CRH2A型动车组车钩故障分析及处理措施

2017-05-24岳正军

海峡科技与产业 2017年4期

摘要：CRH2A统型动车组在检修运用过程中，多次发生重联失败，通过对动车组重联过程的原理、车钩组件结构、现场故障车钩的检查情况分析，有效的解决了动车组重联故障。

关键词：动车组；重联；车钩；限位开关；卡滞；故障

1 概述

自2013年CRH2A统型动车组投入重庆北动车所运用以来，动车组根据客流变化采用单编、重联两种模式运营，常需要重联、解编作业。在动车组重联的过程中，发生多起重联不到位故障，影响了正常的铁路运输秩序。本文通过对CRH2A统型动车组重联原理、前端车钩组件结构、现场故障车钩的检查情况分析，制定出几项措施，有效地解决了CRH2A统型动车组重联不到位的故障。

2 问题提出

2016年4月26日，重庆北动车所CRH2A-2336（01）+2274（00）动车组库内重联作业，发现CRH2A-2336列01车机械钩指针指示未完全到位，限位开关触点未动作，电钩未伸出，重联未成功，导致动车组未按时出库。

3 动车组重联原理

3.1 前端车钩连挂系统原理及操作方法

CRH2A统型动车组头尾两端安装有前端车钩缓冲装置，用于实现动车组之间的机械、电气和风路的自动连接和自动分解，并可以手动分解。主要由连挂系统、缓冲系统、安装吊挂系统、电气连接器等几个模块组成。可在短时间内实现机械、气路和电气的自动连挂分解和手动分解。

连挂系统采用了10型机械车钩，配置了电气车钩承载机构和风管连接器；缓冲器采用大容量气液缓冲器、环簧和橡胶轴承，拉伸方向的缓冲通过环簧和橡胶轴承来实现，压缩方向的缓冲通过气液缓冲器和橡胶轴承来实现，可以满足高速连挂时的能量吸收功能；安装吊挂系统采用橡胶支持和机械对中方式，可以提供钩缓装置的水平支撑和机械对中，同时保证钩缓装置的转动性。

连挂系统用于实现车辆间的机械和风路的连接，同时承载电气车钩实现电路连接，是前端车钩缓冲装置的主要部件。该系统分别由机械车钩、电气车钩承载装置两大部分组成，由以下部件组成：1.接线盒组成；2.手动解钩组成；3.UC阀；4.导引杆组成；5.钩舌；6.MRP阀；7.连挂杆；8.主轴组成；9.BP阀；10.解钩气缸组成。

动车组重联时，动车组机械车钩首先进行连挂，车钩凸锥滑入对方车钩的凹锥中，凸锥触发锁闭机构，棘轮离开锁闭位置，钩舌板和钩舌杆在拉伸弹簧的作用下以枢轴为中心发生顺时针（从上向下看）旋转，钩舌杆和钩舌板相互彼此啮合，完成连挂，此时棘轮从钩体外壳伸出。在机械车钩的侧面安装有机构指示器，该装置可以探测到车钩的连挂状态，如解钩、连挂，并将连挂状态以通断的电信号方式传递到车体。该装置将机械车钩内部连挂零部件的动作转移到车钩侧面的解钩手柄上，在解钩手柄转轴下部安装有两个行程开关，通过与旋转轴同心的凸轮旋转控制行程开关的通断，来实现对连挂状态的检测。红色标记对准。

解钩风管（UC）可以实现两车钩之间解钩气路的连通，这两个连接器分别安装于车钩连挂面下部，当车钩分开时，钩舌杆和钩舌板在外力的作用下（UC解钩气缸动作或者手动拉动解钩手柄）顺时针（从上向下看）转动，将棘轮拉入车钩头外壳的机构山与钩锁啮合。

3.2 动车组重联控制逻辑

动车组重联控制逻辑是由可编程序控制器（PLC）进行。可编程序控制器控制対象有车头盖罩的开闭；车头盖罩的锁定的上锁、解锁；连结切换器的切换；电连接器联解；空气管开闭器的开闭等。

