城市軌道交通車輛風(fēng)源系統(tǒng)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法研究

張鑫

摘要：風(fēng)源系統(tǒng)主要是由總風(fēng)缸以及空氣壓縮機(jī)所組成，其功能在于將系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所需求的壓縮空氣進(jìn)行源源不斷的輸入，整個(gè)系統(tǒng)又可以細(xì)致劃分成油路系統(tǒng)以及氣路系統(tǒng)，只有保證各個(gè)系統(tǒng)之中不同模塊之間能夠高度協(xié)同，才能夠促進(jìn)城市軌道交通車輛的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)源系統(tǒng)對(duì)于城市軌道交通車輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生了重要的作用，但由于受到各類因素的影響，很容易出現(xiàn)不同類型的故障。當(dāng)前，針對(duì)城市軌道交通車輛風(fēng)源系統(tǒng)故障的防范、預(yù)警以及處理大都是由工作人員人為操作完成，不能夠有效確保故障監(jiān)測(cè)及診斷的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，進(jìn)而引發(fā)一系列的經(jīng)濟(jì)損失，因此探尋到針對(duì)城市軌道交通車輛風(fēng)源系統(tǒng)故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷方法就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：城市軌道;交通車輛;風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)故障

城市軌道交通車輛的風(fēng)源系統(tǒng)可以劃分成干燥器以及空氣壓縮機(jī)，其中空氣壓縮機(jī)主要是用于壓縮空氣的提供，干燥器則用于干燥所獲取的壓縮空氣，并將其供制動(dòng)系統(tǒng)這類風(fēng)設(shè)備的正常使用。如若空氣壓縮機(jī)或者干燥器產(chǎn)生故障之后，風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)就不能夠正常提供壓縮空氣，導(dǎo)致壓縮空氣有著過大的濕度，制動(dòng)系統(tǒng)不能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，情況嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引發(fā)一系列的安全事故。

一、風(fēng)源系統(tǒng)的構(gòu)成以及基本工作原理

城市軌道交通車輛的風(fēng)源系統(tǒng)包含了雙塔式干燥器、空氣壓縮機(jī)以及部分輔助部件，正常運(yùn)用時(shí)為兩臺(tái)空壓機(jī)單雙號(hào)輪換工作，當(dāng)一臺(tái)空壓機(jī)故障，另一臺(tái)空壓機(jī)仍然能夠提供足夠的壓縮空氣，不影響列車正常運(yùn)行。部分零件可在日常檢修中通過測(cè)試提前發(fā)現(xiàn)問題，空壓機(jī)如故障可通過重型臨修進(jìn)行更換。而其余大部分故障都和雙塔式干燥器有關(guān)，因此要想實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷，就必須明確雙塔式干燥器的基本工作原理。

雙塔式干燥器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程之中，干燥階段與再生階段處于并行狀態(tài)，即在干燥塔中進(jìn)行壓縮空氣的干燥時(shí)，另外一個(gè)干燥塔也會(huì)再生相應(yīng)的干燥劑，干燥劑會(huì)將空氣壓縮機(jī)所提供的壓縮空氣進(jìn)行水分的吸附，讓其相對(duì)濕度不超過35%。而在吸附完成之后，干燥塔就會(huì)排出其中的水分，這樣一來干燥劑的干燥能力也能夠再生，如此循環(huán)往復(fù)，具體如圖1所示。能夠得知，當(dāng)空氣干燥器處于正常工作狀態(tài)下，T1與T2分屬于再生與干燥狀態(tài)，此時(shí)壓縮空氣會(huì)經(jīng)由P1進(jìn)入到干燥器內(nèi)部，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)有效控制電磁閥（SV）所作出的具體動(dòng)作，從而讓消聲器（MU）能夠和雙活塞閥1口（COV1）、P1和2口（COV2）進(jìn)行緊密的連接。

接著壓縮空氣會(huì)陸續(xù)經(jīng)過上述的1口與2口進(jìn)入到2號(hào)干燥塔之中，保持向上運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下干燥劑會(huì)吸附并干燥處理相應(yīng)的水分。在完成干燥之后，壓縮空氣會(huì)經(jīng)由溢流閥（OV）、單向閥（CV）、壓縮空氣出口（P2）最終被排出。在全部排出水分之后，1號(hào)干燥塔就會(huì)再生其最初的干燥能力，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)有效控制電磁閥（SV）所作出的具體動(dòng)作，從而讓消聲器（MU）能夠和雙活塞閥2口（COV2）、P1和1口（COV1）進(jìn)行緊密的連接。在這一過程之中，溢流閥（OV）可以讓干燥器內(nèi)部的壓力符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而支持雙活塞閥（COV）的順利完成。從其基本工作原理之中能夠得知，當(dāng)干燥塔和壓縮空氣入口（P1）處理連通狀態(tài)時(shí)，且溢流閥（OV）在上游部位進(jìn)行控制，那么干燥塔內(nèi)部就會(huì)有著相對(duì)較高的空氣壓力，并且壓力開關(guān)之間的觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài);如若干燥塔處于一種再生階段，那么干燥塔內(nèi)部就會(huì)有著相對(duì)較低的空氣壓力。

