动车组总风故障模式与诊断分析

张普亮 汪 枫 姚 翔

南京中车浦镇海泰制动设备有限公司 江苏 南京 211800

1 动车组总风介绍

动车组压缩空气(简称总风)通过贯穿列车各车管路到达用气设备,为制动控制系统、空气悬挂系统、门控制等设备动作提供气压动力。总风系统由空气供给系统、储气风缸及总风管路组成,图1为CRH2型动车组总风系统示意图,采用活塞式空压机,安装于3、5、7车,每节车配备250L总风缸。

图1 CRH2动车组总风系统示意图

2 总风系统工作原理

制动控制单元负责全列空压机启动和停机控制,通过气压传感器采集各车总风压力,当总风压力低于启动阈值时,控制全列空压机启动打风,当总风压力到达关闭阈值时控制全列空压机停机。

图2 动车组总风控制

以CRH2 A动车组总风工作曲线为例,当总风＜780k Pa时,空压机同步启动打风,当总风≥880k Pa时,空压机停机,使列车总风压力维持在780～880k Pa,保证各用风设备正常工作。总风工作分为启动(A)、上升(AB)、停止(B)、消耗(BC)四个过程。

图3 CRH2型动车组总风工作曲线

3 总风故障模式分析FTA

根据总风同步控制原理,建立总风工作四个过程的失效模式分析(FTA),如图所示。

总风不启动,双编组列车总风＜780k Pa(A点)3、5、7车空压机启动打风总风上升(AB线),因后编组VCB未闭合空压机无三相供电,11、13、15车空压机不启动致11、13、15车总风上升缓慢(AC线)。

图4 总风故障失效模式FTA 分析

图5 总风不启动分析

总风上升不同步,当总风＜780k Pa时,3、5、7车空压机同步启动总风上升,因7车空压机故障打风效率降低,7车总风上升始终较3、5车偏低。

图6 总风上升不同步分析

总风下降不同步,总风上升至880k Pa时空压机同时停止,因3车总风管路泄漏导致3车总风迅速下降＜780k Pa三台空压机再次启动,造成3台空压机频繁启动。

双编组列车,两列车总风旋塞未打开致两列车总风不贯通,空压机同步打风时,前编组(3/5/7车)总风较后编组(11/13/15车)低,当11/13/15车总风＞880k Pa时3/5/7车总风＜880k Pa,全列空压机继续工作直至总风都上升至880k Pa以上,此时11/13/15车总风超过920k Pa(A点)。

图7 总风下降不同步分析

4 总风故障诊断分析

4.1 阈值诊断法 总风不启动,BCU 控制总风同步启动后,一定时间内车辆总风上升小于设定值(设定值需计算);

总风上升和总风下降不同步,设置各车总风对比阀值检测,当最低车总风较最高车总风差值大于20k Pa时触发报警;

总风不停止,设置各车总风停止阀值,当车辆总风到达阀值以上仍不停机时触发报警;

4.2 图形诊断法 根据正常总风工作曲线图,在动车组司机监控屏设置总风工作曲线实时动态监控,对比四个过程的故障模式曲线,提示司机及时发现异常总风并进行应急处置,降低行车影响。

图8 总风不停止分析

5 结语

通过动车组总风原理和工作曲线研究分析,建立总风故障模式FTA,归纳总风故障模式与总风工作曲线的对应关系,为动车组故障诊断和司机行车监控提供判断依据,达到快速准确定位位总风故障的目的。