電力機車制動系統(tǒng)性能試驗和故障檢測

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1、 軌道交通技術學院 畢 業(yè) 論 文 題 目： 電力機車制動系統(tǒng)性能試驗與故障檢測 作 者： 袁 龍 學 號： 0815070219 專 業(yè)： 電氣化鐵道技術（電力機車方向） 班 級： 08級2班 指導教師： 董廷林 2011 年 5 月

2、畢業(yè)論文中文摘要 電力機車制動系統(tǒng)性能試驗和故障檢測 摘要 電力機車制動系統(tǒng)是整個機車系統(tǒng)的一個重要組成部分，本文著重介紹了DK-1型制動機的工作原理、機車各個性能檢測、機車故障分類和故障處理辦法?，F(xiàn)有的韶山型電力機車空氣制動系統(tǒng)大都采用DK—1型電空制動機作為控制部件,其核心是采用繼電器有觸點邏輯控制。雖然其運用比較成熟,但也存在著比較明顯的缺點:如由于振動可能產(chǎn)生繼電器誤動作、故障率高、壽命短,布線多且維護工作量大,其控制邏輯關系隨布線一旦固定,需要改進時非常困難。沒有完善的在線故障檢測診斷功能,空氣制動系統(tǒng)直接關系人民生命財產(chǎn)的安全,難以適應鐵路高速重載的戰(zhàn)略發(fā)展要求?？諝?/p>

3、制動系統(tǒng)在線故障檢測診斷部分,通過檢測電力機車空氣制動系統(tǒng)關鍵部件的工況,利用故障診斷系統(tǒng)進行故障診斷。所以,電力機車空氣制動控制及故障診斷系統(tǒng)的研究,適應了我國鐵路重載牽引和高速列車發(fā)展的需要,具有巨大的經(jīng)濟價值和社會效益。 關鍵詞 DK-1型電空制動機 電空位 空氣位 無動力回送 性能試驗 故障檢測處理 目 錄 1．引言 1 1.1制動系統(tǒng)概述 1 1.2 制動機的種類及制動方式 1 1.3 性能檢測與故障檢測的作用及意義 1 2．電力機車制動系統(tǒng)基本工作原理分析 1

4、2.1 SS4改型電力機車DK-1型電空制動機的基本組成結(jié)構及作用 1 2.1.1 DK-1型電空制動機由電氣線路和空氣管路兩部分組成。 1 2.1.2 運轉(zhuǎn)位 1 2.1.3 過充位 2 2.1.4 制動位 2 2.1.5 中立位 2 2.1.6 緊急位 2 2.1.7 重聯(lián)位 3 3．DK-1型電空制動機性能檢測試驗 3 3.1 DK-1型電空制動機單機檢修試驗 3 3.1.1 試驗前的檢查 3 3.1.2 電空位試驗 3 3.1.3 空氣位試驗 4 3.1.4 輔助性能檢查 4 3.1.5 無動力回送性能檢查 5 3.2 DK-1型電空制動機單機

5、日常實驗（五步閘試驗） 5 4. DK-1型電空制動機的故障處理 5 4.1 故障分類 5 4.2 故障處理方法 6 4.3 機車制動機故障處理 6 4.3.1 操作運用故障處理 6 4.3.2 變更部分和新增部分所發(fā)生的故障現(xiàn)象以及連掛車后所發(fā)生的故障處理 6 4.3.3 主要零部件故障 7 結(jié)論 9 致謝 10 參考文獻 11 1．引言 電力機車制動系統(tǒng)是整個機車系統(tǒng)的一個重要組成部分，其性能的好壞直接影響到機車的運行。機車運行時制動系統(tǒng)不可避免的會出現(xiàn)各種故障，結(jié)合各綜合作用狀態(tài)下制動系統(tǒng)的工作原理，實現(xiàn)制動系統(tǒng)的故障診斷對行車安全意義重大。 1.1制動

6、系統(tǒng)概述 制動系統(tǒng)是指能夠產(chǎn)生可控制的列車減速力，以實現(xiàn)和控制能量轉(zhuǎn)換的裝置或系統(tǒng)。制動系統(tǒng)由制動機、手制動機和基礎制動裝置三大部分組成。 1.2 制動機的種類及制動方式 按照機車動能轉(zhuǎn)換方式的不同，制動方式可分為熱逸散和將動能轉(zhuǎn)換成有用能兩種基本方式。制動機按控制方式和動力來源可分為空氣制動機、電空制動機和真空制動機。 1.3 性能檢測與故障檢測的作用及意義 衡量制動系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，主要是衡量制動機性能的好壞，性能良好的制動機對鐵路運輸有很大作用： （1）保證行車安全 （2）充分發(fā)揮牽引力，增大機車牽引質(zhì)量，提高列車運行速度。 （3）提高列車區(qū)間通過能力。 電力機車制動系

