铁道机车车辆电气设备的故障及其预防对策

摘要：HXN5型内燃机车投入使用以来，在运用过程中，多次发生因机车故障在区间坡停，处理时间长，存在较大的安全隐患。文中现针对一起典型的故障，进行了深入的分析，对单台机车电气故障导致的柴油机异常停机处理进行原理分析，制定有效的应急处理措施，收到了较好的效果。

关键词：铁道机车 电气设备 故障 对策

中图分类号：F407文献标识码： A

前言

HXN5型机车牵引因两台机车同时停机，在先后使用小复位、大复位2次后仍不能启机。文中针对故障原因，查找出造成机车电气故障的问题，并提出相应解决方案，以供参考。

一、故障原因分析

1、故障处理

机车入库后，调取这两台HXN5型机车智能显示器的“事件日志”记录进行查看，两台机车的记录信息均存在“本机或重联机车机组停机按钮在闭合位，无法启机”的异常信息记录。

检查两台机车的柴油机重联急停开关均断开正常，柴油机停机回路各控制线路及接插件正常、使用替换法替换各控制电气故障仍无消除，在多次扳动384机车主操纵台司机控制器的过程中，故障现象突然消失。更换司控器后，柴油机启机正常。

拆下384机车的主操纵台司机控制器(简称司控器)进行检查，发现该车的机车司控器的KA―KB的辅助连锁安装位置不当和主凸轮断开点边缘磨损、主手柄凸轮横向间隙变大，造成该车司控器KA―KB触指在惰转位时仍处于吸合状态(该触指应在牵引档5，6位时吸合，其他档位应断开)，见图1。

2、柴油机紧急停机回路和档位控制回路(见图2)的原理分析

（1）HXN5型机车柴油机主要控制电气元件介绍

a、CIO为集成式输入/输出控制板，CIO是“智能显示器”的输人/输出装置。智能显示器通过CIO插件板获知机车的操纵条件，并控制牵引和辅助系统中各种电气设备的操作。在柴油机控制回路中智能显示器通过CIO接收停机控制指令，并通过CIO控制柴油机启停机。

b、PCR为电源控制继电器。为机车控制系统提供电源。

c、COB为控制开关断路器。为控制电气提供电源。

d、MU为重联急停开关(“紧急重联停机”按钮)。扳动MU开关后，主操纵台ESS1和副操纵台ESS。常开联锁处于闭合位，将给重联在一起的机车CIO传输柴油机停机信号，由CIO控制柴油机停机。用于司机遇紧急情况强迫停止柴油机运转。

e、MCl为司机控制器。用于给CIO提供机车电阻制动和牵引位的档位信号。司机控制器驱动一个凸轮旋转，当这些凸轮高点移动时，升起或降下连在开关触点上的杠杆，从而打开或闭合组合功率手柄相应位置的开关。其中KA―KB触指仅在手柄牵引位5、6位时闭合。

3、停机电路分析

通过判断单台机车燃油输送控制电路故障(如燃料泵电机故障、燃料泵控制接触器故障)不能使两台柴油机同时停机，引发类似同时停机只能是在重联机车的公用的控制回路才能发生。对涉及重联的机车牵引档位控制回路和柴油机强制停机回路进行了分析：

从图2可以看出，柴油机强制停车电路和牵引档位控制电路共用CIO的C22输入端口，提供CIO柴油机停机和牵引档位控制信号。停机控制时，机车提供给C22单独一路的74V信号作为CIo停机控制信号。而机车牵引运行时(1档以上)，C22、C23、C24、C254个端口中至少要同时有两个及以上的控制信号组合提供才能作为CIO的柴油机牵引档位信号(见图3)。

需要紧急停止柴油机时，司乘人员扳动MU开关后，ESS1或ESS2的常开联锁3A一3B触指闭合，74 V直流电经COB开关一ESS1或ESS2的“3A一3B”触指一TB5H、TB5B端子一DV15号线一TBlC端子一CIOC22号接口，单独给CIO控制柴油机停机，同时通过重联线传递到重联机车CIO控制它车柴油机停机。

