DK-2 型制動(dòng)機(jī)在地鐵工程車的運(yùn)用及常見(jiàn)故障分析

鐘佳麗

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，510310，廣州∥助理工程師）

目前，廣州地鐵新線AB 型電力蓄電池工程車采用DK-2 型制動(dòng)機(jī)。該制動(dòng)機(jī)具有MVB（多功能車輛總線）網(wǎng)絡(luò)通信、壓力精確控制和空電混合制動(dòng)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制動(dòng)控制、單獨(dú)制動(dòng)控制、多機(jī)重聯(lián)、故障診斷及記錄等多種功能。

1 DK-2 型制動(dòng)機(jī)控制原理

DK-2 型制動(dòng)機(jī)采用微機(jī)模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車制動(dòng)控制：通過(guò)操縱大閘、小閘至不同制動(dòng)位置，使控制器凸輪觸發(fā)相應(yīng)位置電信號(hào)，同步發(fā)送至BCU；BCU 結(jié)合控制器電信號(hào)及傳感器信號(hào)，內(nèi)部程序運(yùn)算控制相應(yīng)電空閥得電開(kāi)啟緩解或制動(dòng)氣路，實(shí)現(xiàn)均衡風(fēng)缸壓力控制；通過(guò)電空閥及中繼閥模塊控制列車管壓力與均衡風(fēng)缸同步變化，同時(shí)，制動(dòng)缸預(yù)控模塊接受BCU 控制信號(hào)，控制作用閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)缸壓力控制。其對(duì)應(yīng)的制動(dòng)控制原理見(jiàn)圖1 所示。

1.1 后備制動(dòng)

DK-2 制動(dòng)機(jī)較傳統(tǒng)制動(dòng)機(jī)增加了制動(dòng)冗余功能，即當(dāng)BCU 故障或電磁閥故障導(dǎo)致制動(dòng)功能失效時(shí)，可旁路電子分配控制方式，將制動(dòng)機(jī)切換為純空氣分配制動(dòng)（以下簡(jiǎn)稱“后備制動(dòng)”），可雙重保障電力蓄電池工程車的行車安全。

后備制動(dòng)投入時(shí)，直接操作后備制動(dòng)閥即可實(shí)現(xiàn)工程車制動(dòng)及緩解。緩解位時(shí)，總風(fēng)經(jīng)后備控制器向均衡風(fēng)缸充風(fēng)（后備制動(dòng)控制原理見(jiàn)圖2 所示），中繼閥根據(jù)均衡風(fēng)缸壓力控制列車管充風(fēng)，列車管通過(guò)三通閥向工作風(fēng)缸充風(fēng)緩解。在制動(dòng)位時(shí)，均衡風(fēng)缸壓力通過(guò)后備制動(dòng)閥排向大氣，中繼閥控制列車管壓力同步減壓，工作風(fēng)缸通過(guò)三通閥向制動(dòng)缸充風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)工程車制動(dòng)。

圖1 DK-2 型制動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制原理

圖2 后備制動(dòng)控制原理

1.2 緊急制動(dòng)

為提高工程車運(yùn)用安全性，DK-2 型制動(dòng)機(jī)采用緊急制動(dòng)環(huán)線控制（見(jiàn)圖3）。環(huán)線主要串聯(lián)了緊急按鈕、操作臺(tái)占用、總風(fēng)低壓保護(hù)以及緊急閥觸點(diǎn)等信號(hào)，通過(guò)緊急環(huán)線得失電來(lái)控制緊急中繼動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)工程車緊急制動(dòng)。

觸發(fā)緊急制動(dòng)的條件有：

1）按下司機(jī)室控制臺(tái)上的緊急制動(dòng)按鈕（擊打式按鈕）；

2）工程車脫鉤（列車管快速排風(fēng)）或總風(fēng)低于550 kPa；

3）電力工程車緊急制動(dòng)環(huán)線中斷或失電；

1)海風(fēng)鋒指海陸風(fēng)中海風(fēng)偏冷氣團(tuán)向陸地推進(jìn)過(guò)程中遇到陸地上較暖空氣團(tuán)而形成的鋒面,為局地中小尺度天氣系統(tǒng),主要顯現(xiàn)在較穩(wěn)定的高壓控制天氣背景下。依據(jù)海風(fēng)鋒過(guò)程的高空控制系統(tǒng),以及是否有雷暴強(qiáng)對(duì)流天氣伴隨,江蘇夏季的海風(fēng)鋒可分為兩類:Ⅰ類為海上西伸副高控制下的海風(fēng)鋒;Ⅱ類為大陸高壓入海環(huán)流下的海風(fēng)鋒。Ⅰ類海風(fēng)鋒多無(wú)強(qiáng)對(duì)流配合,Ⅱ類海風(fēng)鋒常有強(qiáng)對(duì)流天氣伴隨。

