客车轴温报警器报警的主要原因及对策

2016-11-10谢新民

铁道运营技术 2016年4期

关键词：轴箱客车轴承

谢新民

（南宁铁路局南宁车辆段，工程师，广西　南宁　530001）

客车轴温报警器报警的主要原因及对策

谢新民

（南宁铁路局南宁车辆段，工程师，广西南宁530001）

本文经过认真调研和分析，判断引起客车轴温报警装置在运用过程中报警的主要原因，与车辆轮对轴承、轴报器质量和运转热等因素有关，据此，提出了基于轴温报警故障曲线比对方式的轴温报警机制和红外检测与TCDS报警比对监控装置设计方案等一系列对策，以有效避免客车运行途中因轴温故障构成行车事故，从而保障旅客列车运行安全。

轴报器；报警；红外检测；监控装置

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.009

客车轴温报警系统主要包含客车轴温报警器（简称轴报器，由单片计算机控制器、液晶显示器、直流开关电源、调制解调器组成）、传输线路及装配在轮对上的温度探头组成。在列车运行过程中，客车轴温报警器对旅客列车安全运行起着重要作用。一旦因轴温报警甩车就会构成事故。2015年8月16日，由南宁开往合肥的K1562次列车运行途中，轴报器报警，经检查发现组中YZ25G349258第8位轴箱温度过高，后该列车在柳州站甩车，构成一般铁路D21事故。为此，需对轴报器报警的原因进行分析并制定对策，以保障列车运行安全。

1　主要原因

1.1轴承质量正常情况下，客车运行时，轴瓦与轴相互摩擦所产生的热量是通过传导、对流和辐射传到轴箱散入大气，因此，车辆起始运行时，轴承温度上升，运行一段时间后，摩擦产生的热量与散入大气的热量达到了平衡，温度基本保持不变。但是，在轮对组装过程中，因滚动轴承本身存在的质量缺陷，表面探伤过程中未识别出来；或者轴箱组装工艺不达标，造成轴承内圈、外圈、滚子、滚道等部位在轮对转动过程中磨损，还有受轮径差影响造成轮对横向位移时，轮对带动轴承内圈和活动挡圈产生位移。上述情况易使客车在运行途中轴箱内部配件磨损破碎，部分破碎残片受热后与滚子及轴承外圈粘连，油脂中夹杂残块，轴承内部发生非正常摩擦及卡滞，摩擦产生的热量远远大于散入大气的热量，轴箱内温度逐渐上升。当轴箱温度达到报警限度时，引起客车轴报器报警。

1.2轴报器自身质量早期装配客车上的轴报器是KZS/M—1型，制造时存在质量缺陷，轴报器靠模拟传感器传输信号，受引线阻抗、电源纹波、空间电磁场等因素影响，抗干扰能力差，电压非正常剧减时，瞬间造成轴报器接收到一个错误的高温参数，因KZS/M—1型轴报器无法过滤瞬间异常参数，引起轴报器误报警。

1.3传输线路及传感探头故障传输线路大部分布局在车体外部，传感探头装配在轴箱上，工作条件恶劣，风吹雨淋，同时受排水导管废水等影响，当探头装配密封不好或分线盒进水和杂质、传感器线磨破时，会因传输线路绝缘不良，使客车在运行过程中轴报器误判有某个轴位温度比实际温度高，输出错误轴位温度信息，造成轴报器误报警。

1.4运转热一般情况下客车运行时，滚动轴承轴箱顶部温度比外温高15～30℃，如果轴温高于外温加40℃以上，属于不正常现象，在厂、段修后第一次装车的新轮运行过程中，不定期出现轴温长时间较高，但不发生变化或者轴温升高又下降且轴温不超过外温加40℃，此类情况下发生轴报器报警的原因是运转热所致；而造成运转热的主要因素是轮对在组装过程中，轮对、轴箱的组装工艺不合理，造成轴箱内部的轴承内圈、外圈、滚子、滚道等部位在轮对转动过程中有轻微摩擦，轮对短暂的温升过高，形成运转热，但是随着轮对的不断转动，摩擦逐渐减少影响，摩擦产生的热量逐步与轴箱散到大气中的热量均衡，轮对轴箱温度趋于正常。

2　对策

2.1构建热轴故障比对曲线客车轴报器报警的情况主要是四种，只有轴承出现问题的情况下才会构成行车事故，实际情况下，TCDS值班监控人员会根据轴温报警数据来判断报警类型，存在一定的误差，可在TCDS监控的计算机上，增加一个轴温报警时曲线类型，如图1所示。

图1　轴温报警典型温度变化曲线图

要求TCDS值班监控人员根据轴温报警曲线进行区分报警的实际情况，比照对比后确认是否属于轴承问题报警。从图2中可以看出，轴温报警典型模式通常由四种情况组成。在当前列车轴温报警信息进行分类，以确定轴温报警是由于误报警引起还是轴承质量问题导致的真实报警。其原理为：根据图2所示四种典型轴温变化曲线提取各自的轴温曲线数据特征，当轴温报警系统报警时，提取当前轴温变化曲线与典型轴温变化曲线特征进行匹配，从而对当前轴温预警信息进行分类，从而提高对由轴承质量引起的轴温预警信息的准确度。

基于报警故障曲线比对方式的轴温报警机制流程图如图2所示：

图2　报警故障曲线比对方式的轴温报警机制流程图

在分析轴温报警模式及原因时，考虑到红外线探测轴温是列车轮对经过红外探头时，以接收车辆轴箱表面辐射出来电信号的大小来判断轴箱温度。因红外报警系统与TCDS分别属于两个不同的报警模式，可构建红外报警与TCDS报警预警比对系统，将车辆自身轴温报警系统输出的报警信息与红外监测报警系统的信息进行综合判断分析，从而提高轴温报警信息的准确性。系统组成如图3所示。

图3　红外报警与TCDS预警比对系统组成图

2.2选配合适的轴报器结合专项修，淘汰早期装配的KZS/M-1型轴报器，逐步选用KZS/M-Ⅱ型轴温报警器，由于该仪器采用大规模集成电路、计算机微处理器（CPU），智能化处理传感信息，模块化结构，因此结构简单、抗干扰能力强、内部设计程序优化，可靠性大为提高，可将瞬间错误参数过滤消除，提高轴报器的分析判断能力，仪器达到“免维护”，避免因轴报器质量引起的误报警。

2.3优化传输线路及传感探头布局加强对布局车体外部的传输线路的固定和绝缘保护。将采用模拟信号的探头逐渐更新为测量精度高、输出信号抗干扰能力强的数字传感探头，以消除由于线路带来的测量温度误差，提高仪器的抗干扰能力。同时，采用带智能判断功能的传感器，因其具有传感器短路时不报警，发生环温传感器开路、短路时，仪器自动判断、自动改为定点90℃报警方式，即使轴温传感器因接触不良引起的不正常温度也可以自动判断等功能，从而减少了轴报器误报警的概率。

2.4加强首趟运用轮对的质量卡控运转热往往体现在首趟运用的轮对上，主要表现在不定期出现轴温长时间较高，当轴温不发生变化或轴温升高又下降且不超过外温加40℃时，可让换轮后的车辆挂在局管内进行试运，如发生运转热故障，可在车辆入库检修时进行处置，消除甩车造成事故的影响。同时让值乘的乘务员重点监控运转车辆，确保轴温不影响客车安全运行，回乘后更换、分解该轮对。