7、統(tǒng)是整個機車系統(tǒng)的一個重要組成部分，其性能的好壞直接影響到機車的運行。為避免機車及列車運行中因制動系統(tǒng)故障而發(fā)生行車事故。 2．電力機車制動系統(tǒng)基本工作原理分析 電空制動機是以電信號作為控制指令，壓力空氣作為動力源的制動機。DK-1型電空制動機廣泛應用于國產(chǎn)SS系列電力機車上，其工作過程為自動空氣制動原理，即“制動管充風形成制動機緩解，制動管排風形成制動機制動”。DK-1型電空制動機性能穩(wěn)定、工作可靠，而且可以方便的與列車安全運行監(jiān)控記錄裝置的自動停車功能及機車動力制動系統(tǒng)等配合，為列車的自動控制創(chuàng)造了條件。 2.1 SS4改型電力機車DK-1型電空制動機的基本組成結(jié)構及作用 2.1.

8、1 DK-1型電空制動機由電氣線路和空氣管路兩部分組成。 2.1.2 運轉(zhuǎn)位 （1）電控制動控制器→導線803→中間繼電器455KA，452KA、451KA的常閉聯(lián)鎖→導線837→緩解電空閥258YV、排2電空閥256YV得電。 （2） 電控制動控制器→導線809→空氣制動閥上的3SA→導線818→中間繼電器455KA，452KA、451KA的常閉聯(lián)鎖→導線863使排1電空閥254YV得電。 （3） 電空控制器→導線805→過充電空閥252YV得電 （4） 其與電控閥均失電 2.1.3 過充位 （1）電控制動控制器→導線803→中間繼電器455KA，452KA、451KA的

9、常閉聯(lián)鎖→導線837→緩解電空閥258YV、排2電空閥256YV得電。 （2） 電空制動控制器→導線805→過充電空閥252YV得電 （3） 電空制動控制器→導線813得電 （4） 其與電空閥均失電 2.1.4 制動位 （1） 電空制動控制器→導線806→鈕子開關463QS→導線835→中立閥253YV得電。 （2） 電空制動控制器→導線808 →壓力開關208上的208SA（當均衡風缸減壓量大于190~230KPa時）→導線800→制動電空閥257YV得電。 （3）電空制動控制器→導線813得電 （4）其與電空閥均失電 2.1.5 中立位 （1）電空制動控制器→導線8

10、06→鈕子開關463QS→導線835→中立閥253YV得電。 （2）電空制動控制器導線807→二極管262V→導線800→制動電空閥257YV得電。在制動前中立位，即均衡風缸未減壓時，壓力開關209還將開通另一條電路,即：導線807→209SA→導線827→二極管263V→導線803→中間繼電器455KA、452KA、451KA 的常閉聯(lián)鎖→導線837→緩解電空閥258YV、排2電空閥256YV得電. （3） 電空制動控制器→導線813有電 （4） 其與電空閥均失電 2.1.6 緊急位 （1）電空制動控制器→導線80494YV得電。同時通過重聯(lián)插座是另一機車的94YV也得電。

11、（2） 電控制動控制器→導線812→兩位置轉(zhuǎn)換開關輔助連鎖107QPF或107QPBW→導線810或820→ 251YV、241YV或250YV、240YV得電。機車根據(jù)實際運行方向撒沙。 （3）電空制動控制器→導線806→鈕子開關463QS→導線835→中立閥253YV得電。 （4）其與電空閥均失電 2.1.7 重聯(lián)位 （1）電控制動控制器→二極管264V→導線800→制動電空閥257YV得電。 （2）電控制動控制器→二極管260V→中立電空閥253YV得電。 （3）電控制動控制器→重聯(lián)閥259YV得電。 （4） 其與電控閥與繼電器、電動放風閥均失電。 3．DK-1型電空制

12、動機性能檢測試驗 DK-1型電空制動機的檢查、試驗，主要用來檢查DK-1型電空制動機的各項性能作用是否良好。它是通過電空制動控制器、空氣制動閥手柄在個工作位置間的順序轉(zhuǎn)換，同時觀察壓力表指針的的變化情況，來分析、判斷DK-1型電空制動機及其各部件是否正常。裝車前試驗實在DK-1型電空制動機試驗臺上進行：而裝車后實驗通常在單機上試驗主要包括檢修試驗。 3.1 DK-1型電空制動機單機檢修試驗 3.1.1 試驗前的檢查 （1） 確認各管路和電路連接正確。 （2） 確認各塞門及有關電路開關處于正常工況。 （3） 確認空氣壓縮機工作正常。 （4） 確認非操縱節(jié)機車電空制動器處于“重聯(lián)位