4）自動(dòng)制動(dòng)控制器處在緊急制動(dòng)位；

5）司控器在快速制動(dòng)位；

6）DC 110 V 控制電源失電；

7）車長(zhǎng)閥被觸發(fā)。

圖3 緊急制動(dòng)環(huán)線控制

2 故障判斷思路

DK-2 型制動(dòng)機(jī)因設(shè)有制動(dòng)冗余及緊急環(huán)控制功能，故相比于傳統(tǒng)制動(dòng)會(huì)更加安全可靠。但該制動(dòng)機(jī)一旦發(fā)生故障，將會(huì)嚴(yán)重影響地鐵工程車的行車安全，現(xiàn)結(jié)合該制動(dòng)機(jī)控制原理，提供故障分析思路。

當(dāng)工程車出現(xiàn)故障時(shí)，分別在兩端司機(jī)室操作，如有一端正常，則可判斷為電路故障；若兩端司機(jī)室均故障，則核查BCU 輸出點(diǎn)位是否亮燈，若對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)位亮燈，可初步判斷為電磁閥內(nèi)部故障。此時(shí)應(yīng)先檢查電磁閥插頭接線緊固情況，同時(shí)可手動(dòng)按壓電磁閥閥芯，觀察故障變化情況，輔助判斷最終故障原因。

若對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)位燈不亮，可初步判斷為電路故障，應(yīng)先核查大閘在故障位置時(shí)BCU 的輸入點(diǎn)位是否正常。

若BCU 對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)位不亮，則用萬(wàn)用表測(cè)量BCU 輸入點(diǎn)直流電壓，若測(cè)量電壓為110 V 左右，則可判斷為BCU 輸入板件故障；若測(cè)量電壓不正常，則先檢查大閘主電源電壓，其次檢查大閘制動(dòng)位輸出至制動(dòng)柜線路通斷情況。如線路通斷異常，則逐項(xiàng)排查控制回路線纜插針是否存在歪斜、斷線、虛接等情況；若線路正常，則可初步判斷為大閘故障，檢查大閘插頭插針及大閘制動(dòng)位凸輪接觸位置情況，必要時(shí)更換大閘。

若BCU 輸入點(diǎn)位正常，則判斷為電子板件故障，建議逐一更換PWM（脈寬調(diào)制）板、輸出板、模擬板。

3 常見(jiàn)故障分析

根據(jù)廣州地鐵電力蓄電池工程車故障數(shù)據(jù)分析，制動(dòng)系統(tǒng)故障占故障總數(shù)10.8%，而制動(dòng)系統(tǒng)故障中的DK-2 制動(dòng)機(jī)各類故障占比情況見(jiàn)表1?，F(xiàn)結(jié)合地鐵工程車DK-2 制動(dòng)機(jī)運(yùn)用中的常見(jiàn)故障，分析故障具體原因并提供故障判斷及處理思路。

表1 制動(dòng)系統(tǒng)故障中DK-2 制動(dòng)機(jī)各類故障占比

3.1 均衡風(fēng)缸無(wú)法緩解

1）現(xiàn)象：在運(yùn)轉(zhuǎn)位或過(guò)充位的均衡風(fēng)缸壓力無(wú)法緩解。

2）分析：DK-2 制動(dòng)機(jī)通過(guò)高速電空閥258YV、257YV 實(shí)現(xiàn)均衡風(fēng)缸的緩解與減壓（見(jiàn)圖4）。均衡風(fēng)缸壓力無(wú)法緩解的原因有：①總風(fēng)塞門關(guān)閉，總風(fēng)通往均衡風(fēng)缸回路截止；②258YV（緩解電磁閥）得電卡滯；③263YV（保護(hù)電磁閥）故障；④257YV 失電卡滯，均衡風(fēng)缸充氣回路與大氣相通，無(wú)法建壓。