动车组重联过程可通过MON屏进行监控，动车组MON屏“联挂准备就绪”键变为黄色，可操纵动车组以不超过 5km/h 的速度连接车钩。

动车组重联过程中，01车前端车钩正常连挂PLC动作流程：

（1）操作01车司机连挂按钮；（2）PLC收到连挂按钮信号后，输出开头罩解锁指令；（3）PLC收到头罩锁开锁成功指令后，输出开头罩指令；（4）PLC收到头罩开罩完成指令后，输出开头罩锁指令；（5）PLC收到头罩锁指令完成后，输出解切换器指令；（6）PLC收到解切换器到位指令后，输出解电连接器指令；（7）PLC收到电连接器到位指令后，輸出测距指令，MON屏“联挂准备就绪”键变为黄色；（8）操纵动车组进行连挂并连接车钩，PLC收到机械钩连接完成指令，输出空气管开指令；（9）PLC收到空气管开到位指令后，输出联电连接器；（10）PLC通过电连接器收到他编组电连接器动作到位指令后，联切换器；（11）PLC收到联切换器到位指令后，输出“联挂完成”，MON自动跳变。

动车组重联过程中，00车前端车钩正常连挂PLC动作流程：

（1）操作00车司机连挂按钮；（2）PLC收到连挂按钮信号后，输出开头罩解锁指令；（3）PLC收到头罩锁开锁成功指令后，输出开头罩指令；（4）PLC收到头罩开罩完成指令后，输出开头罩锁指令；（5）PLC收到头罩锁指令完成后，输出解切换器指令；（6）PLC收到解切换器到位指令后，输出解电连接器指令；（7）PLC收到电连接器到位指令后，MON屏“联挂准备就绪”键变为黄色；（8）操纵他组动车组进行联挂并连接车钩，PLC收到机械钩连接完成指令，输出空气管开指令和联电连接器；（9）PLC收到空气管开和联电连接器到位指令后，输出联切换器指令；（10）PLC收到联切换器到位，通过电连接器收到他编组电连接器动作和他组联切换器到位指令后，输出“联挂完成”，MON自动跳变。

4 故障原因分析

4.1 故障车钩检查情况

通过PLC控制逻辑及CRH2A-2336列01车电钩未动作情况，可初步判定因CRH2A-2336列01车前端车钩故障导致未重联成功，对故障车钩进行拆解发现：（1）机械钩主轴内存在较多油泥，机械钩动作卡滞；（2）机械钩动作限位开关脏污，有锈蚀情况，动作卡滞。

清洗并润滑机械钩及限位开关脏污后，再次操作CRH2A-2274+2336动车组进行重联试验，PLC接收信号正常、重联动作均正常。

4.2 机械钩、限位开关卡滞原因分析

（1）为保证动车组前端车钩动作顺畅，车钩主轴上抹有润滑油。但前端车钩处于非密封状态，动车组运营环境恶劣，高速运行过程中，铁路两侧灰尘和颗粒物被吸入，附着在车钩上，易引起机械钩、限位开关动作卡滞，导致机械车钩连挂指示不到位、电气车钩不伸出及机械车钩不触发。

（2）重庆以潮湿天气为主，机械钩限位开关位于头罩内，限位开关防护罩未能有效对操作头进行密封、防护，容易在操作头上积累赃物、锈蚀，导致限位开关锈蚀卡滞。

5 处置措施

（1）对前端车钩清洁及润滑完成后，采用车钩防护罩防护前端车钩，确保动车组运行过程中，减少灰尘附着车钩主轴引起机械钩动作卡滞。

（2）采取将前端车钩限位开关外罩更改为密封结构的方式，减少水汽对机械钩限位开关侵蚀。

（3）动车组进行重联前，检查动车组前端车钩状态并及时清除车钩内部赃物，同时进行手动动作动车组前端车钩，发现机械钩卡滞情况，清除赃物并进行润滑，减少动车组重联不成功几率。

（4）选取CRH2A-2336采用车钩防护罩对前端车钩进行防护并对将前端车钩限位开关外罩更改为密封结构的方式，经6个月运行，检查前端车钩主轴及限位开关附着灰尘明显减少，机械钩动作限位开关未发现锈蚀情况。