13、”，空氣制動閥處于“運轉(zhuǎn)位”。操縱節(jié)機車兩手柄均置“運轉(zhuǎn)位”。 （5） 確認兩節(jié)機車空氣制動閥上的電控轉(zhuǎn)換扳扭在“正常位”。 3.1.2 電空位試驗 （1）緩解狀態(tài)下各壓力值檢查 大、小閘手柄均置“運轉(zhuǎn)位”，檢查各壓力表指針指示應符合下列標準： ① 總風缸 ：750~900kPa。 ② 均衡風缸 ： 定壓。 ③ 制動管 ： 定壓（允許與均衡風缸壓力差不大于10kPa）。 ④ 制動缸 ： 0kPa （2）緊急制動性能檢查 大閘手柄在“運轉(zhuǎn)位”停放不少于90S后，移至緊急制動位。 ① 制動管壓力由定壓降至零的時間大于3秒。 ② 制動缸壓力升至400kPa的時間

14、不超過5S。 ③ 制動缸最高壓力為（440~460）kPa。安全閥應動作。 ④ 機車自動撒沙。 ⑤ 機車有級位時，主斷路器自動跳閘；否則，主斷路器不跳閘。 （3）緊急制動后的單獨緩解性能檢查 ① 將制動閥手柄移至“緩解位并下壓手，制動缸壓力應即可下降，并能緩解至零。 ② 待制動缸壓力降至零后，再將空氣制動閥手柄移至“運轉(zhuǎn)位，制動缸壓力不回升。 3.1.3 空氣為試驗 扳動空氣制動閥上的電控轉(zhuǎn)換扳扭置于“空氣位，并將其下方的調(diào)壓閥的輸出值調(diào)整為定壓。 （1）緩解狀態(tài)下各壓力值檢查 將空氣制動閥手柄置于“緩解位并下壓手柄各壓力值應符合下列要求： ① 總風缸： 750~900

15、kPa。 ② 均衡風缸： 定壓。 ③ 制動管： 定壓（允許與均衡風缸壓力差不大于10kPa）。 ④ 制動缸： 0kPa。 （2）緩解性能檢查 將空氣制動閥手柄移回“運轉(zhuǎn)位”，并下壓手柄，均衡風缸于制動管壓力應能升至定壓，制動缸壓力應能緩解至零。 （3） 階段性性能檢查 將空氣制動閥手柄在“制動位”與“中立位”間移動，階段作用應穩(wěn)定。 3.1.4 輔助性能檢查 （1）電-空連鎖性能檢查 將司機換向手柄置于“制”位，啟動各風機，并將調(diào)速手柄離開“0”位。制動管應減壓（40~50）kPa，制動缸升壓。延時20~28S后，制動管應自動恢復定壓，且制動缸壓力自動緩解。 （2）

16、 斷鉤保護性能檢查 開放制動管手動防風塞門，產(chǎn)生緊急制動作用： ① 制動管壓力應快速降至零，并不得自動緩解。 ② 制動缸壓力升（440~460）kPa。 ③ 機車自動撒沙。 ④ 自動選擇切除機車牽引動力。 （3）失電制動性能檢查 切除電空制動機電源，制動管壓力應按常用制動減壓速度減壓，并且制動缸壓力上升。 3.1.5 無動力回送性能檢查 將電空制動機調(diào)整到無動力回送狀態(tài)，并將電控制動控制器手柄移至“重聯(lián)位”，空氣制動閥手柄置于“運轉(zhuǎn)位”。 （1） 當制動管壓力為定值時，總風缸壓力應在低于制動管定壓140~180kPa之間。 （2）當制動管壓力下降后，制動缸壓力應限制在2

