和諧電力機車CCB－Ⅱ制動機EBV故障分析及建議

朱彥輝

（鄭州鐵路局 鄭州機務段，河南鄭州450053）

鄭州機務段目前配屬有130臺HXD1B型、38臺HXD3C型及20臺HXD3型電力機車擔當京廣線、隴海線區間客、貨運運輸任務，2010～2011年我段各型和諧機車都不斷出現了因CCB－Ⅱ制動機的電子制動閥（EBV）故障導致的機車懲罰制動、自動減壓及單獨緩解故障等現象，作為CCB－Ⅱ制動機重要的人機操縱平臺——EBV的各種故障給機車的安全運用、正點供車及檢修作業帶來了持續、反復的不利影響。現對鄭州機務段和諧機車出現的各種EBV故障進行分類分析，剖析HXD1B型機車EBV故障導致自動減壓時機車控制系統記錄的EBV狀態信息中的異常點，并提出幾點對策建議。

1 EBV故障分析

由于EBV各種故障在HXD1 B、HXD3、HXD3 C型機車上普遍存在，常見故障有通信故障、手柄框動、單緩故障、限位開關斷開及自動減壓，下面逐一進行分析。

1.1 通信故障

當CCB－Ⅱ制動機的微處理器（IPM）與EBV出現通信故障時在制動機“事件／故障記錄”里出現紅色記錄——“F：085－EBVCN失效（EBV）”，故障恢復時出現綠色記錄——“P：085－EBVCN失效（EBV）”，見圖1所示。

出現故障代碼為085的EBV通信故障的原因是IPM與EBV之間的脈沖通信信號丟失超過6 s。CCB－Ⅱ制動機出現此類故障大多發生在機車制動系統初加電、IPM剛開始啟動的階段，待制動機完成啟動過程后該故障消失；還有一部分EBV通信故障發生在機車運行途中，將觸發懲罰制動。對此類故障應重點檢查EBV相關的電纜及電連接器插頭、插座狀態，是否有松動或插針接觸不良的情況，無異常時很可能是EBV控制節點故障，需更換EBV處理。

1.2 手柄框動

鄭州機務段和諧機車在投入運用半年后出現EBV的自動制動手柄（簡稱大閘）、單獨制動手柄（簡稱小閘）框動現象，直接影響到司機操縱的正常手感，分析認為大、小閘手柄框動主要是由于手柄在組裝時只有一個螺釘固定，隨著使用時間的延長，手柄的固定狀態難以保證可靠而出現松動。

1.3 單緩故障

EBV的小閘在運轉位時向外側壓不能將機車制動缸壓力單獨緩解掉，此類故障一般是小閘內實現單緩功能的微動開關故障導致，需更換EBV處理。

1.4 限位開關斷開

制動機的“事件／故障記錄”里出現代碼為077的“限位開關開”的記錄（見圖2），出現故障代碼077主要是因EBV限位開關或其連線線束故障引起限位開關輸出異常，一般不會影響機車運行，可在機車回段后更換EBV處理。

圖2 CCB－Ⅱ制動機出現代碼為077的EBV故障

1.5 自動減壓

鄭州機務段各型和諧機車CCB－Ⅱ制動機都曾出現運行途中自動減壓的情況，故障現象是當大閘、小閘都在運轉位時均衡風缸（ER）、列車管（BP）自動減壓50 k Pa左右，有時能自動緩解，有時待司機將大閘移到制動區（使ER、BP響應減壓）再移回運轉位后機車能緩解到定壓。

鄭州機務段HXD1B、HXD3、HXD3C型機車在運行途中自動減壓故障在機車回段后進行制動機試驗、檢查往往都是正常的，故障現象難以重現，同時CCB－Ⅱ制動機記錄內一般也沒有相應的故障或事件記錄可供判斷，所以處理時主要依據是機車監控系統LKJ2000的記錄數據，通過綜合自動減壓發生時ER、BP風壓變化及線路信號、機車操縱狀態等因素排除當時人為操縱EBV實施空氣制動作用的可能性后判斷因EBV故障導致了自動減壓。

相比較HXD3、HXD3C型機車而言，HXD1B型機車由于機車控制系統（CCU）內對EBV手柄的位置狀態實現了實時、詳細的記錄，經常作為分析CCB－Ⅱ制動機具體狀態的重要參考依據，但筆者在處理鄭州機務段多臺HXD1B機車運行途中自動減壓故障時發現CCU記錄信息顯示的EBV手柄位置出現明顯的異常，和機車當時實際情況不符，下面以HXD1B 0459機車情況為例說明。

HXD1B 0459在牽引25141次貨物列車運行途中機車在08：33～08：41多次出現自動減壓又自動恢復正常的故障現象，司機報告自動恢復正常時制動顯示屏LCDM左側的流量計上有充風流量顯示，而當時大、小閘手柄一直保持在運轉位未移動。機車回機務段后，檢查該車制動機的“事件／故障記錄”，無任何異常情況；分析該車次的LKJ2000監控裝置記錄，故障發生時對應的記錄序號為NO：388～471，期間出現了多次ER、BP同步減壓后又充到定壓的記錄，減壓量在40～50 k Pa；該車在擔當本次牽引時機車主控系統為CCU2，檢索CCU2的事件記錄信息時發現在故障發生的時段內共出現了6次如圖3所示的EBV手柄位置記錄。

