CRH380B型动车组制动静态调试试验原理及故障分析

摘 要：制动静态调试试验是一种关于动车组制动相关器件及车上、车下部件的联动测试方法，该方法依据调试试验标准，验证承修后的动车组制动系统相关的器件功能是否达到起初设计要求，并检验现场作业人员检修工艺标准是否达标。文章概述了制动静态调试试验的重要性及各项点之间的关联性，同时详细介绍了试验背后的原理及后续检修优化方案，诠释了制动静态调试试验作为高级修里程碑的含义。为路局现场作业人员在后续故障排查和理论研究方面提供技术支持。

关键词：高动车组 制动系统 调试 故障

0 引言

根据动车组九大关键技术和十项配套技术分类及调试试验工序，将动车组调试试验细分为制动、牵引、网络、给水卫生、塞拉门、照明、烟火、空调、旅客信息等九大类。其中，制动是动车组车辆关键的组成部分，其安全性是列车安全运行的根本保障。调试是高级修检修项目之一，同时也是高级修最后一道检修工序，调试是检验承修后的动车组在交付路局之前，其动车组相关部件功能性是否达到起始设计要求。简而言之就是通过软件模拟的方式，对动车组各系统涉及的电路、气路相关的部件进行模拟测试，验证其功能性是否达到起初设计要求。调试试验涵盖的各系统、各试验之间相互关联，每个前道工序都决定了下一个工序是否能顺利通过。由此可见调试在整个高级修检修中起着至关重要的作用。

目前，调试可分为机械调试和电气调试，其中电气调试又包括单车调试和列车调试。列车静态调试作为高级修的里程碑，不仅对承修动车组前几道检修工序中所有工艺标准进行一次完整检测，同时动态追踪前几道工序在流转过程中尚未解决的故障并及时对其进行故障消除。列车静态调试对承修动车组的重要性不言而喻。为了加快实现我国动车组自主创新、节能降耗等目的，为后续我国自主研发设计品牌打下夯实的理论基础。其中石泉对西安动车段调试车间的工艺流程进行一个全面解读，详细介绍了机械调试、电气调试工艺流程及典型故障统计[1]，为读者介绍了现场作业流程，并且归纳相关系统典型故障，为一线作业人员后续解决同类型典型故障提供理论基础。曹瑞着重介绍了速度异常和防滑异常两种故障的处理方法[2]。根据制动控制装置速度的确认情况，把速度异常故障分为制动控制装置无速度信号和接收错误信号两种情况。李子路论述了CRH380B型动车组车辆制动控制中所涉及的智能轨道交通安全技术在现车中的应用及在车辆调试过程中的具体实践。在相关领域科学家、研究员日以夜继、孜孜不倦的研究下，动车组的安全性、稳定性不断提升，为我国后续自主设计、研发各种新型动车组打下夯实的技术支持。

1 制动静态试验需要的外部工况

制动静态试验是对动车组整个制动系统相关的器件一次功能性验证测试，整个试验外部工况环境较为复杂，动车组在完成上水、上沙、高压、供风等准备条件下进行试验，司机室内作业人员与车下至少2名作业人员借助多种专用的工装工具，相互配合完成制动静态试验。通过将模拟信号发送到动车组的制动系统，然后由制动控制装置执行制动，最终实现制动相关器件及车上、车下部件的联动，并将模拟软件系统采集相关的信号参数与工艺标准数据进行对比和分析，进一步研判制动静态调试试验测试的相关器件功能性指标是否达到动车组器件起初功能设计要求。

2 制动静态调试主要试验的原理分析

制动静态调试试验是非常复杂的测试试验，其工前准备条件十分严格，并且各项试验相互关联，每一个工序都决定了下一个工序是否顺利进行。制动静态试验中的各项点相互关联并依次按顺序先后开展，如图1所示，通过截断、短接继电器及拆卸阀类等方式，研判触发制动相关电路、气路中涉及的关键器件的功能性，确保最后菜单引导试验顺利通过并制动有效率达到100%。下面将介绍制动静态重点试验，进而解读试验背后的目的及意义，为一线作业人员在后续故障排查和理论研究方面提供技术支持。

2.1 主/辅空压机试验

动车组供风装置的风源主要来自主空压机，同时辅助空压机供风系统为车辆的受电弓、主断路器、车顶隔离开关控制提供风源。在低压供电且主供风系统无法工作情况下，当辅助风缸中的空气压力低于工作压力时，由辅助空压机为受电弓、主断路器、车顶隔离开关提供风源。风源是一切用风设备实现功能的基础保障，主/辅空压机为动车组用风设备提供风源，由此可见，在整个调试试验中，关于对主/辅空压机功能测试和研究意义重大。