17、00~180kPa之間。 3.2 DK-1型電空制動機單機日常實驗（五步閘試驗） （1）第一步 ：大閘手柄置于“運轉(zhuǎn)位”，制動管、均衡風缸、總風缸均為規(guī)定壓力；制動缸壓力位0。大閘手柄移至“緊急位”，制動管壓力3S內(nèi)降至0；制動缸壓力5S內(nèi)升至400kPa，最高壓力達到450kPa；自動撒沙；有級位時切除主斷。小閘手柄由“運轉(zhuǎn)位” 移至“緩解位”，同時下壓手柄，制動缸壓力應緩解到0.。小閘手柄由“緩解位” 移至“運轉(zhuǎn)位”，制動缸壓力不得回升。大閘手柄移至“運轉(zhuǎn)位“，制動管充至480kPa的時間在9S內(nèi)。 （2）第二步 ：將大閘手柄移至“制動位”，均衡風缸常用最大有效減壓量的時間為5~7S

18、；制動缸壓力升至340~380kPa的時間為6~8S。大閘手柄移至“中立位”，均衡風缸、制動管的漏泄量分別不大于5kPa/min、10kPa/min。 （3）第三步 ：大閘手柄移至“過充位”，均衡風缸壓力為定壓，制動管壓力為過充壓力（定壓+30~40kPa），制動缸壓力不變。大閘手柄移至“運轉(zhuǎn)位”，120~180S左右過充壓力消除，制動管恢復定壓，制動缸壓力應緩解為0. （4）第四步 ：小閘手柄移至“制動位”，制動缸壓力由0升至280kPa的時間早4S內(nèi)，最終達到300kPa；小閘手柄移至“中立位”，制動缸壓力不變。小閘手柄移至“運轉(zhuǎn)位”，制動缸壓力由300kPa降至40kPa的時間在5S

19、內(nèi)。 （5）第五步 ：小閘手柄扳到“緩解位”，同時下壓小閘手柄，制動管、均衡風缸壓力均為定壓，制動缸壓力位0。將小閘手柄移至“制動位”，均衡風缸減壓140kPa的時間為5~7s。將小閘手柄移至“中立位”，均衡風缸、制動管、制動缸漏泄量分別不超過5、10、10kPa/min。再將小閘手柄扳至“緩解位”，均衡風缸、制動管恢復定壓。 4. DK-1型電空制動機的故障處理 4.1 故障分類 由于機車制動機的結(jié)構、性能及操作方法等飯方面的不同，故障性質(zhì)也不同。一般可分為 控制電路、閥類部件、管路及連接部分和操作不當幾類故障。 4.2 故障處理方法 （1）首先不許熟悉制動機的控制電路和空氣管

20、路，而且要熟悉各部件的內(nèi)部結(jié)構、作用原理和制動機的操作方法，以便快速、準確地判斷故障。 （2）對機車制動機所出現(xiàn)的故障進行大致判斷，按分類方法將故障分類。例如通過電空閥、壓力開關動作是否正?？梢园压收蠀^(qū)分成電路或氣路故障。 （3）對每一類故障化整為零，縮小范圍，具體方法有兩條，可以采用優(yōu)選法查找故障，也可以根據(jù)分析從最易發(fā)生故障的地方入手查找故障。 4.3 機車制動機故障處理 4.3.1 操作運用故障處理 （1）電空控制器手柄放“運轉(zhuǎn)位”，三針一致，過量供給。 處理方法： ① 更換225檢查電空閥。 ② 檢查充氣按鈕 ③ 運用中除特殊情況需立即停車處理外，一般均應維持運行

21、。維持運行中需要減壓時，累計減壓量不能超過140kPa，要利用線路縱斷面采用電阻制動配合使用，直到達到前方停車站停車后處理：關閉157塞門；轉(zhuǎn)換扳鍵置“空氣位”。當車輛減壓已過量至900kPa，可分兩步消除。停車后追加減壓至260kPa，待完全排風停止，再將空氣制動閥用的調(diào)壓閥調(diào)整至700kPa再緩解。 ④待全列充滿風后，兩次實行減壓140kPa，待全列排風停止，再將空氣制動閥的調(diào)壓閥調(diào)整到制動管定壓，空氣制動閥放“緩解位”，車輛即可緩解。 （2） 電空控制器手柄制動后移至中立位，均衡風缸保壓，制動管壓力下降。 處理辦法： ① 更換中繼閥排風閥膠墊。運用中可輕擊中繼閥體，停車時用最大減

22、壓量排風，以吹落排風口異物，維持運行。 ② 檢修制動管各接頭并研磨折角塞門。運用中維持運行，到段檢修。 （3）電空制動控制器手柄放“過充位”，制動管無過充量 處理方法： ① 查252過充電空閥，手壓該閥有制動管過充量則檢修該閥。 ② 能聽到過充風缸有大排風，應安裝縮堵。 該故障均不影響正常運行。但無過充性能，在長大下坡道區(qū)段運行時當特別注意。 4.3.2 變更部分和新增部分所發(fā)生的故障現(xiàn)象以及連掛車后所發(fā)生的故障處理 （1） 單機試驗正常，兒掛車后僅制動管充風緩慢 處理方法： ① 抽出總風濾塵器100濾芯清洗干凈，如凍結(jié)引起則先解凍并排除濾塵器100內(nèi)積水。運行中，可抽出

