浅析和谐机车停放施加、缓解按钮功能紊乱原因

 

陈立青,易文祺

摘要：本文通过对和谐机车的停放制动施加、缓解功能控制原理进行分析，从根本上解决机车的停放制动施加、缓解功能紊乱的情况，提高产品质量，识别试验风险，消除机车运用安全隐患。

关键词： 停放制动施加 停放制动缓解 冗余

一、背景

2021年9月份，乘务员提报停放制动施加和缓解均作用不良。检查发现II端试验正常，I端试验该故障出现，试验发现按压停放制动施加按钮，机车停放制动未施加；按压停放缓解按钮，停放制动施加按钮灯亮，机车停放制动施加。接着按压停放缓解按钮，机车停放制动不缓解，最后按压停放制动施加按钮，停放制动施加按钮灯灭，机车停放制动缓解。

二、功能原理分析（以DK-2制动机为例）

1、电气控制原理分析

1.1停放按钮控制原理分析

1.1.1硬线控制

按压司机台停放施加按钮=28-S186 ，281211.05线得电，停放双脉冲电磁阀 243YV 停放施加电磁阀得电后，停放制动施加。

按压司机台停放缓解按钮=28-S187 ，281241.06线得电，停放双脉冲电磁阀 243YV 停放缓解电磁阀得电后，停放制动缓解。

1.1.2网络控制

按压司机台停放制动施加按钮=28-S186，数字量输入输出 DXM32 模块的 E32_15 节点接收高电平信号后。本车CCU 根据此信号判定为机车施加停放制动指令， CCU 向数字量输入输出 DXM38 模块的 A38_03节点传输闭合指令，最后经281241.02导线让双脉冲电磁阀 243YV 得电后，完成停放制动施加。

按压司机台停放制动缓解按钮=28-S187，数字量输入输出 DXM32 模块的 E32_14 节点接收高电平信号后。本车CCU 根据此信号判定为机车缓解停放制动指令， CCU 向数字量输入输出 DXM38 模块的 A38_04 节点传输闭合指令，最后经281264.03导线让双脉冲电磁阀 243YV 失电后，完成停放缓解。

1.2断电停放施加原理分析

在关断蓄电池输出控制开关=32-S01 时，=32-K02绕圈即失电，其辅助常开触头断开，时间继电器=28-K05 的控制电源 B1失电，但蓄电池总开关=32-Q82 并没有断开，此 时=28-K05的工作电源 A1还是处于得电状态。因时间继电 器=28-K05 是在 F 模式下，即A1有电，B1从有电到无电时，=28-K05 继电器动作，辅助常开触头闭合并延时断开，281241．01线暂时得电，延时60 s后再失电，此时停放制动施加电磁阀已收到了给它的脉冲信号，机车实施停放制动。

1.3停放按钮灯显原理分析

停放制动施加按钮灯受停放管路中停放压力开关控制。按压司机台停放施加按钮=28-S186 ，停放制动施加电磁阀得电，排除了停放制动缸的压缩空气，停放制动管中的压力逐渐下降至0kPa，制动机上的286kPa和290kPa中的两个压力开关依次动作，数字量输入输出 DXM35 模块的 E38_14 和 E35_09 两个节点也依次由高电平转变为低电平，停放制动施加按钮=28-S186中的红色警示灯常亮，提示停放制动已施加。

反之，当按压司机台停放缓解按钮=28-S187，停放制动缓解电磁阀得电，停放制动缸的压缩空气压力逐渐增大，制动机上的286kPa和290kPa中的两个压力开关依次动作，数字量输入输出 DXM35 模块的 E38_14 和 E35_09 两个节点也依次由低电平转变为高电平，停放制动施加按钮=28-S186中的红色警示灯熄灭，提示停放制动缓解。

2、停放管路气路原理分析

2.1停放管路主要组成部分

机车停放制动通过带有停放制动缸实施停放制动力，每个转向架上有一半的带停放制动弹簧装置的基础制动部件，并斜对称的分布在转向架上，当停放制动缸内充入压缩空气时缓解弹簧装置作用在车轮上的力，停放制动缓解；当停放制动缸内压缩空气排出时，弹簧装置反弹施加作用在车轮上的力，停放制动施加。