同时ESS1或ESS2的常闭联锁“1B一1C”触指断开，确保MU开关扳动后，不论机车主手柄在任意位置，均立即切断柴油机C23、C24、C25的档位信号，保证CIO只能收到一路C22的柴油机强制停机信号。但正常情况下，如果MC，上KA―KB在非牵引位5、6档位时不正常闭合，一旦司控器回到惰转位时，由于此时其他档位信号均已断开，柴油机停机信号就会错误输出。

4、故障分析结论

(1)司控器KA―KB的辅助连锁的异常吸合是导致柴油机异常停机的直接原因。因384机车司控器MCl上KA―KB在惰转位时不正常闭合，当司机将司控器回至惰转位时，电流仍可通过司控器闭合的KA―KB触指，进入CIO的C22，因为此时C23、C24、C25的档位信号均已正常断开，只有存在一路信号进入C引导致微机系统认为”紧急重联停机”按钮闭合，控制CIO发出停车信号，将机车柴油机强行停机。

(2)重联装置的控制作用未解除，是导致该故障发生后，两台机车均无法正常启机的原因。当384机车发生故障停机后，系统通过重联线控制重联机车333机车也强行停机。在其后的处理中，因重联装置未拆除，重联关系始终建立，一位机车384机车的司控器KA―KB触指在惰转位一直处于闭合状态，因此机车只要上电，智能显示器就会始终认为“紧急重联停机”按钮闭合，严禁启动柴油机，并通过重联线控制二位机车也无法启机，致使线上乘务员在两台机车上多次尝试正常启机均失败。将故障的司控器再装回原车，拔除两台机车间的重联线后，333机车可正常启机，但384机车无法正常启动。

二、应对措施

针对此种故障现象，组织对发生的司控器故障进行普查，发现HXN5型机车投入运用5个月来，已发生多起司控器故障。司控器相关故障记载共计10件，其中更换司控器4件，其中有2件更换司控器未记录；更换、打磨、调整动作触指处理5件，其他配件原因造成司控器故障3件。制定了以下措施：

1、技术科、检修车问配合制定普查方案，对HXN5型机车司控器逐台进行普查，发现问题必须彻底处理。具体检查要求如下：首先主手柄置于惰转位，检查主副台司控器K连锁垂直中心线不得越过主手柄断开点边缘；然后将主手柄置于牵引8档(断开点1已面向外部)，对主手柄凸轮断开点1下边缘进行涂油．减少该处边缘磨损。

2、机车入库后，行修作业人员要向乘务员询问机车运行情况，并对机车事件日志分析、转储，发现机车异常信息必须上报技术科，对事件日志中记录的机车异常信息必须彻底处理后，方可出库。

3、机车进入修程时，必须对前一趟事件日志文件进行分析，发现机车异常信息必须处理消除，对提报的元器件故障必须交由厂家进行检测，对事件日志文件分析，确认良好后方可交车；对“紧急重联停机”按钮及司控器KA―KB触指进行全面检查，发现触头虚接、粘结等故障时必须彻底处理。

4、技术科将故障信息反馈回厂家，对近期司控器发生的故障进行综合分析，要求厂家提供司控器日常检修各尺寸要求(现提供的司控器说明书无司控凸轮与联锁凸轮间隙要求)提高产品质量。

5、鉴于原来厂家提供的处理柴油机停机的应急办法通常是检查MU开关应在正常位，然后再“小复位”“大复位”启机，仍不成请求救援的办法。耗时长(仅“复位”操作下来就需要12～15 min)，对类似故障无法有效解决，造成机故、机车无动力停留处理不当溜逸、隧道缺氧中毒的一系列隐患。采用优化流程。即线上发生柴油机停机故障时，乘务员应首先查看“事件日志”文件有无故障信息，如有明确信息则按要求处理；如“事件日志”无故障信息显示，则应查看“活动事件”，查看机车当前状态是否存在故障并按规定处理。处理时必须拆除重联线再进行复位启机试验，确保即使一台机车故障，另一台机车能够正常启机维持运行到前方站和出隧道处理。避免高坡、隧道引起的行车、人身安全问题。

结束语

通过采取新措施，HXN5型机车未发生因司控器问题造成HXN5型机车线上故障，消除了因柴油机停机故障对行车安全带来的安全隐患。

参考文献

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作者简介：刘宝林（1984.02―），男，河北唐山，大学专科学历，铁道机车车辆助理工程师，现任营运科技术主管，主要研究方向:铁道机车车辆。