DK-2 型制动机在地铁工程车的运用及常见故障分析

2021-02-04钟佳丽

城市轨道交通研究 2021年1期

钟佳丽

（广州地铁集团有限公司，510310，广州∥助理工程师）

目前，广州地铁新线AB 型电力蓄电池工程车采用DK-2 型制动机。该制动机具有MVB（多功能车辆总线）网络通信、压力精确控制和空电混合制动等技术，可实现自动制动控制、单独制动控制、多机重联、故障诊断及记录等多种功能。

1 DK-2 型制动机控制原理

DK-2 型制动机采用微机模拟技术实现列车制动控制：通过操纵大闸、小闸至不同制动位置，使控制器凸轮触发相应位置电信号，同步发送至BCU；BCU 结合控制器电信号及传感器信号，内部程序运算控制相应电空阀得电开启缓解或制动气路，实现均衡风缸压力控制；通过电空阀及中继阀模块控制列车管压力与均衡风缸同步变化，同时，制动缸预控模块接受BCU 控制信号，控制作用阀动作，实现制动缸压力控制。其对应的制动控制原理见图1 所示。

1.1 后备制动

DK-2 制动机较传统制动机增加了制动冗余功能，即当BCU 故障或电磁阀故障导致制动功能失效时，可旁路电子分配控制方式，将制动机切换为纯空气分配制动（以下简称“后备制动”），可双重保障电力蓄电池工程车的行车安全。

后备制动投入时，直接操作后备制动阀即可实现工程车制动及缓解。缓解位时，总风经后备控制器向均衡风缸充风（后备制动控制原理见图2 所示），中继阀根据均衡风缸压力控制列车管充风，列车管通过三通阀向工作风缸充风缓解。在制动位时，均衡风缸压力通过后备制动阀排向大气，中继阀控制列车管压力同步减压，工作风缸通过三通阀向制动缸充风，从而实现工程车制动。

图1 DK-2 型制动机制动控制原理

图2 后备制动控制原理

1.2 紧急制动

为提高工程车运用安全性，DK-2 型制动机采用紧急制动环线控制（见图3）。环线主要串联了紧急按钮、操作台占用、总风低压保护以及紧急阀触点等信号，通过紧急环线得失电来控制紧急中继动作，从而实现工程车紧急制动。

触发紧急制动的条件有：

1）按下司机室控制台上的紧急制动按钮（击打式按钮）；

2）工程车脱钩（列车管快速排风）或总风低于550 kPa；

3）电力工程车紧急制动环线中断或失电；

1)海风锋指海陆风中海风偏冷气团向陆地推进过程中遇到陆地上较暖空气团而形成的锋面,为局地中小尺度天气系统,主要显现在较稳定的高压控制天气背景下。依据海风锋过程的高空控制系统,以及是否有雷暴强对流天气伴随,江苏夏季的海风锋可分为两类:Ⅰ类为海上西伸副高控制下的海风锋;Ⅱ类为大陆高压入海环流下的海风锋。Ⅰ类海风锋多无强对流配合,Ⅱ类海风锋常有强对流天气伴随。

4）自动制动控制器处在紧急制动位；

5）司控器在快速制动位；

6）DC 110 V 控制电源失电；

7）车长阀被触发。

图3 紧急制动环线控制

2 故障判断思路

DK-2 型制动机因设有制动冗余及紧急环控制功能，故相比于传统制动会更加安全可靠。但该制动机一旦发生故障，将会严重影响地铁工程车的行车安全，现结合该制动机控制原理，提供故障分析思路。

当工程车出现故障时，分别在两端司机室操作，如有一端正常，则可判断为电路故障；若两端司机室均故障，则核查BCU 输出点位是否亮灯，若对应输出点位亮灯，可初步判断为电磁阀内部故障。此时应先检查电磁阀插头接线紧固情况，同时可手动按压电磁阀阀芯，观察故障变化情况，辅助判断最终故障原因。