圖4 均衡風(fēng)缸壓力控制原理

3）判定及處理：①檢查總風(fēng)塞門開(kāi)通狀態(tài)。②檢查BCU 的PWM 輸出板2 號(hào)燈是否亮，同時(shí)制動(dòng)柜旁探聽(tīng)257YV 是否有持續(xù)排氣，若是，則為257YV 控制電路故障。③檢查BCU 輸出板2 號(hào)點(diǎn)是否常亮，若否，則為263YV 控制電路故障；若是且判斷257YV 正常時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉104，更換258YV，觀察故障是否消失。

3.2 列車管壓力無(wú)法緩解

1）現(xiàn)象：在運(yùn)轉(zhuǎn)位或過(guò)充位的均衡風(fēng)缸壓力緩解正常，列車管壓力無(wú)法緩解。

2）分析：制動(dòng)機(jī)主要是通過(guò)中繼閥實(shí)現(xiàn)列車管充風(fēng)（見(jiàn)圖5），均衡風(fēng)缸緩解正常，說(shuō)明總風(fēng)至中繼閥或列車管的通路不暢，可能的原因有：①253YV（中立電磁閥）得電卡滯，截?cái)嗫傦L(fēng)通向中繼閥的通路；②255YV（遮斷電磁閥）失電卡滯，無(wú)法向列車管充風(fēng)；③265YV（緊急電磁閥）得電卡滯，列車管風(fēng)壓自放風(fēng)閥排向大氣；④中繼閥本身卡滯，導(dǎo)致進(jìn)氣閥無(wú)法開(kāi)啟。

3）判定及處理：①檢查BCU 輸出板4 號(hào)燈是否常亮，若否，則為253YV 控制電路故障，若燈亮且按壓253YV 閥芯后故障消失，則為253YV 電空閥故障；②關(guān)閉116 塞門，重新緩解列車制動(dòng)，若可正常緩解則為265YV 故障；③檢查BCU 輸出板5 號(hào)燈是否常亮，若燈亮則為255YV 控制電路故障，若燈不亮或按壓255YV 閥芯無(wú)下降位移時(shí)，則為255YV 故障；④若以上判斷均正常，則可能是中繼閥內(nèi)部卡滯，需拆解中繼閥，檢查進(jìn)氣閥、膠墊及O型圈狀態(tài)。

圖5 列車管壓力控制原理

3.3 制動(dòng)缸壓力不成比例

1）現(xiàn)象：在制動(dòng)位時(shí)均衡風(fēng)缸、列車管壓力降壓正常，制動(dòng)缸壓力不成比例。

2）分析：制動(dòng)缸預(yù)控模塊接受大閘指令，通過(guò)260YV、261YV（高速電磁閥）實(shí)現(xiàn)制動(dòng)缸的緩解與減壓（見(jiàn)圖6）。制動(dòng)缸壓力不成比例的原因有：①252YV 故障，過(guò)充壓力無(wú)法及時(shí)緩解；②246YV 失電卡滯，預(yù)控壓力持續(xù)通過(guò)246YV 排向大氣，無(wú)法正常開(kāi)啟作用閥；③260YV 或261YV 卡滯，未能正常開(kāi)啟作用閥來(lái)控制氣路。

3）判定及處理：①按壓252YV 閥芯無(wú)下降位移，則為252YV 故障；②檢查BCU 輸出板3 號(hào)點(diǎn)是否常亮，常亮表明為246YV 異常得電，若不是但按壓246YV 閥芯無(wú)下降位移，且存在持續(xù)排風(fēng)情況，則為246YV 失電卡滯；③檢查BCU 的PWM板件3、4 號(hào)燈是否常亮，260YV 是否處于得電狀態(tài)，261YV 是否處于失電狀態(tài)，必要時(shí)更換電磁閥備件，觀察故障是否消失。

圖6 制動(dòng)缸壓力控制原理

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出DK-2 制動(dòng)機(jī)故障判斷思路，同時(shí)結(jié)合運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，提出常見(jiàn)故障分析、判定及處理思路，以提高檢修人員故障處理響應(yīng)速度及處理效率，減少運(yùn)用故障發(fā)生，保障地鐵工程車安全行車。