23、濾芯后維持運行，回段處理。 ② 關閉尾部車輛制動管折角塞門。 ③ 檢查車輛分配閥。 （2） 非操縱節(jié)機車（或重聯(lián)機車）中繼閥104排風不止。 處理辦法： ① 恢復“電空位”，或關閉塞門115. ② 閉合自動開關615QA，如不能閉合，則關閉塞門115。 ③ 拆檢中繼器。運行中可關閉塞門115維持運行。 ④ 更換重聯(lián)閥259YV，或檢查控制導線。運行中可關閉塞門115維持運行。 （3） 電空制動控制器手柄放常用制動、緊急制動位時，制動管降不到規(guī)定壓力，且操縱節(jié)中繼閥104排風不止。 處理方法： ① 恢復電空位，或關閉塞門115. ② 閉合自動開關615QA，如不能閉合，

24、則關閉塞門115。 ③ 拆檢中繼器。運行中可關閉塞門115維持運行。 ④ 更換重聯(lián)閥259YV，或檢查控制導線。運行中可關閉塞門115維持運行。 4.3.3 主要零部件故障 （1）電空閥內(nèi)部故障 處理辦法： ① 系線圈斷線或燒損，更換。 ② 系下閥門漏。拆檢下閥門，若有贓物墊住，則清理即可； ③ 系上閥門漏。拆檢方法同上。 ④ 系組裝不當或閥門及閥桿選配不當。重新組裝并檢查行程。 （2）分配閥故障 處理辦法： ① 節(jié)制閥漏。拆檢節(jié)制閥。 ② 滑閥漏。檢修滑閥。 ③ 均衡閥或空心閥桿端部缺陷。拆檢均衡部。若表面缺陷不嚴重?？捎眉毶凹埬テ骄忾y或修磨空心閥桿。 ④ 均

25、衡部模版破損。拆檢更換。 ⑤ 增壓閥不復位或O型圈漏。拆檢增壓閥。 （3）中繼閥故障 處理辦法： ① 遮斷閥卡。拆檢遮斷閥；主模版破損。在確認遮斷閥正常時屬此故障，更換主模版。 ② 排風閥關閉不嚴。閥口贓物墊、閥面或閥口圈斷。更換相應部件。 ③ 過充鞲鞴O型圈損壞，產(chǎn)生泄露，使均衡風缸過充。停止使用過充位。更換O型圈。 結(jié) 論 現(xiàn)有的韶山型電力機車空氣制動系統(tǒng)大都采用DK—1型電空制動機作為控制部件,其核心是采用繼電器有觸點邏輯控制。雖然其運用比較成熟,但也

26、存在著比較明顯的缺點:如由于振動可能產(chǎn)生繼電器誤動作、故障率高、壽命短,布線多且維護工作量大,其控制邏輯關系隨布線一旦固定,需要改進時非常困難。沒有完善的在線故障檢測診斷功能,空氣制動系統(tǒng)直接關系人民生命財產(chǎn)的安全,難以適應鐵路高速重載的戰(zhàn)略發(fā)展要求。設計構建的電力機車空氣制動控制及故障診斷系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的可靠性;空氣制動系統(tǒng)在線故障檢測診斷部分,通過檢測電力機車空氣制動系統(tǒng)關鍵部件的工況,利用故障診斷系統(tǒng)進行故障診斷。所以,電力機車空氣制動控制及故障診斷系統(tǒng)的研究,適應了我國鐵路重載牽引和高速列車發(fā)展的需要,具有巨大的經(jīng)濟價值和社會效益。

27、 致 謝 本論文是在多位老師指導下完成的。在論文撰寫期間，老師們給了我許多指導，再次，對老師表示衷心的感謝和敬意。 由于本人水平有限，論文中有許多不足之處，敬請指正。 參 考 文 獻 [1] 劉豫湘、陸縉華、潘傳熙，DK-1型電空制動機與電力機車空氣管路系統(tǒng).北京：中國鐵道出版社，2000. [2] 王愛民，DK-1型電空制動機檢修及故障處理.北京：中國鐵道出版社，1996. [3] 那利和.電力機車制動機.北京：中國鐵道出版社，2002. 11