浅谈高速动车组制动力不足故障原理与处理方式

栾丕涛

摘要：本文针对动车组常报的制动力不足故障，具体分析了高速动车组制动力不足故障产生的原理，归纳了典型故障案例，总结了故障处理的切入点，形成完整的故障诊断体系，能快速确定制动力不足的故障点并处理故障，有助于提高试验效率和故障处理效率。

关键词：制动力不足;故障原理;处理方式

0  引言

高速动车组的制动系统是由电控空气制动和电制动两部分组成。制动形式分为常用制动和紧急制动等，均采用减速度控制模式，从制动指令的发出、传送到基础制动装置进行制动的系统组成框图如图1所示。在制动工况的某一瞬间，制动单元能分别根据司机发出的常用制动、快速制动、紧急制动等具体制动指令计算出相应的空气制动力与再生制动力之间的分配关系。再生制动和空气制动的切换协调控制，当再生制动力施加完成后，若需要再补充空气制动，制动控制装置根据本车的载重和制动信号级别，计算出所需的空气制动力，控制相应的空气制动阀动作。

此外，牵引变流器还对电制动力的不足进行检测。如检测出电制动力不足时，则再生有效信号继电器常开触点断开，向空气制动转移。在制动控制装置侧，速度在250km/h以上时，BCS2（制动控制低压不足检测开关）为OFF，或是速度在250km/h以下时，BCS1（制动控制高压不足检测开关）在满足了OFF的条件时，UBTR（制动不足检测用继电器）其自身保持电路断开失电，UV（紧急制动阀）失电，紧急制动动作，同时MON屏弹报“制动力不足”故障。

1  故障原理

1.1 制动力不足检测构成

用于检测各车辆的制动力不足的继电器（UBR）在失电状态时，检测制动不足功能开始启动。UBR 通过155R继电器得电、常开触点闭合而被加压，如图2所示：①70公里以下时，BV手柄5档到紧急制動位时155R失电，UBR失电，制动力不足检测回路构成;②70公里以上时，BV手柄7档到紧急制动位时155R失电，UBR失电，制动力不足检测回路构成。

1.2 制动力不足功能开启

当UBR失电后（检测构成），UBR常开触点断开（回路①），在回路③、④、⑤闭合情况下，UBTR（回路⑧）在图3电路呈自保状态，检测制动力不足的功能开启。

当速度达到250km/h以上时，将BCS2低压开关变为OFF（回路④），或者当速度在250km/h以下时，将BCS1高压开关变为OFF（回路③），与此同时，牵引变流器检测到电制动力不足，UBCDR常开触点断开（回路⑤）时，UBTRTD延时继电器失电，其常开触点断开，UBTR1、2失电。

此时检测到制动力不足，并报出故障，UV紧急制动电磁阀失电，列车紧急制动，如图4所示。

2  故障分析及处理方式

根据动车组试验过程中上报的制动力不足问题导致的各类故障，此类故障涉及线路多，逻辑复杂，在排查过程中一旦无法精准找到切入点，则会影响生产效率，因此，梳理典型异常问题，总结出合理有效的排查方式。

2.1 试验工况报制动力不足且紧急制动无法缓解

2.1.1 故障案例

司机室BV手柄置5-EB档，车下切除BCU内压力开关，车上动力车切除，模拟制动力不足故障，但操作紧急短路旋钮红点位，紧急制动不能缓解。

2.1.2 故障处理方式

2.1.2.1 确认UBTRTD外围线。

①由于UBTRTD继电器外置，测量电压或导通时操作方便，且该继电器得失电直接影响UBTR继电器状态，所以发生此类问题后，应首先判断UBTRTD外围线电气线路出现问题的状况。当UBTRTD不得电时，确认紧急短路旋钮进出线加压是否正常，若不正常，测旋钮出线端与UBTRTD间配线是否导通;旋钮进线端与空开间配线是否导通;若正常，司机室操作紧急复位，UBTRTD仍不得电，判断UBRSR常开触点至UBTRTD间配线导通异常，注意测量负线对地是否导通。