若对应输出点位灯不亮，可初步判断为电路故障，应先核查大闸在故障位置时BCU 的输入点位是否正常。

若BCU 对应输入点位不亮，则用万用表测量BCU 输入点直流电压，若测量电压为110 V 左右，则可判断为BCU 输入板件故障；若测量电压不正常，则先检查大闸主电源电压，其次检查大闸制动位输出至制动柜线路通断情况。如线路通断异常，则逐项排查控制回路线缆插针是否存在歪斜、断线、虚接等情况；若线路正常，则可初步判断为大闸故障，检查大闸插头插针及大闸制动位凸轮接触位置情况，必要时更换大闸。

若BCU 输入点位正常，则判断为电子板件故障，建议逐一更换PWM（脉宽调制）板、输出板、模拟板。

3 常见故障分析

根据广州地铁电力蓄电池工程车故障数据分析，制动系统故障占故障总数10.8%，而制动系统故障中的DK-2 制动机各类故障占比情况见表1。现结合地铁工程车DK-2 制动机运用中的常见故障，分析故障具体原因并提供故障判断及处理思路。

表1 制动系统故障中DK-2 制动机各类故障占比

3.1 均衡风缸无法缓解

1）现象：在运转位或过充位的均衡风缸压力无法缓解。

2）分析：DK-2 制动机通过高速电空阀258YV、257YV 实现均衡风缸的缓解与减压（见图4）。均衡风缸压力无法缓解的原因有：①总风塞门关闭，总风通往均衡风缸回路截止；②258YV（缓解电磁阀）得电卡滞；③263YV（保护电磁阀）故障；④257YV 失电卡滞，均衡风缸充气回路与大气相通，无法建压。

图4 均衡风缸压力控制原理

3）判定及处理：①检查总风塞门开通状态。②检查BCU 的PWM 输出板2 号灯是否亮，同时制动柜旁探听257YV 是否有持续排气，若是，则为257YV 控制电路故障。③检查BCU 输出板2 号点是否常亮，若否，则为263YV 控制电路故障；若是且判断257YV 正常时，应先关闭104，更换258YV，观察故障是否消失。

3.2 列车管压力无法缓解

1）现象：在运转位或过充位的均衡风缸压力缓解正常，列车管压力无法缓解。

2）分析：制动机主要是通过中继阀实现列车管充风（见图5），均衡风缸缓解正常，说明总风至中继阀或列车管的通路不畅，可能的原因有：①253YV（中立电磁阀）得电卡滞，截断总风通向中继阀的通路；②255YV（遮断电磁阀）失电卡滞，无法向列车管充风；③265YV（紧急电磁阀）得电卡滞，列车管风压自放风阀排向大气；④中继阀本身卡滞，导致进气阀无法开启。

3）判定及处理：①检查BCU 输出板4 号灯是否常亮，若否，则为253YV 控制电路故障，若灯亮且按压253YV 阀芯后故障消失，则为253YV 电空阀故障；②关闭116 塞门，重新缓解列车制动，若可正常缓解则为265YV 故障；③检查BCU 输出板5 号灯是否常亮，若灯亮则为255YV 控制电路故障，若灯不亮或按压255YV 阀芯无下降位移时，则为255YV 故障；④若以上判断均正常，则可能是中继阀内部卡滞，需拆解中继阀，检查进气阀、胶垫及O型圈状态。

图5 列车管压力控制原理

3.3 制动缸压力不成比例

1）现象：在制动位时均衡风缸、列车管压力降压正常，制动缸压力不成比例。

2）分析：制动缸预控模块接受大闸指令，通过260YV、261YV（高速电磁阀）实现制动缸的缓解与减压（见图6）。制动缸压力不成比例的原因有：①252YV 故障，过充压力无法及时缓解；②246YV 失电卡滞，预控压力持续通过246YV 排向大气，无法正常开启作用阀；③260YV 或261YV 卡滞，未能正常开启作用阀来控制气路。

3）判定及处理：①按压252YV 阀芯无下降位移，则为252YV 故障；②检查BCU 输出板3 号点是否常亮，常亮表明为246YV 异常得电，若不是但按压246YV 阀芯无下降位移，且存在持续排风情况，则为246YV 失电卡滞；③检查BCU 的PWM板件3、4 号灯是否常亮，260YV 是否处于得电状态，261YV 是否处于失电状态，必要时更换电磁阀备件，观察故障是否消失。