关于和谐号动车组空压机故障分析及解决措施

关于和谐号动车组空压机故障分析及解决措施

窦留义[1]，张璐璐，栗冬枫

（中车唐山机车车辆有限公司 唐山市丰润区厂前路3号  邮编：063035）

摘要：和谐号动车组发生空压机问题。严重影响列车正常运行秩序。我们把前期发生的问题进行了分析，并根据原理分析现车调查，制定了一套解决措施，以减小此问题造成的影响，使列车尽可能的维持正常运行。

关键词：空压机  滤网  卡片

引言

和谐号动车组共发生多起空压机类故障。01车闪报主风管风压过低（1910），故障时刻两台空压机均报出1780/178D,压缩机不启动，总风风压在6.8bar。运行中两台空压机不启动，风压持续降低会影响车组运行，严重时会启动机车救援。严重影响列车正常运行秩序。我们把前期发生的问题进行了分析，并根据原理分析现车调查，制定了一套解决措施，以减小此问题造成的影响，使列车尽可能的维持正常运行。

一、控制原理

和谐号动车组在03/06/11/14车各设有一台空气压缩机。在正常运行时，根据主空压机内部计时器控制板，控制启动时间少的主空压机工作；当一台主空压机不能正常工作时，自动切换至其它主空压机工作。

当列车主风压低于8.5bar时TBM控制启动一台主空压机，低于8.3bar时启动第2台主空压机，低于8bar时启动所有主空压机。

如果主空压机所在车BCU检测到总风压力低于7.8bar，不管TBM指令如何，控制启动本车主空压机。如果主空压机所在车BCU检测到总风压力高于10.3bar，不管TBM指令如何，控制关闭本车主空压机。

主空压机根据用风需要，通过本车制动控制单元（BCU）输出主空压机工作指令，使34-Q12接触器线圈得电闭合。其中34-Q12主触点接通AC440V电源使主空压机工作，34-Q12接触器13-14辅助触点反馈主空压机工作状态。当制动控制单元输出控制信号和反馈信号不一致时判断主空压机控制失效，封锁该主空压机。

图1  主空压机控制原理图

空压机在工作时，通过电机驱动风扇产生冷却风源，冷却风源经过散热器带走压缩机产生的热量，从位于空压机底板的排风口排出，从而给空压机进行散热。

图2主空压机冷却风源示意图

主空压机诊断原理

1.故障代码1780报出原理：当主空压机长时间工作时，散热的风源不能快速带走压缩机产生的热量，当主空压机温度达到112±6℃时，报出代码1780（空压机温度不正常）。同时主空压机高温保护自动停机，直至主空压机温度正常后代码1780消除，主空压机可继续工作。

2.故障代码1781报出原理：如果BCU的主空压机激活命令（MRC_Y_On）和反馈信号（CL_MRC_R_On）不一致时报代码1781（空压机的电子控制失效）。当故障报出时，封锁主空压机，且故障无法自动复位，需要通过ST03A软件清除故障代码。也可以通过STO3A软件控制启动/关闭主空压机或进行自动制动试验ABT，当BCU检测到空压机启动指令和反馈信号一致后，复位故障代码。

3.故障代码1782报出原理：如果BCU的主空压机干燥器激活命令（MRC_Y_HeaterOn）和反馈信号（CL_MRC_HeaterOn）不一致时报代码1782（空压机的干燥器失效）；当故障报出时，封锁主空压机。空压机干燥器激活命令（MRC_Y_HeaterOn）在BCU上电工作后自动激活，每半小时进行一次自动重启，如果重新检测到反馈信号和激活命令一致，自动复位该故障。

4.故障代码1783报出原理：如果BCU未发送主空压机激活命令，主空压机硬线反馈激活，则BCU报代码1783（空压机未关闭）。

5.故障代码1784报出原理：如果BCU发送主空压机激活命令，主空压机硬线未反馈激活，则BCU报代码1784（空压机未开启）。

6.故障代码1910报出原理：当车辆不在静止状态时，如果车辆平均总风压力低于7.0bar延时30s后，报出代码1910（总风管压力过低），总风压力大于7.5bar持续15s时，代码1910消除，故障自动恢复。

综上，当BCU的A9板卡发送主空压机激活命令，但A9板卡未收到主空压机硬线反馈激活时，报故障代码1781、1784；当BCU的A9板卡未发送主空压机激活命令，但A9板卡收到主空压机硬线反馈激活时，报故障代码1781、1783；故障代码1781会伴随1784或1783同时出现。

二、调查分析情况

车组入库后检查发现空压机滤网严重脏堵。使主空压机温度达到温度保护阈值停止供风，主空压机温度低于保护阈值后恢复供风。

图3  空压机滤网

三、整治方案

针对前期发生的主空压机故障,现有方案存在下述问题：（1）BCU检测到主空压机发生启动故障后报出了1781、1784故障并锁闭了主空压机，但是HMI没有故障代码提示、也没有主空压机状态显示，无法提示机械师及时进行应急处置。（2）当BCU3.1检测到本车总风压力超过10.3bar后强制本车空压机停机，TBM检测到本车压力低发出空压机启动指令后仍然无法启动，同时也未设置强制启动功能。因此，制定如下优化方案：

1. 远程卡控重点故障代码

将和谐号动车组影响主空压机运行的1780、1781、1782、1783、1784故障代码增加至重点关注故障代码清单，实现PHM自动报警。在PHM系统升级之前通过搜索功能对上述故障代码进行检索，发现报出及时处理解决。

2.增加主空压机状态显示和强启功能

在HMI制动界面增加“空压机”选择按钮，用于主空压机工作状态显示功能，分别显示主空压机工作、停机、锁闭状态。现有BCU软件已发送主空压机工作/停机状态（端口3152、偏移量134），在此基础上在BCU软件MVB协议中增加主空压机锁闭状态（端口3152、偏移量143）。当BCU检测到空压机报出1780、1781、1782故障或接收到HMI发送的主空压机切除指令后，通过MVB发送主空压机锁闭状态。HMI根据BCU发送的主空压机状态进行显示。

在空压机界面增加“空压机启动”和“空压机关闭”功能按钮。在HMI中操作“空压机启动”按钮后，TBM将接收到的启动指令发给空压机所在车BCU，BCU检测到空压机供电正常、没有超温故障1780和干燥器故障1782，不管检测到本车总风压力为多少，直接控制启动空压机。在HMI上操作对应的“空压机关闭”按钮后，空压机停机。

图4 HMI制动界面增加空压机状态选项

3.优化空压机检修卡片

空压机M3修检修卡片增加清理滤网要求。并集中开展一次空压机滤网清洁工作。

空压机滤网清洁要求：清用压缩空气逆着冷却空气方向吹过冷却器，或用蒸汽喷射器来清洁。当严重脏污时，可以使用中性清洁剂，刷子（不可使用钢毛刷）

四、结论

和谐号动车组发生空压机问题。影响列车正常运行秩序。我们梳理前期发生的问题并进行现车调查，提出改进措施，对结构进行改进后能减小此故障造成的影响。

参考文献

[1] 贾焕军，刘泽涛，刘先升CRH3C、CRH380B（L）系列动车组途中故障应急处理指导手册 中国铁道出版社有限公司, 2019。

作者简介：xx，xxx，x。

通讯地址：唐山市丰润区厂前路3号

邮    编：064099

[1] 作者简介：窦留义，男，工学学士学位，高级工程师，从事动车组维护工作。联系电话：18633395220