一起HXD3C型机车受电弓升弓控制装置故障分析及措施

摘 要：本文针对一起HXD3C型机车升弓装置造成受电弓无法升弓的故障，结合升弓控制装置结构原理进行分析，提出针对性措施，预防同类故障的再次发生。

关键词：HXD3C型机车；升弓控制装置；故障分析；措施建议

中图分类号：U264.34 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0065-02

1 引言

HXD3C型机车是在HXD3型和HXD3B型机车基础上研制的交流传动六轴7200kW干线客货通运电力机车。该型机车采用两台螺杆式空气压缩机作为系统风源，为机车及车辆制动系统提供符合要求的干燥、洁净的压缩空气，同时采用克诺尔公司的LP115型辅助压缩机组作为辅助风源，将其和升弓控制模块、升弓风缸及风表相连，在风压不足时，由辅助压缩机提供升弓所需的压力。本文针对一起HXD3C型机车升弓控制装置故障，结合故障现场，对其产生的故障原因进行了全面系统的分析，并通过机车现场试验验证，提出针对性措施和建议。

2 事故概况

2016年12月9日南昌铁路局向塘机务段HXD3C-0782机车担当定南至赣州区段的K5864次旅客列车牵引任务，列车编组8辆，总重452吨，计长19.2，机车升弓闭合主断高压机能试验，泵风至总风缸压力850kpa后降下受电弓，自动控制手柄移至紧急位，车辆乘务员连接列车管、双管供风管并开通折角塞门后，总风缸快速向车辆供风，7时31时21秒充分完毕，总风缸压力为485kpa，作业完毕后，7时39时34秒司机重新升弓，指出升弓指令后发现受电弓升起后自动降下，应急处理无效后，造成机车请求救援。

3 升弓装置内部结构及工作原理

升弓控制装置结构图1所示。

升弓控制装置包括双逆止阀（.04）、安全阀（.06）、压力开关（.02）、机械压力表（.05）、过滤器（.03）、塞门（.13、.14）、缩堵（.11、.12）和测试接口（.09、.10），它和辅助压缩机（U80），辅助压缩机用干燥器（U82），干燥风缸（U83）压力开关（U84），升弓风缸（U76），以及升弓塞门（U98、U99）等部件共同工作。

（1）库停后使用辅助压缩机供风升弓。具体通路如下：

辅助压缩机（U80）干燥器（U82）双逆止阀（.04）；

塞门（.13）升弓风缸（U76）；

过滤器（.03）缩堵（.12）升弓塞门（U99）升弓塞门（U98）阀板；

塞门（.14）主断路器。

机车停机时间过长，总风压力因泄露原因不足时，辅助压缩机起动，压缩空气通过干燥器（U82），进入升弓模块，通过双逆止阀（.04）右侧的逆止阀后压缩空气分为两路，其中一路进入升弓风缸（U76），将压缩空气存储起来，另一路通过过滤器（.03），又将压缩空气分为两路，其中一路通过塞门（.14）为主断路器提供风源，另一路通过升弓塞门（U98、U99）进入升弓阀板为受电弓提供风源[1]。

机车升弓指令投入后，当辅助风缸压力低于480kPa（压力开关U43.02 监测）时，辅助压缩机自动投入工作；当辅助风缸压力达到735kPa 时，压缩机自动停止工作。如果通过按钮手动控制辅助压缩机起动，压力开关（.02、U84）将不再对压缩机的起停进行控制。

（2）正常运行时的总风缸供风升弓。具体通路如下：

总风缸双逆止阀（.04）；

塞门（.13）升弓风缸（U76）；

过滤器（.03）缩堵（.12）升弓塞门（U99）升弓塞门（U98）阀板；

塞门（.14）主断路器。

总风缸的压缩空气直接进入升弓模块，通过双逆止阀（.04）左侧的逆止阀后压缩空气分为两路，其中一路进入升弓风缸（U76），将压缩空气存储起来，另一路通过过滤器（.03），又将压缩空气分为两路，其中一路通过塞门（.14）为主断路器提供风源，另一路通过升弓塞门（U98、U99）进入升弓阀板为受电弓提供风源。

