动车组防滑阀常见故障分析

动车组防滑阀常见故障分析

焦然

（中国铁路北京局集团有限公司北京动车段石家庄动车运用所河北石家庄050000）

摘要：防滑阀是动车组制动系统的重要组成部件，在空气制动参加的列车制动过程中，起到防滑作用。在空气制动起作用时，防滑阀接受由滑行检测器发出的制动缓解信号及再制动信号，控制制动缸压力空气的供给的开合及排气，防止动车组的车轮发生滑行，同时有效控制制动距离的延伸。

关键词：动车组；防滑阀；常见故障

1防滑控制原理

动车组车辆防滑保护系统原理：制动控制单元把采集的高低电平的电流脉冲信号转化为速度信号。防滑保护系统根据采集的硬线速度信号以及收到的网络列车速度等信号进行检测判断。当车轴发生滑动现象时，通过牵引控制单元TCU缓解电阻制动，通过制动控制单元BCU缓解空气制动；当发生轴不旋转故障时，车辆控制单元CCU通过触发滚动测试进行故障确认或直接触发紧急制动停车，确保车辆运行安全。

2WSP防滑保护控制原理

2.1减速度判据的控制原理

减速度判据是与其他轮对无关的独立判据标准。制动时，当轮轨间黏着较差时，制动力大于轮轨间最大摩擦力，轮对容易发生滑动状态。BCU通过采集的速度信号计算出减速度，当轮对减速度突然增大（滑动后轮对速度低于列车速度）控制防滑阀保压、排风降低制动力，轮对停止滑动后控制防滑阀保压、充风恢复制动。

2.2速度差判据的控制原理

速度差判据是车辆4条轮对间比较的一个判据标准，一般选取最高轴的速度作为参考速度。通过各轴与参考速度进行比较来控制防滑阀的动作。

列车制动过程中，防滑器主要按照以上两种判据标准，实时对各单车4条轮对的速度信号进行采集、计算、比较，根据比较结果并控制防滑阀实现跟随黏着变化连续调节制动力，并有效地防止轮对擦伤。

2.3DNRA轴不旋转监测装置保护控制原理

车辆DNRA轴不旋转监测装置由冗余的两套系统来实现对一辆车的4个轴进行监测。其中，动车：一套DNRA功能由BCU内的WSP模块来实现，另一套由TCU来实现；拖车：一套由BCU内的WSP模块来实现，另一套BCU内的DNRA模块来实现。

动车组的轴不旋转检测主要用式（1）进行判断：

（0.7V参-V轴）＞50km/h（1）

式中：V参的取值与列车速度的参考值相关，V轴是速度传感器采集的单根轴的速度。

当车辆处于牵引状态时，动车的车轴速度比拖车车轴速度高，所以取动车牵引电机的最高速度为速度参考值，接近列车速度；当车辆处于制动状态时，动车电机的转速会相对于拖车车轴转速低，所以取拖车速度为速度参考值。

当0.7V参-V轴的值大于50km/h时，就说明V轴数值偏小，且已经超出了安全范围。而当系统持续检测V轴超出安全范围在4s以上时，就会认为轴抱死了，则列车报出轴不旋转的故障。

3防滑故障分析

3.1速度传感器信号故障分析

如果防滑保护系统采集的速度信号出现故障时，对应单车BCU发送相应诊断代码给司机室显示屏HMI。例如代码1736（至少1个速度传感器故障），司机根据代码提示进行限速200km/h行车。如果BCU检测到防滑阀故障或防滑保护失效时，BCU发送相应诊断代码给HMI，例如代码1713（1轴防滑阀故障）、1723（2轴防滑阀故障）、1733（3轴防滑阀故障）、1743（4轴防滑阀故障）、1710（1、2轴防滑阀响应超时）、1730（3、4轴防滑阀响应超时），司机根据代码提示进行限速200km/h行车。