停放制动模块由停放制动调压阀 、双 脉 冲 电 磁 ( 243YV) 、停放制动压力开关( 286KP/290KP) 、双向阀、停放制动塞门等部件组成。根据停放制动缸的所需缓解压力，停放制动调压阀可以设定整定值，停放制动压力开关也可以设定整定值。其中双向阀作用采集停放缸和制动管路压力，比较后取大值，两边压力不叠加。

2.2停放管路气路原理

停放制动施加受按钮硬线、网络双通道冗余控制，双脉冲电磁阀施加阀得电，停放风缸中的压缩空气通过双脉冲电磁阀排期控排向大气，停放制动缸中的弹簧装置作用在车轮上，停放施加。

停放制动缓解受按钮硬线、网络双通道冗余控制，双脉冲电磁阀缓解阀得电，总风向停放风缸中充入压缩空气，停放制动缸中的弹簧装置作用在车轮上的力被压缩空气压力抵消，停放缓解。

3、停放制动施加内部逻辑

停放制动施加、缓解受按钮硬线、网络双通道冗余控制，硬线信号和网络信号控制在时间上有时间差，最终控制方式存在两个工况：

工况1：当按钮短按时，按下时间≤1S（网络模块信号传递时间约1S）时，硬线信号时间短于网络信号时间，双脉冲电磁阀受网络信号控制；

工况2：当按钮长按时，按下时间>1S（网络模块信号传递时间约1S）时，硬线信号时间长于网络信号时间，双脉冲电磁阀受硬线信号控制。（硬线信号传递速度较网络传输速度慢，双脉冲电磁阀实施动作按照最终接收信号执行） 

三、现象结合理论分析

经核查网络信号控制线缆接线正确，原理图分析和现场模拟试验，I/O试验无法识别、验证出接线错误情况下，停放制动施加、缓解的功能异常状况。

接线错误原理分析（硬线281211.05、281241.06互错，网络信号接线正确）

根据以上原理分析及现场模拟验证，当接线错误时，会出现以下情况：

工况1（已施加停放制动）：短按停放缓解按钮，电磁阀动作受网络信号控制，双脉冲电磁阀缓解阀得电，停放缓解功能正常；停放施加灯灭，灯显功能正常。无法识别、验证按钮硬线接线错误。

工况2（已施加停放制动）：长按停放缓解按钮，电磁阀动作受硬线信号控制，由于硬线线路互反，此时缓解按钮下硬线为停放施加线，双脉冲电磁阀施加阀得电，停放无法缓解；由于灯显受停放管压力开关控制，停放施加灯亮，灯显状态与实际按压动作所需求的停放状态不一致，可以识别、验证按钮硬线接线错误。

工况3（已缓解停放制动）： 短按停放施加按钮，电磁阀动作受网络信号控制，双脉冲电磁阀施加阀得电，停放施加功能正常；停放施加灯亮，灯显功能正常。无法识别、验证按钮硬线接线错误。

 工况4（已缓解停放制动）：长按停放施加按钮，电磁阀动作受硬线信号控制，由于硬线线路互反，此时施加按钮下硬线为停放缓解线，双脉冲电磁阀缓解阀得电，停放无法施加，停放功能异常；停放施加灯灭，灯显状态与实际按压动作所需求的停放状态不一致，可以识别、验证按钮硬线接线错误。

根据以上分析，当接线错误时，试验结果受按钮的短按、长按操作不同的影响，会存在无法测试出功能异常的情况，同时在现场操作时会存在功能紊乱得现象。

综上所述，本次故障发生的原因有二，其一为按钮接线错误直接导致原理错误，其二为按钮按下后电磁阀动作受硬线和网络冗余控制，按钮按下时间决定了控制模式的不同，加之不同情况下停放风缸风压的不确定性，间接的导致了停放双脉冲电磁阀动作紊乱的情况。

参考文献：

[1]朱毅. 深度国产化HXD1型交流机车停放制动工作原理与控制电路分析[J].技术与市场,2019,06,(1):69-71

[2]作者简介：

陈立青 1989年 湖南 本科  工程师  售后技术工程师

易文祺 1989年 湖南 本科  工程师  调试工程师