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机车制动系统故障诊断研究

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【摘要】在HXD1型机车的结构中,制动系统是其主要的设备,该系统的稳定性直接决定了机车能否安全运行。论文就是在此背景之下,对HXD1型机车制动系统中存在的故障诊断进行了研究,以期提高机车运行的安全性。

【关键词】HXD1型机车;制动系统;故障诊断

1引言

随着我国经济的发展,国家对交通轨道运输的要求越来越高,这种情况之下,国家加大了对重载铁路运输业的支持力度,HXD1型机车就是在此情况之下应运而生,其具有运输成本低、效率高等特点,从而被广泛应用于世界各国。然而在列车的运行过程中,经常会因为紧急制动而引起列车的安全事故,造成严重的后果。因此,这就需要有关的科研人员对HXD1型机车的制动系统进行故障诊断,及时发现问题并解决问题,保障列车运行的安全、稳定。

2HXD1型机车制动系统原理分析

HXD1型机车的制动系统和其牵引系统的概念是一样的,其都是HXD1型机车控制系统中的一个执行系统,两者的不同之处在于:制动系统的主要作用就是控制列车减速,而牵引系统的功能正好和其相反。HXD1型机车的制动系统作为一个完整的执行系统,具有自己的工作原理,具体内容如下:通过指令R来对列车进行气动控制,这个过程中主要是由列车管内的压力变化情况来确定的,一般情况下,列车管内的压力增加,表示的是制动;列车管内的压力减弱,表示的是缓解。列车管内的压力变化情况通常是由空气压力P1通过气动控制生产来驱动。而HXD1型机车的制动装置一般采用的是摩擦制动,其具体的工作原理就是将空气压力P1转化成摩擦力K[1]。而这个环节中的摩擦系数随着列车速度的变化在变化,所以其传递函数G2(s)是在不断变化的。最后摩擦系数K通过轮轨关系变成制动力F。

3HXD1型机车制动系统故障特性分析

3.1HXD1型机车的部件较多,故障的结构层次繁杂

HXD1型机车的制动系统是按照树形结构的形式,对机车各个零部件进行控制的,这种情况下就会导致一旦某一个子系统或者是单个零部件出现故障,整个的制动系统就会处于瘫痪的境地,影响巨大。针对HXD1型机车制动系统的这种故障特性,有关专家和学者建立了层次针对模型,提高了故障诊断的效率。

3.2监测参数多,诊断方法多

HXD1型机车制动系统中的零部件众多,各个零部件之间的物理性能不同,因此在对其故障进行诊断的过程中需要监测的参数就很多,导致诊断的方法众多。因此,在对HXD1型机车制动系统的故障进行诊断的过程中,需要采用多种方法对信号进行收集和分析,进而保证诊断精确性。

3.3诊断参数具有时变性

HXD1型机车制动系统中的部分参数会随着列车速度的变化而变化,部门参数也会随着列车运行时间的变化而变化,这对有关专家提取有效参数信息具有极其不利的影响。针对HXD1型机车制动系统故障的这一特性,就需要有关的专家在进行故障诊断的时候,采取不同时间段使用不同诊断方法,并在一定的范围内,观察参数的变化规律,从而更好地把握制动系统的运行状态,为故障诊断打好基础[2]。

4HXD1型机车制动系统故障诊断的难点及整体方案

4.1故障诊断难点分析

4.1.1制动系统的传感器等软故障诊断问题

在HXD1型机车制动系统的故障诊断过程中,软故障中的传感器故障是诊断的一个难点。在很多的机车故障中,我们发现传感器故障出现的次数最多,最让工作人员头疼的是,我们不能够第一时间知道具体是哪一个部位发生了故障,而且情节严重的情况下,还会导致列车出现翻车事故。

4.1.2制动系统分布式监控诊断系统的动态配置实现问题

HXD1型机车制动系统是一个实时动态的阶段性运行过程,其在制动的过程中涉及的参数很多,各部件之间关系繁杂。加上在HXD1型机车运行的过程中,其制动系统是根据操作人员的指令采用不同的工作模式,使得各个模块之间的关系发生了很大变化,不利于诊断。

4.2HXD1型机车制动系统的故障监测诊断整体方案

有关人员在对HXD1型机车制动系统的故障进行诊断的过程中,首先需要收集制动系统中的各种参数以及信号,并通过计算机技术对其进行整理分析,建立有效的数字模型来对制动系统进行诊断。在具体故障诊断过程中,对于具有固定关系的模块之间的诊断,可以采用专家知识法,通过科学合理地建立知识库来实现监控的功能。在这个过程中,不需要数字模型的分析,就可以推理出我们想要的结果。而对于HXD1型机车制动软故障中一些诊断困难的部分,需要有关人员建立精准的数字模型,根据数字分析结果,诊断出故障出现的原因和位置,实现精准故障诊断。不同的故障有不同的诊断方法,下面是对故障诊断方法的总结。

5对HXD1型机车制动系统的日常检查

首先,乘务员在接班时,需开机确认好机车制动系统的状况,若是在开机自检的过程中出现了异常,应即刻通知检修人员予以相应的处理措施;其次,机车到站时,乘务员应在站停超过4分钟的条件下,下车向有关部分汇报,由检修人员对其进行查看;最后,当机车在制动的过程中出现任何的异常情况,都要立即向有关人员进行汇报,停车,进行故障诊断。

6结语

综上所述,本文首先从HXD1型机车的制动系统特点以及工作原理入手,然后分析了HXD1型机车故障诊断的特性,最后研究了HXD1型机车制动系统故障诊断中的难点,并提出了故障诊断的方案,对于提高HXD1型机车制动系统故障诊断的效率具有十分重要的作用。

【参考文献】

【1】詹永丰,王德铎.HXD1型机车制动系统故障整体方案的研究[J].甘肃科技,2013,29(11):41-44+102.

作者:王喜红 单位:大秦铁路股份有限公司湖东电力机务段

机车制动系统故障诊断研究责任编辑:张雨    阅读:人次