4 升弓装置故障原因分析

根据现场故障描述，造成升弓风缸压力无法建立，辅助压缩机持续工作的原因有：

（1）升弓风缸（U76）排水阀泄露，造成压力始终无法建立；（2）辅助压缩机内部电机或联接器等故障，出口风压无法满足升弓风缸压力的建立；（3）双逆止阀（.04）故障，辅助压缩机向总风缸充风，造成辅助压缩机持续工作但升弓风缸风压无明显变化。

机车回段后对机车升弓回路的制动管路外观检查无泄露点，将开放升弓风缸排水阀（U88）排空升弓风缸后关闭，辅助压缩机泵风3分50秒，升弓风缸压力从0kpa正常上升至730kpa，静置1分钟后，泄露量低于20kpa，排除辅助压缩机故障和升弓风缸排水阀泄露的原因。

HXD3C型机车故障记录中无总风缸压力值参数，可结合调取第三方数据来对该故障进行分析。中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）是中国铁路总公司新建立的机务车载数据的集成、车地无线传输平台，CMD系统通过RS485接口、以太网接口、MVB接口等采集机车网络控制系统（TCMS）、机车车载安全防护系统（6A）、列车运行监控装置（LKJ）、机车履历数据及处理后的相关信息记录，并确保事件分析时数据的同步性及一致性。检修人员可通过调用各专业分析软件接口实现详细分析，进入中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）地面应用子系统软件，调取机车网络控制系统（TCMS）基本运行信息，绘制总风缸压力曲线（图2所示）发现辅助压缩机工作（7时40分28秒）时总风压力明显上升的迹象。

结合B01U43模块结构原理分析，判断故障原因为双逆止阀（B01U43.04）犯卡，分解后发现止回阀内部明显存在大量油污杂质（图3所示）。双逆止阀（B01U43.04）卡滞虽然是导致升弓风缸压力无法建立的起因，但是压缩空气环境污损才是造成逆止阀卡滞的根源。检查该机车历史检修记录，发现7月18日和9月20日该机车先后发生了两起机车II端空气干燥器不工作的故障。因此，分析认为此次故障的根本性原因还是由于前期II端空气干燥器故障造成总风缸无法向制动系统提供洁净的风源，双逆止阀（B01U43.04）长期在潮湿、多灰尘空气环境工作，导致性能下降，当双管供风开通后，总风压力急剧下降，双逆止阀（B01U43.04）卡滞在开通位，造成辅助压缩机向2×800L总风缸充风，升弓风缸无法建立压力以满足受电弓正常升起[2]。

5 措施

尽管HXD3C型机车制动系统设计完善，系统可靠性、安全性高，但其配件控制部分也较其他机型更为复杂，需要更精细地维护保养。

（1）发生空气干燥器故障时，须定期对总风缸进行排水，如总风缸存有油污时应该对EPCU模块滤芯进行更换，对B01U43模块进行分解吹扫；（2）若运行中出现辅助压缩机风压无法上升等问题，可通过敲击双逆止阀等应急处理方式使用阀锥复位。（3）建议机车C3修及以上修程时更新EPCU电控制动控制单元的总风管、列车管、平均管及13号管过滤器滤芯，同时拆装滤芯时，注意防护，以免异物、灰尘等杂质进入滤芯而堵塞模块。（4）建议在升弓模块前加装总风管简易干燥装置，提高制动系统工作环境，减少杂质对运动部件的不良影响。（5）针对HXD3C型机车分析软件中机车各项数据匮乏，检修人员可以结合6A系统、CMD系统数据对故障进行分析，提高故障查找效率与准确性。

参考文献

[1]杜建波.HX_D3C型机车受电弓故障的查找和原因分析[J].铁道C车车辆，2013（04）：113-116.

[2]杜建波.HxD3C型机车受电弓故障的查找和原因分析[J].铁道机车车辆，2013（4）：113-116.