中車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司 付恩莉 張 帥

本文就HXn5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)CA1電器柜C6修的檢修工藝難點(diǎn)進(jìn)行了剖析，并提出了相應(yīng)的解決方案。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)了CA1電器柜的C6修檢修能力，保證了整車(chē)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

1.概述

HXn5型大功率交流內(nèi)燃機(jī)車(chē)是戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司從美國(guó)通用電氣公司通過(guò)技術(shù)引進(jìn)而制造的新型干線內(nèi)燃機(jī)車(chē)（HXn5型大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē),南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司,2009），總共已生產(chǎn)600多臺(tái)，主要運(yùn)用在中國(guó)東北、西北地區(qū)。2008年第一臺(tái)HXn5機(jī)車(chē)試制成功，2009年開(kāi)始批量生產(chǎn)，截止2017年，前300臺(tái)HXn5型機(jī)車(chē)已進(jìn)入C6修程。

CA1電器柜是HXn5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)的電氣關(guān)鍵部件，涵蓋了人機(jī)控制及智能控制部分。為實(shí)現(xiàn)CA1電器柜的首次C6修，滿(mǎn)足C6修規(guī)程要求，現(xiàn)就CA1電器柜檢修工藝難點(diǎn)和解決方案進(jìn)行分析。

2.CA1電器柜簡(jiǎn)介

CA1電器柜安裝于機(jī)車(chē)司機(jī)室后部，柜內(nèi)安裝了機(jī)車(chē)的CIO輸入輸出控制單元、機(jī)車(chē)控制面板EC板和BC板、繼電器、二極管、電阻板、CPF電源控制濾波板、電流傳感器等元器件。CIO輸入輸出控制單元相當(dāng)于DF系列機(jī)車(chē)的微機(jī)柜，是機(jī)車(chē)的智能控制中心。EC板和BC板集中了機(jī)車(chē)控制回路上的大部分的斷路器、按鈕和萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，是機(jī)車(chē)司機(jī)運(yùn)用機(jī)車(chē)時(shí)的重要操作控制部件。圖1為CA1電器柜內(nèi)部元器件布置圖。

HXn5機(jī)車(chē)C6修是該型機(jī)車(chē)的第一次大修，以恢復(fù)機(jī)車(chē)的基本性能參數(shù)為目的，按照規(guī)程要求需要將電器柜及其內(nèi)部元器件均進(jìn)行解體檢修（HXn5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)檢修技術(shù)規(guī)程(C6驗(yàn)證修),中國(guó)中車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)有限公司,2017）。

3.檢修工藝難點(diǎn)

3.1 CA1是否下車(chē)檢修，檢修模式難以確定

由于HXn5型機(jī)車(chē)整車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，司機(jī)室模塊在C6修時(shí)不下車(chē)檢修。CA1電器柜位于司機(jī)室后部，通過(guò)柜體鋼結(jié)構(gòu)安裝底座與司機(jī)室底部橫梁的牢固焊接，固定在司機(jī)室內(nèi)。在電器柜背面緊挨著安裝了三項(xiàng)設(shè)備柜和衛(wèi)生間，電器柜的頂部則是司機(jī)室頂蓋。若要將CA1電器柜拆下，需先將三項(xiàng)設(shè)備柜和衛(wèi)生間割除，拆掉電器柜背部一塊擋板，再將電器柜安裝底座割除，司機(jī)室頂蓋割除后才能將電器柜移出司機(jī)室。

所以，CA1電器柜進(jìn)行C6修是否需要下車(chē)檢修，需綜合考慮司機(jī)室、整車(chē)的檢修方式、CA1電器柜的檢修技術(shù)要求以及電器柜的檢修工藝來(lái)確定，以最合理的方式進(jìn)行檢修。

3.2 CA1電器柜無(wú)檢修、試驗(yàn)工藝，且柜內(nèi)元器件與以往DF系列機(jī)車(chē)元器件檢修工藝均無(wú)法通用

CA1電器柜內(nèi)的元器件均無(wú)對(duì)應(yīng)的檢修工藝，且缺少斷路器、CPF控制電源濾波板等部分元器件的檢測(cè)參數(shù)，而HXn5機(jī)車(chē)元器件與以往DF系列機(jī)車(chē)的元器件型號(hào)規(guī)格均不一致，無(wú)法參照老的檢修工藝。CA1電器柜柜體、試驗(yàn)等也沒(méi)有相應(yīng)的檢修工藝。