2.1.1 主空压机试验

主空压机测试试验是一种关于主空压机启停测试的逻辑判断方法。（注：动车组在外接380V电源时，只启动一个空压机）。试验通过来回切换制动手柄的方法，对主空压机风缸进行排风，司机室操作人员在HMI屏操作界面点击制动界面，观察将原有的风压10±0.2bar直接降低至8.5±0.2bar的情况下，IC03、IC06车中的一个空压机启动，再次降主风缸风压至8bar以下的情况下，IC03、IC06车的两个空压机启动。车下作业人员通过观察主空压机启停个数及所在的位数，以此研判主空压机启停逻辑控制功能是否符合起始设计要求。

2.1.2 辅助空压机试验

在辅助空压机试验中，作业人员将截断塞门B20截断，模拟主供风系统处于无法工作的情况，排空U02风缸存储空气，模拟辅助风缸中的空气压力低于工作压力时，动车组处在以上工作状态下，作业人员在司机室驾驶台上发送升起受电弓激活压缩机指令之后，辅助空压机开始工作，当车辆检测升弓压力达到7.35±0.8bar时或达到启动时间5min后，遵循辅助空压机逻辑控制，在设定条件下辅助空压机会自动停止工作。以此试验结果验证辅助空空压机功能是否正常。

2.2 主空压机热电偶试验

主空压机在运行工作过程中会产生大量的热量，根据自身结构设计，通过内部油流循环的方式，达到热量散发的目的，如果主空压机内部油量损失或油温度监控装置功能失效，一旦主空压机温度过高而无法实现自散热功能，将引发相关故障发生。进而对动车组用风设备造成影响，所以主空压机油温度监视和异常报警提示功能的测试对后续用风设备功能测试起着承上启下的作用。一线作业人员在主空压机内安装温度检测继电器，当检测到温度超过报警阈值（102℃-114℃）时继电器触点断开，如果温度超过内置温度继电器的允许极限温度114℃时，并且此时温度继电器触点并未断开，进而说明温度继电器功能失效，无法起到监控主空压机油温的功能。热电偶试验的目的是验证主空压机内温度继电器功能性好坏，防止空压机因油温度散热效果不佳，而造成主空压机故障，进而影响动车组用风设备的正常使用。

2.3 紧急降弓试验

受电弓是动车组从接触网接触导线上集取电流的一种受流装置，其中ADD紧急降弓电磁阀是受电弓的重要组成部件，当受电弓碳滑板因长时间工作磨损或突然冲击产生裂纹、破损等情况时，碳滑板内ADD气路的压缩空气便会通过破损处泄漏。当泄漏量达到一定值时，安装在底架上的 ADD阀被打开，气囊中的压缩空气被排空，受电弓实现降弓，进而保护受电弓装置。为了测试ADD紧急降弓功能，在受电弓阀板内短接21-A01的（9，16）针，模拟ADD紧急排风，实现快速降弓。在限定时间内完成受电弓紧急降弓。作业人员打开TC02/TC07车受电弓阀板，通过短接线短接的方式触发ADD动作，确保ADD阀功能正常。通过给受电弓控制板一个升弓信号（即第16针得电），然后在受电弓完全升起后，使第9针得电（短接或者触发相关继电器，只要是使9针得电，即可触发ADD紧急降弓电磁阀排风，继而触发ADD阀排风），在动车组受电弓阀板21-A01中，短接9，16针其实是让快速降弓阀得电，由于ADD在车顶位置的特殊性，模拟试验大大降低了作业流程及作业人员疲劳。

2.4 压力开关试验

压力开关L05用于监测空簧系统中可能出现的压力损失。如果压力低于设定值，则压力开关将所连接的电路接通。压力开关的电气信号由制动控制单元（B02B01）监控和分析处理。结合电路、气路原理图纸进行分析，发现如果一位端空簧存在泄露情况，一位端空簧压力小于1.5bar时，即空簧的一位端爆破，空气弹簧加压继电器28-K15得电，二位端快速排气电磁阀28-K16 得电快速排风，防止动车组出现点头现象。在高级修三/四级修制动静态试验中通过模拟测试L09的压力数值，研判压力开关L05的功能好坏。手动关闭旋塞L02，通过高调杆/安全阀给空簧排风，利用制动软件对其状态进行监控，当压力开关反馈信号由1变0的瞬间，查看L09压力测试口采集的数值是否与工艺标准数相符，以此研判压力开关状态是否良好。

