斯里蘭卡內燃動車組輔助功能試驗器設計

侯秀芳 桑占良 李善文 董建磊

摘 要：文章介紹了用TT4CA型四路溫度變送器和LED指示燈設計的一種內燃動車組、發電車用調試用功能試驗器。TT4CA型四路溫度變送器模擬中冷水和高溫水傳感器給動車的控制微機信號，進行冷卻風扇的功能試驗；采用LED指示燈顯示鐵路車輛貫穿線是否加壓，驗證貫穿線的加壓功能。

關鍵詞：溫度變送器；功能試驗器；冷卻風扇；貫穿線

1 引言

內燃機車、內燃動車組或鐵路客車發電車中，為保證柴油機處于一個比較理想的工作溫度，必須對柴油機冷卻系統進行控制，使得柴油機高溫水和中冷水溫度處于設定的溫度范圍才能保證柴油機的正常工作，因此在內燃機車和發電車的水阻試驗中，散熱裝置內冷卻風扇運行狀態的控制和功能試驗驗證就顯得尤為重要。冷卻風扇的運行狀態是根據中冷水和高溫水的溫度變化進行控制和調節，在傳統的水阻試驗中一般是根據柴油機加載后，利用車輛冷卻水管路上安裝的高溫水和中冷水溫度傳感器進行功能試驗驗證，這種情況下僅能驗證冷卻風扇正常開閉和運轉狀態，對于保護性試驗項目尤其是高溫水、中冷水超溫報警、柴油機卸載、停機等功能性試驗在正常水阻試驗中一直沒有一個方便、安全的試驗驗證方法。

鐵路車輛編組后的線路連接全部是通過車端連接器連掛實現，貫穿線的連接正確與否直接決定了車輛編組后能否正常運用。在鐵路車輛的電氣調試試驗中，對于車輛貫穿線部分，尤其是信號控制、重聯通訊線等均需進行測量以確認貫穿線是否連接正確、信號傳遞有無缺陷，現有的試驗方法是在車輛不通電的狀態下利用校線器首先確認線路的貫穿性，然后在車輛供電狀態下利用萬用表等手持式測量儀器在車端連接器處測量各輸出點的帶電加壓情況是否正常， 這種方法操作繁瑣、安全性差，存在萬用表表針短路和人員觸電的隱患，且測量準確性不高。

為解決以上問題，經過設計分析和試驗驗證，設計制作了內燃機車、發電車的功能試驗器以實現方便、安全、有效的進行冷卻風扇功能試驗和車輛貫通線驗證試驗。在斯里蘭卡內燃動車組的試驗中得到了很好的應用。

2 冷卻風扇控制用溫度信號電路設計

圖1所示為溫度信號電路，功能試驗器上安裝有2個可調電阻器以及溫度變送器，利用電位器可調特性和溫度變送器將電阻信號轉化為電流信號的原理，采用模擬溫度傳感器的方式，將電流模擬信號送給車載微機。車載微機根據所模擬的溫度信號值進行運算并產生控制信號，同時車載微機顯示屏顯示溫度數值。

TT4CA型4路溫度變送器通過CN2過渡連接器與車載電路通信，其中T1線連接車輛冷卻水管路上安裝的高溫水溫度傳感器1，T2線連接輛冷卻水管路上安裝的中冷水溫度傳感器2，PLC1和PLC2線與車載微機通信，24V電源線與車載微機電源線相連，100線為備用線。

當選擇開關K3打到“模擬”位時，通過調節電位器1和電位器2，TT4CA型4路溫度變送器輸出兩路（4～24）mA的電流信號到車載微機的模擬輸入模塊，通過調節兩個可調電阻器模擬高溫水和中冷水溫度變化，達到控制冷卻風扇進行功能試驗的目的。通過調節電阻器可以方便地實現高溫水、中冷水超溫報警、柴油機卸載、停機等保護性試驗驗證。當開關打到“實測”位時，T2線與PLC2線相連，T1線與PLC1線相連，將溫度傳感1和溫度傳感器2的信號直接送入車載微機，車載微機所取得的是車輛中實際的中冷水和高溫水的溫度信號。

T14CA型四路溫度變送器共有四路輸入點和輸出點，當該試驗器用于發電車試驗時，按照相同的設計思想可將兩個柴油發電機組冷卻系統的四個溫度傳感器全部接入四路輸入輸出點來實現分別控制。當發電車為三機組時，可通過再增設一個T14CA型四路溫度變送器來實現。