3.3 CA1電器柜改造項(xiàng)目多，機(jī)車(chē)電氣原理圖修訂次數(shù)多

CA1電器柜集合了機(jī)車(chē)控制回路的大部分電氣元器件，在進(jìn)行機(jī)車(chē)的電氣改造時(shí)大多數(shù)的改造也集中在CA1電器柜中。從機(jī)車(chē)新造到機(jī)車(chē)C6修，近10年的時(shí)間里，為完善機(jī)車(chē)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了諸多的設(shè)計(jì)變更。如今機(jī)車(chē)進(jìn)入C6修修程，為了工藝的完整性，需將所有改造項(xiàng)目均納入工藝，但由于時(shí)間久，設(shè)計(jì)變更較多，需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行梳理。而HXn5機(jī)車(chē)的電氣原理圖仍是新造時(shí)候的版本，并沒(méi)有根據(jù)設(shè)計(jì)變更通知進(jìn)行相應(yīng)的修訂完善，致使C6修改造項(xiàng)目的進(jìn)行舉步維艱。

3.4 CA1電器柜原有線束過(guò)長(zhǎng)，線束布置雜亂、綁扎不規(guī)范，導(dǎo)致整柜外觀質(zhì)量差

在HXn5機(jī)車(chē)新造時(shí)，CA1電器柜線束是以GE公司轉(zhuǎn)讓的放線模板進(jìn)行制作的，但線束模板上的線束布置與電器柜元器件布置存在差異，特別是端子排和EC控制面板的線束與電器柜元器件布置是相反的，導(dǎo)致CA1柜內(nèi)線束布置后主線干線束扭曲、布線困難。同時(shí)，原有線束過(guò)長(zhǎng)、綁扎不規(guī)范，改造線束隨意走線、綁扎，導(dǎo)致整個(gè)電器柜內(nèi)部線束布置極不美觀、雜亂不堪。

3.5 加裝保留項(xiàng)目改動(dòng)量大、涉及面廣，現(xiàn)場(chǎng)操作困難

圖1 CA1內(nèi)部元器件布置圖

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)用，為了操作更舒適、方便，機(jī)車(chē)運(yùn)用更安全、可靠，機(jī)務(wù)段也在機(jī)車(chē)上加裝了一些保留項(xiàng)目，如機(jī)車(chē)操縱優(yōu)化系統(tǒng)、空壓機(jī)傳感器應(yīng)急裝置、電喇叭等。有的保留項(xiàng)目涉及線路不多，根據(jù)決議保留即可，但有的保留項(xiàng)目改造較大，特別是操縱優(yōu)化系統(tǒng)改造，加裝的元器件多、改造線路也多，且加裝電纜過(guò)長(zhǎng)、線路布置隨意、不規(guī)范。機(jī)務(wù)段提供的方案無(wú)法指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作，導(dǎo)致操作者在進(jìn)行該類(lèi)保留項(xiàng)目的接線時(shí)操作困難，且無(wú)試驗(yàn)方案，保證不了接線的正確性。

3.6 CA1電器柜主要線束CC1線束的原有線束放線模板已不適用，如需換線，無(wú)可用CC1線束放線模板

HXn5機(jī)車(chē)C6修檢修規(guī)程沒(méi)有更換機(jī)車(chē)小線的要求，但也有機(jī)務(wù)段提出在C6修時(shí)更換機(jī)車(chē)小線。若要對(duì)CA1電器柜進(jìn)行換線則存在以下難點(diǎn)：

（1）CA1電器柜的主要線束CC1線束放線模板經(jīng)過(guò)后50臺(tái)機(jī)車(chē)（601～650號(hào)）和HXN5雙司機(jī)室機(jī)車(chē)CA1電器柜線束制作過(guò)程的更改，已不適用于前600臺(tái)HXN5機(jī)車(chē)CA1電器柜的線束制作，模板需進(jìn)行更新，模板更新將帶來(lái)模板設(shè)計(jì)圖紙的修改、制作，線束測(cè)試程序的新編及測(cè)試線束的制作等。

（2）CC1線束約900多根線束，制作成1束，整把線束體積大、重量重，在車(chē)上進(jìn)行CA1電器柜的布線非常困難，而新造時(shí)該線束是通過(guò)天車(chē)吊運(yùn)至平躺在組裝工位上的電器柜再進(jìn)行線束布置及接線的。

