动车组制动系统故障分析

动车组制动系统故障分析

王耀辉

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摘  要

动车运输在中国交通运输行业中占据着十分重要的地位，是现代交通运输最主要的方式之一。车辆一旦出现安全问题就会造成无法挽回的重大损失。所以，机车的安全运行问题就显得尤为重要，再加上我国特殊的情况，人口众多，国土跨越范围大，恶劣的自然环境再加上极端的天气情况都给跌路运输和动车运行安全带来了不小的挑战。而动车组制动系统在整个车辆系统中扮演着重要的角色。是动车安全运行的保障，制动系统状态的好坏直接影响到动车运行安全。制动系统出现问题要快速找到问题所在，才能完成故障修理。所以动车组制动系统故障分析与诊断研究就显得十分必要。

关键词：动车组，制动故障，分析

一、绪论

中国的土地面积是辽阔的人口也是众多，所以在中国的动车运输行业在整个交通运输业中占有十分重要的地位，动车运输在我国的经济发展中起到非常重要的作用。据统计，截至2018年底，我国动车运营里程己达13万公里。在中国动车运输十分重要和普遍，就导致人们对列车运行安全就十分看重，而且社会对安全问题也十分看重。空气制动系统是列车的一个非常重要的位置，在整个列车系统当也中举足轻重，制动系统的性能影响了列车是否能够安全运行，所以它的性能和状态就十分重要，如果制动系统出现问题就容易发安全事故生，容易造成比较重大的生命财产损失、造成不可挽回的成人员伤亡等等。

二、动车制动系统结构及工作原理

动车的制动系统主要是能够使动车能够进行正常的制动作用，在制动时能够稳定的使动车停下来，又能让动车在发生紧急状况的时候能够及时快速的停下，这对列车安全运行十分的重要。空气控制装置和基础制动装置组成制动系统，这两个在制动系统中是十分重要的。这两部分组成了制动系统。在这其中空气控制装置把空气进行压缩，可以把压缩的空气视为推动装置的动力作用。可以控制这些压缩推动其他的装置，使其相应的装置完成相应的动作。

三、动车制动系统故障分析与诊断

3.1 制动感度故障分析

制动感度故障就是反应不灵敏了，反应慢或者是不对指令做出反应。具体情况在数据图中的表现为副风缸和控制支管的压力开始下降的时候，制动缸中的压力不上升或者上升的极为缓慢。如果图中有这些表现就为制动感度故障，列车出现这类故障之后，因为制动时反应不灵敏，会造成制动不及时，造成事故。

图4 单车实验中制动感度故障局部曲线

看图4我们可以从中发现，当时间到达6220s，列车管当中的压力开始减低降低的时候，而且是以最小常用减压速率和减压量进行减压的，列车管当中的压力从496.5KPa下降到457.7KPa之后保持列车管的压力没有较大幅度的变化，但是可以看到制动缸上游和下游的压力没有增加，所以闸瓦和车轮之间就的不到足够的摩擦力，发生的就是制动感度故障就不能进行正常制动作用。

3.2 制动安定故障分析

制动安定故障是在进行正常的减压制动的时候，结果变成了紧急制动从而引发事故的故障，在图中的表现为副风缸和控制支管的压力开始下降，制动缸中的压力开始迅速上升，副风缸的压力急剧下降，直至为零压力，无法进行正常的制动缓解作用，这就是制动安定故障。

图5 单车实验中制动安定故障局部曲线

根据图5可以看到，列车管的初始压力值为500KPa，当在9758s的时候列车管用常用制动最大减压速率和减压量开始排气，使其中的压力开始变小，但是列车管中压缩气体排出过快，这个时候制动缸中对压力开始上升，速度也是十分的快速，制动缸上游的压力迅速达到400Kpa。但是因为有安全阀的存在，导致制动缸压力（下游）不超过190KPa，发生这种情况就是发生了制动安定故障。

发生制动安定故障有两个原因，第一个原因是紧急阀发生了故障，第二个原因是120阀主阀发生了故障。如果紧急阀安定弹簧弹长期使用导致弹力变弱，紧急活塞两侧压力比弹簧的力大，就会使弹簧受力压缩，就容易把放风阀推开，这样就会发生紧急制动这种情况。第二种情况是紧急活塞的轴向孔发生了堵塞，就会使紧急室的压缩空气流不过去，或者流速变得十分缓慢，这就造成一侧压力大一侧压力小，从而产生较强的压力，从而差推开放风阀。如果主活塞膜板老化和减速弹簧与弹簧座反装，就可能发生制动安定故障。

3.3 缓解不良故障分析

缓解不良故障时已经发出缓解指令，但是列车不发生缓解作用或者缓解的十分缓慢，这就是发生了缓解不良故障，在图上的表现就是副风缸和控制支管的压力已经开始上升了，但是制动缸中的空气压力不减小，列车如果在正常驶过程中发生了缓解不良故障，那就是一直在制动当中行驶，加速损耗闸瓦，浪费能源。

图6 单车实验中缓解不良故障局部曲线图

从图6中可以看到，在第79964s的时候列车管压力开始从511.9KPa增加到597KPa，制动缸中的压力从343.8KPa增加到360.8KPa,压力没有立即降低并且之后持续很长的一段时间，然后要才开始慢慢的下降，这种情况就是发生缓解不良故障。

缓解不良故障的诱发因素有几种，加速缓解阀发生故障可能造成缓解不良故障，空重车自动调整装置坏了也有可能出现这种情况，制动缸发生故障也是会引起缓解不良，120阀和降压风缸出现问题或者其管系漏泄这几种情况都是有可能造成缓解不良故障，要仔细分辨确切是由什么因素引起的。

如果缩孔堵塞了，那么制动缸压力中的压力及不能排出去，使制动缸中的压力不能得到缓解，这是加速缓解阀出现了故障。

如果传感阀活塞组成或触杆与阀体卡住了，就会使夹心阀打不开，降压风缸的高压气体无法排出，就会使限压活塞夹心阀关闭无法正常打开，发生这种情况也会造成制动缸缓解不良，这是空重车自动调整装置出现了故障。

结论

我国动车运输这几年发展十分迅速，载重量和运行速度质的提升，但而动车制动系统的故障诊断研究没有跟上速度的发展，目前我国仍处于起步研宄阶段，目前我国的制动系统的故障诊断还主要依靠人工经验检测判断和“5T”设备，但是这两种方法的诊断准确率不高，现在的检修和故障定位，还主要依赖人工经验，人工效率很低，在某种程度上来说制约了我国动车运输的发展。本文针对我国动车组制动系统故障诊断和检修现状，以装有120型控制阀的动车空气制动系统为研究对象，根据得到的空气压力数据，利用matlab软件做出曲线图。根据图表进行故障的诊断和分析。

参考文献

[1]迟会港；内燃机车空气制动机设备故障诊断及维护保养分析.企业技术开发，2018

[2]王伟梁；车辆空气制动系统的故障诊断与维护管理.住宅与房地产，2019

[3]吕宗杰；机械设备状态监测的故障诊断技术研究.中国设备工程，2020

[4]吴群波；机电一体化设备的故障诊断技术运用研究.南方农机，2019