淺談客車(chē)車(chē)輛故障診斷技術(shù)的方法

摘 要：筆者以多年從事客車(chē)車(chē)輛故障維修的經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，來(lái)談在保證客車(chē)安全運(yùn)行的角度上，促進(jìn)診斷技術(shù)的發(fā)展。以診斷技術(shù)的概念及特點(diǎn)作為前言，然后分析客車(chē)故障的診斷方法、維修等，最后展望客車(chē)車(chē)輛監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)。希望能給行業(yè)從業(yè)人員一些參考和建議。

關(guān)鍵詞：客車(chē)；車(chē)輛故障；診斷技術(shù)；車(chē)輛維修

引言

1 故障診斷技術(shù)的概念

故障診斷其目的是為了保證客車(chē)的設(shè)備可靠的安全運(yùn)行，并且有效達(dá)到設(shè)備功能。對(duì)車(chē)輛來(lái)說(shuō)，保證設(shè)備的可靠安全運(yùn)行是一項(xiàng)基礎(chǔ)措施，診斷技術(shù)的目的也是相應(yīng)的，它的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)設(shè)備的觀察、檢測(cè)獲得的信息進(jìn)行識(shí)別設(shè)備的狀態(tài)，故障診斷的工作內(nèi)容大致包括：信號(hào)的檢測(cè)、獲取設(shè)備特征、狀態(tài)識(shí)別、預(yù)測(cè)決策等等，這也是故障診斷的實(shí)施過(guò)程，在工作內(nèi)容中的狀態(tài)識(shí)別是整個(gè)實(shí)施過(guò)程的根本和關(guān)鍵，專(zhuān)業(yè)上更完整的名字為“機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷技術(shù)”。

2 診斷技術(shù)的特點(diǎn)

車(chē)輛是由多種機(jī)電部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其復(fù)雜系統(tǒng)表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)特性、功能這三個(gè)方面。

在結(jié)構(gòu)上，由多個(gè)子系統(tǒng)組成，以25T型客車(chē)舉例說(shuō)明，大致可分為牽引、電力、輔助、制動(dòng)、行走等幾個(gè)子系統(tǒng)，在這些子系統(tǒng)下又有下級(jí)子系統(tǒng)，如電力系統(tǒng)又可以分為電源、控制、空調(diào)、安全監(jiān)測(cè)、生活輔助等。所以，我們需要了解系統(tǒng)層次，每個(gè)層次的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，還要區(qū)分、確定它們是否是相互聯(lián)系。

動(dòng)態(tài)特性它具有非線性和時(shí)變性的特點(diǎn)，它的動(dòng)態(tài)信號(hào)是非平穩(wěn)的，如在我們?nèi)粘＼?chē)輛檢測(cè)中的柴油機(jī)機(jī)組的震動(dòng)響應(yīng)。一般說(shuō)來(lái)這等情況較為普遍，即使正常運(yùn)轉(zhuǎn)是線性，若出現(xiàn)故障也會(huì)表現(xiàn)出非線性和非平穩(wěn)性，這讓我們?cè)\斷增加了困難。

在功能方面，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，系統(tǒng)的輸入與輸出和客觀環(huán)境下，系統(tǒng)相同的輸出也很難完全一致，所以，輸入與輸出及環(huán)境之間的關(guān)系不明確。

3 電氣控制系統(tǒng)故障的診斷相關(guān)研究

故障的診斷方法有很多，在我們進(jìn)行診斷前，需要對(duì)設(shè)備的狀態(tài)信息有所了解如：聲、光、壓力、溫度、振動(dòng)、電參數(shù)等。在故障診斷過(guò)程中，應(yīng)該采用新的特征提取和狀態(tài)識(shí)別的方法，在有些時(shí)候，設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)就是特征，例如柴油機(jī)排氣溫度、電壓、發(fā)電機(jī)電流等，如能準(zhǔn)確的反應(yīng)其狀態(tài)的話，那么更容易測(cè)試和判斷故障，如果遇到提取特征較為困難的，應(yīng)采用適合特征的提取方法和裝置，如在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的“震動(dòng)診斷”中共振調(diào)解技術(shù)。它能準(zhǔn)確的區(qū)分常規(guī)震動(dòng)和故障沖擊，能對(duì)微小的故障沖擊進(jìn)行敏銳捕捉，所以便于分析、診斷故障的內(nèi)容、程度、部位，從而達(dá)到得出準(zhǔn)確的診斷結(jié)論。由于電氣控制系統(tǒng)是復(fù)雜性的，應(yīng)該細(xì)心的觀察及實(shí)驗(yàn)加以豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而得到正確的故障的真正原因。筆者總結(jié)了常見(jiàn)的電氣控制系統(tǒng)的故障，大致有：檢測(cè)法、經(jīng)驗(yàn)法、狀態(tài)分析法、推理法、單元分割法等。