圖3 HXD1B 0459機車CCU2的記錄信息

說明：圖3中“ccu2prot”顯示的內容為CCU2的過程事件記錄，其中“Date Ti me Occ”指事件發生時間，“Date Ti me Gone”指事件結束時間，“Event Text”指事件信息。

該車不斷出現6次自動減壓時CCU2的事件記錄信息都有“BCU：自動制動手柄在初制動位”的記錄，和LKJ2000監控裝置記錄的多次減壓發生時間一致，并且6次記錄中該事件的發生時間、結束時間表明大閘手柄在初制動位的持續時間都是僅為1 s（如圖3所示），而自動減壓故障發生時機車正處于運行狀態，大、小閘手柄一直保持在運轉位未動，可以判斷，大閘手柄在初制動位不是司機的人為操縱，而是EBV出現故障時IPM通過MVB通信端口向CCU發出和實際狀態不符的大閘位置信息，即在機車運行途中雖然大閘手柄一直在運轉位，因EBV瞬間故障使CCU通過MVB通信端口不斷收到大閘手柄短時離開了運轉位（到初制動位），后又回到運轉位的信號而進行了相應的實時記錄。通過以上對比分析，判斷該車操縱端EBV故障，更換EBV處理后至今該車運行狀態良好，未再出現自動減壓現象。

EBV故障引起自動減壓現象的原因如下：

（1）EBV控制節點本身出現故障；

（2）EBV控制節點的連接插頭上插針出現虛焊、松動等接觸不良狀態；

（3）位置開關故障。制動機對EBV手柄位置的邏輯判斷基于EBV內部的電阻器輸出值及位置開關狀態的相互對照，當大閘在運轉位時，EBV內的電阻器指示在運轉位，但位置開關故障后指示手柄不在運轉位，即位置開關故障后其輸出值與電阻器輸出值相矛盾，制動機因此將產生50 k Pa左右的減壓量。

上述EBV控制節點或連接插頭故障將導致制動機不能正確識別EBV手柄位置，位置開關故障將導致位置開關和電阻器指示的手柄位置不匹配，以上3種EBV故障都將引起自動減壓，處理時需更換操縱端的EBV。

2 幾點建議

（1）HXD1B型機車由于機車控制系統CCU通過MVB通信功能實現了對CCB－Ⅱ制動機EBV手柄位置狀態詳細的實時記錄，是分析、判斷制動機各類故障的有力依據，但通過對鄭州機務段HXD1B 0459機車自動減壓故障現象的分析、處理可以看到，當EBV故障時很可能導致CCU記錄內出現和實際不符的手柄位置信息，所以運用段在處理該型機車自動減壓故障時不能單憑CCU的記錄信息，需綜合考慮機車當時的實際操縱狀態、CCB－Ⅱ制動機記錄、CCU內的各種事件記錄及監控裝置內ER、BP風壓值數據，在排除故障發生時司機人為操縱EBV手柄的可能性后，CCU內記錄的EBV手柄短時間、頻繁地在初制動位或制動區這一相同的事件記錄已屬異常現象，可作為判斷因EBV故障導致機車自動減壓現象的參考依據。

（2）對CCB－Ⅱ制動機途中出現的各種故障的判斷、分析都需要了解清楚當時制動機的工作狀態，EBV作為重要的人機操縱平臺，了解其大、小閘的實時位置對準確判斷故障十分重要，目前和諧機車CCB－Ⅱ制動機沒有實現對EBV手柄位置進行全面、詳細的實時記錄，給制動機故障處理帶來很大的不便，而實現這一功能在制動機的硬件、軟件上進行相應的改進應該是可行的，希望制動機生產廠家能不斷完善，為各種制動機故障的判斷、處理提供更有效、全面的依據。

（3）CCB－Ⅱ制動機EBV手柄框動現象在機車投入運用一年時普遍發生，生產廠家可通過選用較大規格的螺釘或增加固定螺釘的數量進行改善，減少此類故障。

（4）CCB－Ⅱ制動機EBV故障導致的自動減壓現象在各型和諧機車上都存在，鄭州機務段HXD3型機車通過升級制動機軟件后大幅度減少了此類故障，原因是新版軟件忽略了大閘在運轉位時位置開關的狀態，從而避免了位置開關故障后其輸出值與電阻器輸出值相矛盾而產生自動減壓，目前鄭州機務段HXD1B、HXD3C型機車制動機現行軟件無此項功能，筆者認為在EBV故障尚未徹底解決前，通過更新制動機軟件來避免自動減壓現象具有很好的實際應用效果。

3 結束語

CCB－Ⅱ制動機出現EBV通信故障、自動減壓等現象和EBV的硬件、軟件及IPM、LON網絡狀態都密切相關，故障的徹底解決仍有待各方進一步深入研究，從設計原理、工作環境、配件性能及生產工藝各環節全面調查，明確各類故障根源，各方共同努力有針對性的逐步改進，以保證制動機工作狀態的穩定、可靠。

［1］張曙光.HXD3型電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［2］中國北車集團大連機車車輛有限公司.HXD3型交流傳動電力機車運用保養說明書（2）［R］.2007.