4.解決方案

4.1 分析個(gè)中優(yōu)劣，確定電器柜檢修模式

4.1.1 CA1電器柜下車(chē)檢修工藝分析

若CA1電器柜下車(chē)檢修，可以利用機(jī)車(chē)新造時(shí)電器柜的組裝工裝，將電器柜置于組裝工裝上放倒進(jìn)行整柜的組裝、接線，并可采用DITMCO設(shè)備進(jìn)行整柜測(cè)試。使用DITMCO設(shè)備進(jìn)行電器柜試驗(yàn)，可實(shí)現(xiàn)接線測(cè)試覆蓋率達(dá)96%，很好的保證電器柜的接線正確率。但CA1電器柜下車(chē)檢修，需進(jìn)行大量的電焊、抽線及線束防護(hù)的工作，且存在燒損電纜、損壞電器柜鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。

另一方面，由于HXN5機(jī)車(chē)歷經(jīng)了多年的設(shè)計(jì)變更，尤其是在后50臺(tái)新造機(jī)車(chē)及雙司機(jī)新造機(jī)車(chē)后，電氣原理發(fā)生了非常大的變更，因此CA1電器柜的DITMCO測(cè)試程序需要重新進(jìn)行修訂?，F(xiàn)場(chǎng)查看CA1電器柜的測(cè)試線束由于長(zhǎng)時(shí)間不用測(cè)試連接器已生銹、部分測(cè)試電纜也已破損，需重新制作大部分的測(cè)試線束。

4.1.2 CA1電器柜車(chē)上檢修工藝分析

若CA1電器柜在車(chē)上檢修，能夠避免電焊帶來(lái)的電纜燒損、柜體損壞，抽線帶來(lái)的電纜破損等問(wèn)題，能夠很好的保證電器柜柜體和電纜完好。但是，在車(chē)上進(jìn)行檢修，工作區(qū)域只能在司機(jī)室，作業(yè)空間受限、操作不方便，且不能實(shí)現(xiàn)DITMCO試驗(yàn)。CA1電器柜車(chē)上與車(chē)下檢修的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。

經(jīng)過(guò)多次的方案討論，對(duì)比CA1電器柜車(chē)上檢修和下車(chē)檢修的優(yōu)劣，結(jié)合整車(chē)檢修方式、C6修規(guī)程技術(shù)要求及公司檢修現(xiàn)狀，最終確定CA1電器柜檢修模式為車(chē)上檢修，即電器柜鋼結(jié)構(gòu)、柜內(nèi)線束、端子排車(chē)上檢修，內(nèi)部元器件下車(chē)檢修，最后在車(chē)上進(jìn)行組裝、試驗(yàn)的檢修方式。同時(shí)，制定CA1車(chē)上試驗(yàn)方案，即在組裝完成后根據(jù)CA1電器柜校線表進(jìn)行試驗(yàn)，保證了電器柜接線的正確、可靠性。

表1 CA1電器柜車(chē)上與車(chē)下檢修優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

4.2 根據(jù)C6修規(guī)程要求和技術(shù)條件，制定CA1電器柜及其內(nèi)部元器件檢修工藝

分析C6修規(guī)程，識(shí)別出更新的和檢修的元器件。CA1要求更新的元器件為繼電器、閘刀開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、鈕子開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、傳感器、線圈模塊、二極管及部分?jǐn)嗦菲?。為保證元器件檢修質(zhì)量，聯(lián)系設(shè)計(jì)師制定了斷路器、CPF控制電源濾波板的檢修技術(shù)條件，并將技術(shù)要求明確在檢修工藝中，如斷路器檢修需進(jìn)行脫扣性能和絕緣性能試驗(yàn)，CPF控制電源濾波板檢修需進(jìn)行電容容量測(cè)試和絕緣性能測(cè)試。

最終，制定了8份CA1電器柜及其內(nèi)部元器件的檢修工藝文件。其中，在CA1電器柜檢修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中包含了柜體檢修、線束、端子排、銅排、風(fēng)道百葉、CMU等部件的檢修工藝，保證了CA1電器柜檢修工藝的完整性。