如果轴不旋转监测装置采集的速度信号出现故障时，对应单车BCU发送相应诊断代码给HMI。例如代码17A1（1轴速度传感器DNRA信号故障）、17B1（2轴速度传感器DNRA信号故障）、17C1（3轴速度传感器DNRA信号故障）、17D1（4轴速度传感器DNRA信号故障）、17C6（至少1个轴速度传感器DNRA信号故障），司机根据代码提示进行限速200km/h行车。

如果WSP/DNRA检测到轴不旋转故障时，BCU发送相应诊断代码给HMI。例如代码1712（1轴不旋转）、1722（2轴不旋转）、1732（3轴不旋转）、1742（4轴不旋转）；或者DNRA检测到轴不旋转故障时，同样发送相应诊断代码给HMI，例如代码17A2（1轴不旋转）、17B2（2轴不旋转）、17C2（3轴不旋转）、17D2（4轴不旋转），会触发列车滚动测试，测试失败触发UB紧急制动停车。

3.2车辆滑行踏面擦伤故障分析

CRH2型动车组在厂内动态试验时，施加紧急制动后，试验人员在车辆上明显感受到车辆减速度变化大，下车检测发现多处踏面擦伤痕迹。此时，速度传感器采集信号正常，列车显示屏没有出现任何故障诊断代码。但由于轮轨间制动力超过了最大黏着力导致车辆发生滑行。

车辆发生滑动或轴抱死后，防滑保护系统功能正常。但是，低速情况下，制动缸压力、车重、轨道环境未明显变化的情况下，减速度发生突变。分析是由于新闸片与盘之间的摩擦系数的突然变大导致制动力变化造成的。后续，动态跟踪车辆状态，踏面擦伤现象未持续发生，待进一步验证该结论。

4故障原因调查

4.1残留胶

对复位弹簧处于压缩状态的阀进一步处理，动、静铁芯分离后，观察发现，配合部位存在明显胶状异物，胶状物使得静铁芯和动铁芯粘接固联在一起。经进一步调查发现，胶状物来源于生产静铁芯时涂抹的一种厌氧性胶，由于胶的涂抹量超出规定值，同时后期装配时未清理，导致胶残留在静铁芯内壁，静铁芯连接部位示意，黄色为残留胶。该胶为厌氧性，在有氧气的情况下胶为液态，当动铁芯与静铁芯之间相对运动很少时，在其接触处会逐渐出现隔绝空气的区域，该区域内胶逐渐固化，使得静铁芯和动铁芯粘接固联，当粘接力大于电磁力时，动铁芯将不能动作，就像被卡住一样。

4.2金属杂质

1）防滑阀自身将防滑阀内发现的金属杂质送第三方进行成分检测，经检测分析，金属杂质为碳钢材质。由于防滑阀内无碳钢材质结构，初步分析异物并非来自防滑阀本身。

2）气路板的内部管气路制动控制装置在组装前，会对气路板进行吹尘处理；空气从风缸进入气路板之前需要经过60目的过滤器，类似块状金属屑不可能进入到气路板中。另外，目前该类型的金属屑，在其他阀类没有出现，可以判断出不是来自气路板的内部管气路。

5结论

防滑阀是动车组制动系统的一个关键部件，也是安全制动的最后一道防线，应采取措施降低防滑阀的故障率。通过以上对防滑阀的功能机理及常见故障分析可知，为保证防滑阀的正常运用，应从以下方面入手：严格控制防滑阀的生产工艺，尤其在静铁芯生产时，严格控制胶的用量，同时做到及时清理残余胶；主机厂在生产和装配车体管路时，要保证管路的清洁；定期对防滑阀进行防滑自检，发现异常时及时更换备品。

参考文献：

[1]顾小山.CRH2型动车组制动系统防滑控制的优化[J].铁路计算机应用，2017，24（10）：41-43+46.

[2]冷宏军.动车组制动系统故障总结和解决方案[J].黑龙江科技信息，2016（27）：18～19.