3.1 檢測(cè)法

檢測(cè)法主要依托儀表儀器作為輔助工具對(duì)電氣線路故障進(jìn)行診斷的檢修方法。由于市面上儀表儀器存在的種類(lèi)比較多，更新較快，所以檢測(cè)法也發(fā)展的很快。且由于車(chē)輛電器復(fù)雜程度隨技術(shù)的提升逐年提高，各種工控機(jī)，計(jì)算機(jī)等高頻數(shù)字、模擬電路大量應(yīng)用，檢測(cè)手段也逐漸從儀表檢測(cè)提升為示波器、專(zhuān)業(yè)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)，檢測(cè)故障的準(zhǔn)確率大大提高，檢測(cè)手段也日益增多。

3.2 經(jīng)驗(yàn)法

個(gè)人認(rèn)為在這幾種方法中，以檢測(cè)法得出的結(jié)論最為準(zhǔn)確，而經(jīng)驗(yàn)法操作簡(jiǎn)單便捷，一般用于簡(jiǎn)單的故障查找，余下的方法都需要依靠經(jīng)驗(yàn)法和檢測(cè)作為基礎(chǔ)的。在經(jīng)驗(yàn)法中常用的方法很多，主要為：彈壓活動(dòng)部件法，它用于活動(dòng)部件，比如一些接觸器的銜鐵、按鈕、開(kāi)關(guān)等。在遇到彈壓類(lèi)的活動(dòng)部件的故障時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況采用噴一定量的電器復(fù)合劑，從而達(dá)到清除觸電及彈簧等部位的塵垢，還能起到潤(rùn)滑作用。交換法，如果有2臺(tái)或2臺(tái)以上的電氣控制系統(tǒng)時(shí)，那么可把系統(tǒng)劃分幾個(gè)部分，把每個(gè)系統(tǒng)的部件進(jìn)行交換。當(dāng)交換到某一個(gè)部分或部件時(shí)，電路恢復(fù)正常，而將故障交換到其他設(shè)備上時(shí)，并且該設(shè)備出現(xiàn)了同樣的故障，由此我們可以得知故障就在這個(gè)部分或部件。

3.3 狀態(tài)分析法

電氣設(shè)備在一定的狀態(tài)下工作，我們可以對(duì)這些狀態(tài)簡(jiǎn)單分為：運(yùn)行狀態(tài)或停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)我們?cè)诓檎译姎夤收蠒r(shí)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備所處在不同狀態(tài)下進(jìn)行分析，這就要求我們對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)需要有更詳細(xì)的、更具體的進(jìn)行劃分，同時(shí)也要區(qū)別清除某些設(shè)備部件或零件可能處在不同的狀態(tài)，當(dāng)這些劃分越仔細(xì)，可以大大提高找出電氣故障的幾率。

3.4 推理法

一般根據(jù)出現(xiàn)故障的設(shè)備，依次從電源，控制設(shè)備及電路進(jìn)行分析并查找故障，反之也可以，這兩種形式都是比較常用的。

3.5 單元分割法

電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的電氣裝置，通常情況下以若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的單元結(jié)構(gòu)。當(dāng)我們查找電氣故障時(shí)，若能將這些單元分割開(kāi)，再根據(jù)故障的現(xiàn)象，就可以把故障范圍限制在某一個(gè)單元或幾個(gè)單元上。這種方法通常用于絕緣或漏電故障時(shí)。

綜合上述，可以根據(jù)電氣設(shè)備故障的具體情況，總結(jié)出一套屬于自己的查找方法，找出故障的原因，準(zhǔn)確的排除故障，保證設(shè)備正常的、安全的運(yùn)行。以下就以TKD-1T2客車(chē)空調(diào)機(jī)組的原理圖為大家介紹。

TKD-1T2型客車(chē)電氣控制系統(tǒng)空調(diào)機(jī)組以CPM2A-CPU61主機(jī)和I/O擴(kuò)展模塊CPM1A-20EDR1為核心部分。通過(guò)車(chē)廂內(nèi)的溫度傳感器（PT100鉑電阻）檢測(cè)的車(chē)內(nèi)溫度與預(yù)先設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較，通過(guò)觸摸屏上的工作菜單，可以設(shè)定參數(shù)、選擇各種工況、實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)機(jī)組的弱風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)、半暖、全暖、半冷、全冷等工況自動(dòng)化控制及手動(dòng)控制；正常工作狀態(tài)時(shí)，選擇使用電流、電壓傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)或空氣加熱器的工作電流、機(jī)組運(yùn)行時(shí)間并進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)記錄。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)與冷凝風(fēng)機(jī)的過(guò)載故障、壓縮機(jī)的壓力故障與過(guò)流故障、加熱器內(nèi)部超溫故障等故障的判斷、保護(hù)轉(zhuǎn)換、報(bào)警提示、故障數(shù)據(jù)記錄等功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，故障診斷技術(shù)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到了一個(gè)新的領(lǐng)域，它關(guān)乎系統(tǒng)的安全、可靠性的重要保障技術(shù)，關(guān)系到社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。故障診斷的方法日益多樣化，在面對(duì)不同的故障設(shè)備、故障類(lèi)型，選擇適合其的故障診斷方法，這樣才能及時(shí)的、快速的、準(zhǔn)確的排除故障，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：周洪峰（：1972，12-），男，民族：漢族，籍貫：吉林省德惠縣，工作單位：中國(guó)北車(chē)長(zhǎng)春軌道客車(chē)裝備有限責(zé)任公司。