4.3 梳理CA1電器柜涉及所有改造項(xiàng)目，固化改造工藝方案

梳理HXn5機(jī)車(chē)新造的改造技術(shù)通知和機(jī)車(chē)兩年檢、C4修、C5修的改造技術(shù)通知，將涉及到CA1電器柜的改造項(xiàng)目全部與設(shè)計(jì)師進(jìn)行核實(shí)，確定適用于C6修機(jī)車(chē)的改造方案，最終確定的改造項(xiàng)目見(jiàn)表2。制定各改造項(xiàng)目的工藝方案，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證無(wú)誤后，固化到工藝文件中。

同時(shí)，督促設(shè)計(jì)將所有改造項(xiàng)點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)檢修試驗(yàn)反饋的設(shè)計(jì)問(wèn)題點(diǎn)，一并完善至電氣原理圖，保證了HXn5機(jī)車(chē)C6修機(jī)車(chē)實(shí)物與電氣原理圖的一致性，為后續(xù)C6修機(jī)車(chē)的批量修奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

表2 CA1電器柜改造項(xiàng)目清單

4.4 制定CA1電器柜線路規(guī)范方案，現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)施，固化工藝方案

根據(jù)CA1電器柜元器件布置圖和柜內(nèi)線束走向，將電器柜柜內(nèi)線束分為EC/CB板區(qū)域線束、電阻/二極管區(qū)域線束、蓄電池閘刀區(qū)域線束、CIO區(qū)域線束、6A主機(jī)區(qū)域線束、主線桿線束、14個(gè)C1連接器線束、繼電器區(qū)域線束及端子排區(qū)域線束，分別制定每個(gè)區(qū)域的線束規(guī)范工藝方案。現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，并指導(dǎo)工藝方案的實(shí)施，最終達(dá)到線束綁扎牢固、整齊，橫平豎直，外型美觀，與柜體無(wú)接磨的工藝要求（TB/T 1508-2016機(jī)車(chē)電氣屏柜,國(guó)家鐵路局,2016）。

4.5 分析保留件加裝方案，制定廠內(nèi)加裝、試驗(yàn)工藝方案

研究分析機(jī)務(wù)段提供的操縱優(yōu)化系統(tǒng)改造方案，梳理CA1電器柜涉及的加裝元器件、改造線束、增加線束、刪除線束等項(xiàng)點(diǎn)，制定了工藝改造、線路規(guī)范方案?，F(xiàn)場(chǎng)跟蹤改造方案的執(zhí)行，指導(dǎo)操作者將改造線束與機(jī)車(chē)原有線束一并進(jìn)行線路規(guī)范，達(dá)到工藝要求。

同時(shí)，制定操縱優(yōu)化系統(tǒng)改造項(xiàng)目試驗(yàn)方案，操作者接線完成后根據(jù)校線表進(jìn)行試驗(yàn)，保證改造方案接線的正確性。

4.6 制定CA1電器柜換線工藝方案，重新修訂CC1線束模板設(shè)計(jì)圖

結(jié)合公司現(xiàn)有工藝裝備及線路規(guī)范要求，綜合考慮換線存在的難點(diǎn)，制定HXN5型機(jī)車(chē)CA1電器柜換線工藝方案。重新修訂CC1線束放線模板設(shè)計(jì)圖，根據(jù)修訂的模板設(shè)計(jì)圖重新制作CC1放線模板。新修訂的CC1線束放線模板設(shè)計(jì)圖布置與CA1電器柜元器件布置相符，解決了CA1電器柜內(nèi)主線干線束扭曲、存在過(guò)長(zhǎng)線束、端子排布線混亂等現(xiàn)象，保證了線束的合理、正確性，從而保證了整柜布線的美觀性。

其中，為解決在車(chē)上布置整把CC1線束困難的問(wèn)題，制定了兩種放線方案，即將CC1線束分成3束或4束線束進(jìn)行放線。方案中每把線束均單獨(dú)綁扎，經(jīng)過(guò)Dynalab測(cè)試合格后，按照布線先后順序?qū)装丫€束分別布置在電器柜上。具體采用哪一種放線方案可在實(shí)際操作中合理取舍。由此，即使有特殊原因需更換機(jī)車(chē)小線，CA1電器柜的換線也有了解決辦法。

5.結(jié)語(yǔ)

HXn5型機(jī)車(chē)CA1電器柜檢修工藝難點(diǎn)的解決、檢修工藝方案的制定以及后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)的跟蹤實(shí)施，意味著公司已具備CA1電器柜C6修的檢修能力，保證了HXN5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)C6修項(xiàng)目的順利進(jìn)行，也為后續(xù)600多臺(tái)HXN5型機(jī)車(chē)C6修奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。