2.5 停放制动试验

停放制动是防止车组在无风无制动状态下溜车所设计的制动装置，CRH380B型动车组全列设置两个停放制动车，分别为TC02/TC07车。停放制动车在车下每个车轴中间制动盘设计一个停放制动缸，停放制动采用弹簧储能制动方式，排风时施加制动，充风时缓解制动，关于列车停放制动测试试验主要是以截断或者恢复TC02/TC07车上/车下的H27/H29截断阀，观察车上HMI屏上停放制动施加、缓解状态及车下停放制动视窗内指示灯颜色变化。在这里向各位读者简单介绍一下，单车停放制动施加/缓解的试验，以此对比两个试验操作流程之间的差异性，进而让读者对停放制动施加/缓解有一个全面的认识。关于单车停放制动测试是在制动风缸经由调压阀H01.02供风，再经双稳态电磁阀H01.03控制停放制动的施加与缓解。

3 故障分析及处理

动车组产品升级换代主要取决于各大路局对动车组产品使用体验度及乘客对产 品功能的需求。产品故障率是检验产品性能的唯一标准。目前，路局将高级修制动静态试验中所遇到的首发、重大、安监等故障进行数据统计并形成制动系统一事一案典型故障案例[1]。故障案例报告是一线技术员对照故障现象，深入分析故障原因，总结出一套完整排查处理故障方法，以此提高动车组运营的安全性、降低故障率、提高检修效率及工艺标准掌握，为后续一线动车组机械师故障排查提供理论借鉴和依据。

2023年，在高级修调试试验中，关于日常、首发、重大等典型故障共计30 件，其中，制动系统故障共计10件，下面重点对这10件故障进行分析研判，寻找优化方案，降低并预防制动系统相关故障再次发生。在截断塞门测试试验过程中，截断塞门测试反馈信号与实际操作不一致，主要原因是近期雨水量过大，动车组截断塞门球阀本体出现锈蚀现象，导致反馈信号与实际操作不一致，为了解决此类故障，在日后维修过程中，在截断塞门电磁阀处糊上双层胶泥，防止截断塞门球阀内部进水；在速度传感器、加速度传感器测试试验中，由于调试员个人经验主义及对工艺标准掌握不清等原因，在接线、安装过程中，电路线路虚接、短接现象较为频繁，为了测试顺利通过，在调试试验测试之前，首先对传感器导针进行导通功能测试试验，进而规避虚接、短接等现象；在受电弓紧急降弓及触发紧急制动测试试验中，由于作业人员手法及大小力度的不同，在短接端子排的过程中，对端子排插口造成不同程度的损伤，进而加快了端子排使用寿命及物资消耗情况，为了解决此类问题，结合端子排插口特点，研制一种专用短接工装，代替原有短接方式，通过一线现场验证，该工装极大程度上降低了此类故障发生率。同时在一事一案故障库内，分析短接ATP无法触发紧急制动故障原因，根据故障现象对触发紧急制动相关的电路、气路原理图进行深挖研究，发现故障源头来自触发紧急制动的器件（N04、N05）不动作，在经过更换器件之后，制动相关故障消除。在数据采集试验中，制动控制箱中的中继阀、分配阀出现故障现象较为频繁，因为前期作业人员安装、检修、调试的工艺标准不达标，导致在连贯制动测试试验中采集数据不通过，采集数值与工艺标准误差相差很大，最终动车组制动有效率不足100%，为了降低此类故障再次发生，在安装调试前期，重点检查阀体与管路连接状态，确保阀体与气管路连接正常。

4 总结

本文介绍了制动静态调试试验是一种关于动车组制动相关器件及车上、车下部件的联动测试方法，并通过试验原理分析，让读者进一步了解制动静态试验各工序之间的关联性及顺序性，同时借助制动软件模拟制动相关器件动作，将模拟反馈信号与工艺标准数值进行比对，以此研判制动相关器件功能是否正常及检修工艺标准是否达标。

通过对制动静态调试试验故障进行分析及研究，进一步优化作业流程及工艺标准，从相关部件的源头设计、工艺管控及故障诊断逻辑、造修质量等方面研究优化措施，降低并预防制动类相关故障的发生，通过现场验证后，在原有检修工艺标准的基础上，优化后的检修方案可以有效降低制动系统故障，并对日常制动类的故障排查及应急处理有极大的改善，从而技术员及调试员在后期故障处理过程中能够动态追踪、进准判断故障源头并时消除现有故障，进而确保动车组零故障出库。

参考文献：

[1]石泉，李海泉.浅谈CRH380B型动车组调试工艺流程及典型故障统计分析[J].北方铁道.

[2]曹瑞，王中方.动车组静态制动调试试验常见故障处理[J].硅谷，2013，6（09）：34-36.

[3]李子路，邵立馨.轨道交通安全技术在CRH380动车组车辆制动控制中的应用[C]//中国智能交通协会.第八届中国智能交通年会论文集.长春轨道客车股份有限公司，2013：5.

[4]李渊，陈健龙，刘靖，等.关于CRH2A/CRH2C/CRH380A平台动车组三、四级检修调试项目的研究及优化[J].铁道机车车辆，2020，40（S1）：9-15.