3 車輛貫穿線功能試驗驗證電路設計

以目前四方股份公司在產的斯里蘭卡內燃動車組為例說明車輛貫穿線功能試驗驗證電路的設計，圖2為斯蘭卡動車控制原理圖，+110，-110為110V電源線，來自動車的直流電源配電柜，L3、YJ、BJ、WS、F2、F1、L2、L1、+110、-110線為整列車的貫穿控制線。從圖中可以看出閉合1Q1斷路器，并且電壓正常（1KM3吸合），當1SA1轉換到“半載”位時，1KM5得電吸合，1KM5觸頭閉合，L1線（客室照明I控制線）得電；當1SA1轉換到“全載”位 時，1KM5、1KM6得電吸合，1KM5、1KM6觸頭閉合，L1、L2（客室照明II控制線）得電；當1SA2轉換到“半載”位時，1KM7得電吸合，1KM7觸頭閉合，F1（風扇控制I）得電；當1SA2轉換到“全載”位時，1KM7、1KM8得電吸合，1KM7、1KM8觸頭閉合，F1、F2（風扇控制II）得電；當1SA3轉換到“開”位時1KM9得電吸合，1KM9觸頭閉合，L3（腳蹬燈控制線）得電。

圖2 斯蘭卡動車控制原理圖

在車輛單車電氣調試試驗中，如何采用一種簡便、直觀的方式為驗證車輛貫穿線的連接和功能的正確性，基于以上的車輛電氣原理分析和相關要求，提出如下設計思路來解決以上問題：

圖3為車輛貫穿線功能試驗驗證電路。D1指示燈與F1線相連，用來是指示列車第一組供電信號（風扇控制1）的控制信息；D2指示燈與F2線相連，用來指示列車第二組供電信號（風扇控制2）控制信息；D3指示燈與L1線相連，用以指示第一組供電電源（照明I）的控制信息；D4指示燈與L2相連，用以指示第二組供電電源（照明II）的控制信息，D5指示燈與L3線相連，用以指示第三組供電電源（腳蹬燈）的控制信息。

D6～D9與+110線相連，用以指示+110V電源線的貫通線是否貫通；BJ線（報警信號線）經K1轉換開關可以與D10指示燈相連，也可以與+110線連接，當將K1轉換開關打至“拖車”位時，BJ與D10指示燈相連用于試驗拖車，當將K1轉換開關打至“動車”位時，BJ與+110線連接用于測試動車，當BJ為+110V時，動車的報警信號燈亮、蜂鳴器鳴叫；YJ線（應急電源線）經K2轉換開關可以與D11指示燈相連，也可以與-110線連通，當將K2轉換至“動車”位時，與D11指示燈相連用于動車試驗，當將K2轉換至“拖車”位時與-110線連接用與測試拖車。車輛功能試驗器的CN1連接器經過渡連接器可直接與斯里蘭卡動車組的車端連接器相連接

在車輛單車試驗中，直接將功能試驗器接至車端連接器處，車輛通電時驗各貫穿線的加壓情況可直觀地通過LED指示燈的亮滅來驗證各貫穿線加壓情況，以直觀、簡便的方法驗證了貫穿線的連接和功能。該功能試驗器用于其車輛試驗時，可按照同樣的設計思路將來調整線路連接形式實現貫穿線的試驗驗證。

4 功能試驗器顯示面板布置及箱體設計

圖4為顯示面板布置圖，功能試驗器顯示采用指示燈顯示；指示燈采用LED，功耗小亮度高，指示燈安裝于絕緣板上，發光體鑲嵌在箱體面板，指示燈標識采用面板貼膜形式，可根據不同的貼膜實現不同的功能指示標識，圖中D1～D12為LED指示燈，K1～K3為轉換開關，RT1～RT2為電位器（0～200）Ω，CT1～CT2為檢測輸出點。

功能試驗器的箱體采用鋁合金材料制作而成，箱體為長方體結構，其中長為240mm，寬為180mm，高為120mm。在箱體的側面安裝有CN1、CN2兩個連接器，連接器固定牢靠，便于插拔并具有良好的防水防塵性能。

5 結束語

本文中介紹的車輛功能試驗器采用模擬溫度信號的方式，進行冷卻風扇功能模擬試驗，采用LED指示燈顯示驗證貫通線是否加壓，方便了車輛的電氣系統調試工作。該試驗器經過在斯里蘭卡內燃動車組中的應用試驗證明該設計是可行的，利用該功能試驗器可以準確、安全、連續、有效的進行試驗，同時提高調試試驗工作效率。按照功能試驗器的設計思路和實現方法，在鐵路客車及其他軌道車輛的貫穿線功能驗證中完全可以按照此方法進行功能試驗器設計制作進行功能驗證試驗，具有很強的實用性和推廣價值。

參考文獻

[1]TT4CA型4路溫度變送器使用說明書.

[2]斯里蘭卡動車組電氣原理接線圖.