CRH6A型動車組保持制動功能及故障案例淺析

馬濤

摘 要：為適應(yīng)我國城際鐵路運輸需求而新研發(fā)的城際型動車組，CRH6A型動車組融合了我國現(xiàn)有動車組各項優(yōu)勢，并結(jié)合運行工況加裝配備了部分自主研發(fā)的特有功能。本文就CRH6A型動車組保持制動功能及故障案例進行淺析。

關(guān)鍵詞：CRH6A型動車組；城際鐵路；保持制動；故障案例。

隨著我國高速鐵路的發(fā)展，同時為滿足快速增長的客運需求，優(yōu)化拓展區(qū)域發(fā)展空間，在“四縱四橫”高鐵網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，增加客流支撐、標準適宜、發(fā)展需要的高速鐵路，形成以“八縱八橫”主通道為骨架，區(qū)域連接線銜接、城際鐵路補充的高速鐵路網(wǎng)。實現(xiàn)以省會城市為中心的交通經(jīng)濟圈。因地制宜，研制特有動車組、修建專線，科學(xué)確定建設(shè)標準，建設(shè)專門服務(wù)于相鄰城市或城市群之間的旅客運輸專線鐵路，

相對于各地間城際鐵路運行工況差異，針對差異點對城際鐵路專門研發(fā)的城際型動車組進行了針對性的優(yōu)化、改良，具備運能大、起停速度快、乘降速度快、安全節(jié)能等特點。為此設(shè)計了輕量化大載荷的車體，大軸重的高速轉(zhuǎn)向架，適應(yīng)快起快停運營特點的大扭矩大功率的牽引及輔助系統(tǒng)，滿足坡道運行起停的制動系統(tǒng)等等。

保持制動功能就是CRH6A型城際動車組制動系統(tǒng)針對坡道起停而研制的全新功能。并且在運營中起到重要的作用，保證了列車平穩(wěn)運行。

1.保持制動設(shè)計邏輯

1.1保持制動的設(shè)計理念

CRH6A 型動車組為防止列車停在坡道上出現(xiàn)溜車現(xiàn)象，設(shè)計有保持制動功能，當列車停穩(wěn)后自動施加，保持制動制動力為常用制動 4 級的制動力。

1.2保持制動施加及緩解邏輯

（1）保持制動施加邏輯：

各車 BCU 檢測到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下發(fā)的 01 車或 00 車速度低于 3km/h，且處于制動工況時自動施加保持制動。

（2）保持制動緩解邏輯：

滿足以下任意一條，即可緩解保持制動：

①操作司機配電盤內(nèi)【保持制動切除】旋鈕至紅點位。

②任意一個牽引變流器檢測到車輛施加牽引指令（ 9、 11 號線得電）且速度大于 2km/h。

③各車 BCU 檢測到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下發(fā)的 01 車與 00 車速度均大于 3km/h，在牽引工況下，制動控制裝置BCU 緩解保持制動。

（3）故障檢測邏輯

各車制動控制裝置BCU 在緩解保持制動后的 3 秒內(nèi)若未收到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)來的緩解保持制動指令，上傳 MON 屏報出“保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）”。

2.典型故障案例

2.1故障詳情

2018 年 3 月2 日，配屬鄭州局鄭州動車所 CRH6A-0429 列新造動車組擔(dān)當 0026 次（即墨-鄭州）交路， 00 車主控。 12：17 分即墨站發(fā)車時， P1 級牽引時列車無速度，全列保持制動無法緩解； P10 級牽引動車后全列報保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）。將【保持制動切除】旋鈕旋至紅點位，隔離保持制動后維持運行。

2.2故障處理

2018 年 3 月 2 日， CRH6A-0429 列動車組入鄭州動車所， 檢查情況如下：

（1）查看檢修模式下故障記錄， 全列同時報“ 保持制動指令（ HB）異常” ， 無其余相關(guān)故障記錄。

（2）下載 00 車 DRWTD 數(shù)據(jù)分析：在司機施加 P1 級牽引 期間電機電流反饋值正常， 列車速度為 0km/h時，全列 制動壓力始終為 B4 級制動壓力，保持制動未緩解。司機將牽引手柄歸零，網(wǎng)絡(luò)開始施加制動，直至司機施加 B7級制動并保持。當司機再次施加 P1級牽引，期間電機電流反饋值正常，列車速度為 0km/h時，全列 制動壓力始終為 B4 級制動壓力，保持制動未緩解。司機將牽引手柄歸零。司機再次施加牽引，逐漸至 P10 級后保持，列車速度為 4 km/h后， 全列 BC 壓力開始緩解，并全列報保持制動指令（ HB）異常（代碼 081）。

（3）下載 00 車 BCU 故障記錄，記錄 1 條“手動 HB緩解指令異?！?故障。

分析 00 車 BCU 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在-3s 時刻前為保持制動施加狀態(tài)， BCU 未接收到車輛的保持制動切除信號和網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的保持制動緩解指令，且車輛一直處于牽引狀態(tài)。 當 BCU 同時接收到“ 1 號車 3km/h 以上信號”和“ 8 號車 3km/h 以上信號”時，將保持制動強制緩解，并記錄“保持制動指令（ HB）異?！惫收?。

2.3原因分析

P1 檔時啟動牽引力為 80 kN，保持制動力約為 198.7kN，P1 牽引力無法克服保持制動力，列車速度始終為 0 km/h，不滿足“保持制動緩解”指令發(fā)出的邏輯，因此 P1 檔不能緩解保持制動。P2 檔時啟動牽引力為 296kN，車速 2km/h 時牽引力約為 224kN，此時考慮列車啟動阻力 19kN 和保持制動力 198.7kN，合計阻力為 217.7kN，與牽引力 P2 檔 2km/h 時的牽引力基本相當，因此 P2 檔牽引力不足以將車速加速至 2km/h 以上，不滿足“保持制動緩解”指令發(fā)出的邏輯，因此 P2 檔不能緩解保持制動。

2.4故障結(jié)論

0429 列牽引變流器供應(yīng)商為永電捷通，首次在 CRH6A 型動車組裝車，而且僅裝車 1 列。根據(jù)數(shù)據(jù)分析情況，初步分析為 P1 檔時，牽引力無法克服保持制動力，列車速度始終為 0，不滿足“保持制動緩解”指令發(fā)出的邏輯導(dǎo)致保持制動無法緩解。

核查牽引變流器軟件內(nèi)部邏輯，發(fā)現(xiàn)牽引變流器發(fā)送“保持制動緩解指令”邏輯中使用的速度信號為矢量，00車主控時速度為負值，始終小于正2km/h，不滿足“保持制動緩解”指令發(fā)出的邏輯導(dǎo)致保持制動無法緩解。

3.關(guān)于保持制動功能的完善建議

保持制動功能作為列車運行的關(guān)鍵輔助功能，不僅要保證列車的平穩(wěn)運行，更要遵循安全導(dǎo)向的設(shè)計理念，通過故障案例，發(fā)現(xiàn)存在的缺陷和漏洞，及時作出優(yōu)化，完善功能，消除安全隱患，提出以下幾點完善建議：

（1）完善牽引變流器（CI）軟件內(nèi)部邏輯，將保持制動施加和緩解的條件由網(wǎng)絡(luò)進行判斷，從而控制保持制動施加和緩解。

（2）完善制動系統(tǒng)安全環(huán)路，保證在該功能出現(xiàn)突發(fā)故障時不影響行車安全。