二、風(fēng)源系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)診斷方案

在保證城市軌道交通車輛順利運(yùn)轉(zhuǎn)的前提之下，為了最大化降低制造成本，本文結(jié)合風(fēng)源系統(tǒng)原有的硬件配合，遵循電氣控制原理，制定了“空壓機(jī)供電異?！?、“干燥器故障”、“空壓機(jī)控制異?！币约啊翱諌簷C(jī)故障”等方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷方案。

（一）電氣控制原理

本方案在制定過程之中遵循了如下電氣控制原理：當(dāng)系統(tǒng)處理正常狀態(tài)之下，如若“CM START”為高電平就會(huì)讓CMCR得電，CMC閉合;如若“CM RUN”與“CM POWER”為高電平，那么空壓機(jī)就會(huì)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，將風(fēng)力供給干燥器。不論是在何種狀態(tài)之下，兩個(gè)干燥塔都會(huì)根據(jù)既定的轉(zhuǎn)換周期T來合理轉(zhuǎn)換干燥階段以及再生轉(zhuǎn)換，如若干燥塔處在干燥階段，那么壓力開關(guān)觸點(diǎn)就會(huì)處于閉合狀態(tài)，此時(shí)“ADT2WORK”或者是“ADT1WORK”都是高電平;如若干燥塔處在再生階段，那么壓力開關(guān)觸點(diǎn)就會(huì)處于打開狀態(tài)，此時(shí)“ADT2WORK”或者是“ADT1WORK”都是低電平。

（二）故障診斷邏輯

一般來說干燥劑在不受到外在因素影響的前提之下，正常工作能夠持續(xù)時(shí)間超過2min，因此為了避免在診斷過程之中出現(xiàn)錯(cuò)誤，制定了相應(yīng)的故障診斷邏輯，具體如圖1所示。

（1）當(dāng)SIV能夠正常供電，并且“CM START”屬于高電平的范疇，就可以進(jìn)行后續(xù)的故障診斷，否則則表示風(fēng)源系統(tǒng)并不存在故障。（2）當(dāng)“CM START”屬于高電平的范疇，且持續(xù)時(shí)間不低于2s時(shí)，就可以判定其是否屬于空壓機(jī)控制異常這一范疇，如若“CM RUN”是低電平，那么就可以診斷為空壓機(jī)控制異常，如若“CM RUN”是高電平，就可以進(jìn)行后續(xù)的故障診斷。（3）當(dāng)“CM START”屬于高電平的范疇，且持續(xù)時(shí)間超過5s時(shí)，同時(shí)也排除了空壓機(jī)控制異常這一故障，就可以判定其是否屬于空壓機(jī)供電異常的診斷，如若“CM POWER”屬于低電平的范疇，那么就可以診斷為空壓機(jī)供電異常，如若“CM POWER”是高電平，那么就可以進(jìn)行后續(xù)的故障診斷。（4）當(dāng)“CM START”屬于高電平的范疇，且持續(xù)時(shí)間超過5s時(shí)，同時(shí)也排除了空壓機(jī)供電異常這一故障，那么就可以判定其是否屬于空壓機(jī)故障的診斷，如若“ADT1WORK”和“ADT2WORK”同時(shí)屬于低電平的范疇，并且持續(xù)時(shí)間超過了3s，那么就可以診斷為空壓機(jī)故障，否則就進(jìn)行后續(xù)的故障診斷。（5）當(dāng)上述假設(shè)都被否定之后，就可以診斷干燥器故障，一般來說滿足以下任一條件的都可以判定為干燥器故障。

結(jié)語：綜上所述，本次研究得出了針對(duì)城市軌道交通車輛風(fēng)源系統(tǒng)故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷的方式，可以讓相關(guān)人員在對(duì)故障進(jìn)行診斷的過程之中有著更高的效率，且診斷結(jié)果也更為準(zhǔn)確，具備良好的推廣與應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)城市軌道交通車輛風(fēng)源系統(tǒng)的故障引起高度的重視，結(jié)合實(shí)際情況積極采取先進(jìn)的故障監(jiān)測(cè)與診斷方式，這樣才能夠確保城市軌道交通車輛的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

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