fēng)缸的壓縮空氣直接進(jìn)入升弓模塊，通過(guò)雙逆止閥（.04）左側(cè)的逆止閥后壓縮空氣分為兩路，其中一路進(jìn)入升弓風(fēng)缸（U76），將壓縮空氣存儲(chǔ)起來(lái)，另一路通過(guò)過(guò)濾器（.03），又將壓縮空氣分為兩路，其中一路通過(guò)塞門(mén)（.14）為主斷路器提供風(fēng)源，另一路通過(guò)升弓塞門(mén)（U98、U99）進(jìn)入升弓閥板為受電弓提供風(fēng)源。

4 升弓裝置故障原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)故障描述，造成升弓風(fēng)缸壓力無(wú)法建立，輔助壓縮機(jī)持續(xù)工作的原因有：

（1）升弓風(fēng)缸（U76）排水閥泄露，造成壓力始終無(wú)法建立；（2）輔助壓縮機(jī)內(nèi)部電機(jī)或聯(lián)接器等故障，出口風(fēng)壓無(wú)法滿足升弓風(fēng)缸壓力的建立；（3）雙逆止閥（.04）故障，輔助壓縮機(jī)向總風(fēng)缸充風(fēng)，造成輔助壓縮機(jī)持續(xù)工作但升弓風(fēng)缸風(fēng)壓無(wú)明顯變化。

機(jī)車(chē)回段后對(duì)機(jī)車(chē)升弓回路的制動(dòng)管路外觀檢查無(wú)泄露點(diǎn)，將開(kāi)放升弓風(fēng)缸排水閥（U88）排空升弓風(fēng)缸后關(guān)閉，輔助壓縮機(jī)泵風(fēng)3分50秒，升弓風(fēng)缸壓力從0kpa正常上升至730kpa，靜置1分鐘后，泄露量低于20kpa，排除輔助壓縮機(jī)故障和升弓風(fēng)缸排水閥泄露的原因。

HXD3C型機(jī)車(chē)故障記錄中無(wú)總風(fēng)缸壓力值參數(shù)，可結(jié)合調(diào)取第三方數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)該故障進(jìn)行分析。中國(guó)機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）是中國(guó)鐵路總公司新建立的機(jī)務(wù)車(chē)載數(shù)據(jù)的集成、車(chē)地?zé)o線傳輸平臺(tái)，CMD系統(tǒng)通過(guò)RS485接口、以太網(wǎng)接口、MVB接口等采集機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）、機(jī)車(chē)車(chē)載安全防護(hù)系統(tǒng)（6A）、列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）、機(jī)車(chē)履歷數(shù)據(jù)及處理后的相關(guān)信息記錄，并確保事件分析時(shí)數(shù)據(jù)的同步性及一致性。檢修人員可通過(guò)調(diào)用各專(zhuān)業(yè)分析軟件接口實(shí)現(xiàn)詳細(xì)分析，進(jìn)入中國(guó)機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）地面應(yīng)用子系統(tǒng)軟件，調(diào)取機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）基本運(yùn)行信息，繪制總風(fēng)缸壓力曲線（圖2所示）發(fā)現(xiàn)輔助壓縮機(jī)工作（7時(shí)40分28秒）時(shí)總風(fēng)壓力明顯上升的跡象。

結(jié)合B01U43模塊結(jié)構(gòu)原理分析，判斷故障原因?yàn)殡p逆止閥（B01U43.04）犯卡，分解后發(fā)現(xiàn)止回閥內(nèi)部明顯存在大量油污雜質(zhì)（圖3所示）。雙逆止閥（B01U43.04）卡滯雖然是導(dǎo)致升弓風(fēng)缸壓力無(wú)法建立的起因，但是壓縮空氣環(huán)境污損才是造成逆止閥卡滯的根源。檢查該機(jī)車(chē)歷史檢修記錄，發(fā)現(xiàn)7月18日和9月20日該機(jī)車(chē)先后發(fā)生了兩起機(jī)車(chē)II端空氣干燥器不工作的故障。因此，分析認(rèn)為此次故障的根本性原因還是由于前期II端空氣干燥器故障造成總風(fēng)缸無(wú)法向制動(dòng)系統(tǒng)提供潔凈的風(fēng)源，雙逆止閥（B01U43.04）長(zhǎng)期在潮濕、多灰塵空氣環(huán)境工作，導(dǎo)致性能下降，當(dāng)雙管供風(fēng)開(kāi)通后，總風(fēng)壓力急劇下降，雙逆止閥（B01U43.04）卡滯在開(kāi)通位，造成輔助壓縮機(jī)向2×800L總風(fēng)缸充風(fēng)，升弓風(fēng)缸無(wú)法建立壓力以滿足受電弓正常升起[2]。

5 措施

盡管HXD3C型機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善，系統(tǒng)可靠性、安全性高，但其配件控制部分也較其他機(jī)型更為復(fù)雜，需要更精細(xì)地維護(hù)保養(yǎng)。

（1）發(fā)生空氣干燥器故障時(shí)，須定期對(duì)總風(fēng)缸進(jìn)行排水，如總風(fēng)缸存有油污時(shí)應(yīng)該對(duì)EPCU模塊濾芯進(jìn)行更換，對(duì)B01U43模塊進(jìn)行分解吹掃；（2）若運(yùn)行中出現(xiàn)輔助壓縮機(jī)風(fēng)壓無(wú)法上升等問(wèn)題，可通過(guò)敲擊雙逆止閥等應(yīng)急處理方式使用閥錐復(fù)位。（3）建議機(jī)車(chē)C3修及以上修程時(shí)更新EPCU電控制動(dòng)控制單元的總風(fēng)管、列車(chē)管、平均管及13號(hào)管過(guò)濾器濾芯，同時(shí)拆裝濾芯時(shí)，注意防護(hù)，以免異物、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入濾芯而堵塞模塊。（4）建議在升弓模塊前加裝總風(fēng)管簡(jiǎn)易干燥裝置，提高制動(dòng)系統(tǒng)工作環(huán)境，減少雜質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的不良影響。（5）針對(duì)HXD3C型機(jī)車(chē)分析軟件中機(jī)車(chē)各項(xiàng)數(shù)據(jù)匱乏，檢修人員可以結(jié)合6A系統(tǒng)、CMD系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)故障進(jìn)行分析，提高故障查找效率與準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]杜建波.HX_D3C型機(jī)車(chē)受電弓故障的查找和原因分析[J].鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2013（04）：113-116.

[2]杜建波.HxD3C型機(jī)車(chē)受電弓故障的查找和原因分析[J].鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2013（4）：113-116.