地铁车辆空气制动不缓解故障研究

地铁车辆空气制动不缓解故障研究

刘明松,安川,谭伟,陈亮

重庆中车长客轨道车辆有限公司 401133 

摘要：列车在正线运行时，列车空气制动系统可能会出现间歇性应用故障。当列车必须离站时，制动缓解指令无法有效传达，并在司机室显示屏上显示制动不缓解故障。然而，当此类问题出现的第一时间，司机或专业技术人员无法直接识别造成列车制动不缓解的根本原因，为确保乘客安全，只能就近进行清客下线方式处理，严重影响了列车的正常运营。为了更好地更快速的解决城市地铁车辆空气制动系统不缓解故障，迫切需要制定空气制动非缓解故障检查计划，以协助列车司机和地铁站专业技术人员在第一时间准确识别故障原因，找到解决方案，并减少此类故障的工作频率。

关键词：地铁车辆；空气制动；不缓解故障；策略

1问题原因解析

众所周知，电制动力产生早期标志位的目的是为了更好地将制动过程中电制动力的工作能力值代替特定值，从而解决早期出现的电制动力发挥时空气制动介入的问题。1.5s的切换时间是长年累月工作经验得出的。在此工况下，如果电制动力的具体值在延迟1.5s后仍不能满足制动系统所需的总制动力，则将通过空气制动进行补充。

随着时代的发展，制动水平迅速上升到了大工况，早期电制动力的产生标准无法满足现今的需求，1.5s的延迟已经成为过去。因此，在整个制动水平变化过程中，牵引系统的电制动力的实际值总是发送给制动系统。只要牵引带系统软件的电制动力的实际值不能满足制动系统的要求，制动系统就会通过空气制动进行补充。

鉴于制动级工况的快速变化，由于车辆由通信系统控制，牵引带指令和制动指令可以在瞬间改变，制动级数据信号可以在瞬间达到100%。在整个过程中，牵引带系统软件从牵引带变为制动工况，驱动力卸载后必须增加电制动力。整个过程一般需要3～4秒，而VCU在收到制动命令后仅延迟电制动力的产生1.5秒，因此电制动力无法增加到制动系统所需的力值，因此制动系统会填充空气制动。

2城轨地铁车辆空气制动系统回路原理

城市轨道交通车辆空气制动缓解电路选用列车线监控方案，依据西门子PLC可编程逻辑控制板的继电器触点进行监控。每节车厢有2个空气制动器开释继电器，用于监测列车空气制动器的缓解。以6编组列车为例，整列车有12个空气制动缓解监控继电器，这些继电器串联在一起，依据监控触点监控整列车的空气制动缓解电源电路。

空气制动器开释继电器。依据收集的数据，从EP2002中阀门产生的高频和低频指令中，实际表示自身继电器的吸合和切断，然后操作空气制动器开释的电源电路继电器的调整触点，以产生高频和低频电频。

然而，为该办法拟定的空气制动缓解技术规范仅适用于调整后的电源回路缓解M1级触点和空气制动器2触点处的空气制动，空气制动缓解电源回路的a1/a2、b1/b2和c1/c2触点无法监控，这将导致无空气制动缓解的列车正线呈现常见故障，且无法区别常见故障的方位。

依据无法区别的问题的方位，剖析了由正线空气制动故障引起的常见故障的直接原因，并研讨了以下三个原因。

1） 列车一切制动缓解电源电路接线反常。

检查列车制动缓解电源电路的路径，进路闭合时无反常。检查列车制动缓解电源电路上的接线端子排和继电器接线，无虚拟衔接。精确测量列车制动缓解电源电路继电器的磁线圈电阻值。精确测量每个继电器的阻隔开关是否为常开。

2） EP2002阀未输出空气制动器开释指令。

依据资料的信息内容，免费下载了列车数据信息摄像机。在常见故障条件下，车辆的空气制动缓解=1（有效），车辆制动控制器的转向架制动缸压力=0kpa，但铁路BCU的制动均已缓解。4反馈=0（故障），表示BCU已检查一切制动器是否未开释。监测到的制动缸压力为0kpa，表明EP2002阀发出了气制动缓解的信号指令。

3） 列车空气制动检测开释的空气的电源电路中呈现低直流电。

司机室监控屏显现的空气制动间歇改善的常见故障大多怀疑是列车空气制动缓解继电器触点或线路上司机室占用的继电器触点处的临时低频电引起的，属于随机常见故障。一切空气制动机缓解碧绿指示灯和空气制动机监控BCU监控电源电路的电流为1两个制动机缓解监控器抵达驾驶室占用2个空气制动机缓解监控，最终依据空气制动机缓解和空气制动机监控BCU的碧绿指示灯监控电源电路。当空气制动器开释控制电路中的一切继电器未闭合或继电器闭合但触点不合格时，也可能导致在正线运转期间空气制动器未开释的常见故障。

依据企业数据记载查询，当列车产生常见故障时，BCU检测到一切制动器未开释。故障时，列车制动缸压力为0kpa，但铁路BCU的一切制动已免除。4秒反馈=0（故障），表示BCU体系在没有制动缸压力时未检测到开释数据信号。

2空气制动不缓解故障的解决办法

经过对上述空气制动缓解控制电路作业原理的剖析，以及对正线列车运转中空气制动未缓解故障的剖析，明确提出了改善空气制动缓解控制电路IO监控设备的解决方案，故障产生时司机和车站专业技术人员解决故障的精确性和及时性。列车空气制动缓解监测控制电路的控制逻辑定义为：当收集到的条件一致时，正常的18个监测点（新增6个监测设备，空气制动每段2个监测设备）不报故障。当空气制动缓解控制电路中任何继电器触点的电频率低时，工业触摸屏驾驶室的监控屏幕报出空气制动缓解控制电路的匹配部分断开故障。

结论

改善空气制动缓解控制回路IO监控点的方案已在某地铁一期工程架修车辆上使用，现场使用取得了良好的效果。在此阶段不会呈现空气制动故障。在初期IO监控设备更新改造过程中，模仿正线空气制动故障，司机室监控屏工业触摸屏能精确陈述故障方位，试车线和正线运转正常。改善空气制动缓解电源电路IO监控设备的方案进一步进步了地铁站列车司机和专业技术人员辨认故障原因的精确性和解决问题的及时性，对后续地铁站工程的运营具有良好的实用价值。

参考文献：

[1]于鹏超.基于架控模式的市域动车组制动控制关键技术研究[D].北京：中国铁道科学研究院，2016.

[2]张瀚文，吴萌领，田春.电机械制动冲动限制控制研究[J].交通技术，2020，9(1)：23-31.