②当UBTRTD得电时，确认UBTR1、2继电器是否得电及型号（观察继电器内部常开触点是否吸合），若不得电，拔取继电器，校UBTRTD与UBTR1间配线、UBTR1与UBTR2间配线导通情况，注意负线对地是否导通。

③涉及进控制继电器盘配线，若出现进出线皆导通，子板线圈无异常、二极管未烧损时，注意检查母板底座是否存在缩针、断焊等情况。

2.1.2.2 确认UVR回路导通情况。

在2.1.2.1检查完毕无异常后，拔取UBTR1，司机室操作紧急复位时测量常开触点进线是否得电。

①若进线不得电，判断UBRSR异常。

②若进线得电，测量触点出线端到配电柜下部CN插导通情况;若导通，判断UV电磁阀、UVR继电器异常。

2.1.2.3 电磁阀、继电器检测方式。

电磁阀、继电器检测方式较多，根据生产常备工具，采用万用表测量线圈阻值方式，线圈阻值常见为6-10kΩ，若测量阻值为0Ω或无穷大时，可判断线圈是否损坏。

2.1.2.4 在异常排查过程中，不能忽视断焊、缩针等情况，要仔细排查每处节点。

2.2 正常工况报制动力不足

2.2.1 故障描述

运行70km/h以上时，司机室BV手柄置7-EB档，报制动力不足故障，紧急制动停车。

2.2.2 故障处理方式

2.2.2.1 确认UBTRTD是否异常。

操作紧急短路旋钮红点位，观察配电盘信息中制动力不足故障是否消除，若消除且不复现，则查看UBTRTD电源线接线是否虚接;若仍报故障，参照2.1.2.1步骤，检查UBTRTD外围线路。

2.2.2.2 确认车下压力开关是否正常。

①若UBTRTD无异常，测量250SAR2继电器常闭触点是否异常断开，若不导通，更换控制继电器盘子板，验证故障取消;若导通，检查车下BCU内压力开关是否异常。

②测量车下BCU内低压压力开关（静调无速度情况下高压回路不导通）出线是否得电DC110V，若不导通，更换压力开关后验证故障是否取消。

2.2.2.3 确认调压阀是否正常。

测量调压阀压力切换指令线是否得电，若得电，判断中继阀故障;若不得电，更换调压阀，验证故障取消。

2.2.2.4 阀类、继电器检测方式。

由于正常工况报此故障，测量触点时切勿碰撞板卡，防止触点黏连。本着快速处理原则，继电器线圈直接测量阻值，调压阀则从压力切换指令线入手，判断中继阀或调压阀出现异常。

2.2.2.5 此类异常发生后，要重点维护故障工况，进行上述节点的测试工作，避免断电引起故障自复位问题，检查阀类时要注意测量指令线电压。

3  结语

本文以高速动车组为研究背景，以动车组制动系统的理论和在生产中的工作实践经验为基础，对高速动车组的各类故障进行了详细深入的研究分析，对典型异常问题进行梳理，明确故障处理切入点，然后解释说明。

本文较成功的地方在于突破了前人局限于某一种动车组制动系统的研究，作者本着服务、指导生产的原则，综合机械和电气两门学科的知识，设计最适合提高生产效率的故障处理方案，成功的将理论和实践结合在一起，在本文编写过程中，做到实事求是。

由于水平有限，只结合原理对故障进行分析，未擴展分析牵引、制动系统矢量调制策略组成，未对高低速时采用异步调制的方式进行研究。

参考文献：

[1]冯晓云.电力牵引交流传动及其控制系统[M].成都：西南交通大学出版社，2009.

[2]刘建.动车组制动控制系统方案设计及仿真研究[D].西南交通大学硕士学位论文，2012，06.

[3]张开文.高速列车制动距离与减速度[J].铁道机车车辆.1996，06.

[4]王娴，陈林.城轨车辆制动控制方式的适用性分析[J].技术与市场，2014（05）.

[5]姜岩峰，曹宏发，王鹏飞，程宏明，安志鹏.和谐号动车组制动力动态分配模式[J].铁道机车车辆，2011（05）.