HXD3型機車防空轉系統特點及空轉故障處理探討

王國棟 郝開鈺 趙武

摘 要：近幾年來，隨著我國社會經濟水平的不斷提高，鐵路貨運需求也隨之增加，對大型機動車輛的需求也不斷加大。在此背景下，HXD3型電力機車投入鐵路干線中使用。HXD3型電力機車是我國鐵路干線貨運常用電力機車，是“和諧型”大功率交流電力機車系列中的一類，也曾稱之為DJ3型或SSJ3型，在我國貨運方面具有舉足輕重的地位。文章首先闡述HXD3型機車防空轉系統特點，然后分析系統空轉常見故障及其處理對策。

關鍵詞：機車防空轉系統；特點；空轉故障；對策

HXD3型交流傳動電力機車為交流傳動貨運機車，在HXD3型電力機車研制過程中采用了國內外成熟、可靠的新技術，機車以在中國國內主干線上進行大型貨運牽引為目的，采用6軸貨運大功率交流傳動電力機車設計平臺，采用PWM矢量控制、密閉式牽引變壓器及整體驅動裝置等新技術，盡量考慮對環境保護，減少維修量，其使用深受好評。然而，由于各種因素的綜合影響使得HXD3型機車出現不同故障，影響機車的正常運行。為了進一步發揮傳動機車的優勢，提高機車整體質量，增強運行安全性及可靠性，本文特對其空轉故障進行詳細分析，并提出相應對策，以望對今后的故障處理工作提供借鑒。

1 HXD3型機車防空轉系統特點

機車防空轉系統主要以下幾個特點：機車以任何允許的速度行駛時，調速手柄在任一位置，均可保護機車不產生大空轉（大滑行、不擦傷輪軌、不會發生牽引電機超速，可使機車獲得較高的平均黏著系數）當機車需要大牽引力運行時，乘務員可將調速手柄推至較高位，機車牽引特性將得到較充分的發揮。機車牽引時，牽引給定電流，送至電子柜，經防空轉系統處理后輸出。機車沒有空轉時，發生空轉后，防空轉系統減載功能起作用，然后再按一定的上升率恢復，恢復中如再次空轉則再次降功，直至空轉被抑制。

2 HXD3型機車空轉故障分析

在運行過程中經常發生空轉及滑行故障，影響行車安全，易造成輪對、鋼軌損傷。而且當天氣不良和在困難區段牽引時，機車功率難以正常發揮，極易發生列車途停，嚴重影響了正常運輸秩序和行車安全，同時也給機務段帶來了很大的經濟損失。較為常見的空轉系統故障現象：機車靜止或運行時，電流給不上，切除防空轉系統后故障消除，或由于機車機械振動，主控電路及其電器動作引起防空轉系統誤動作，從而干擾機車運行，以上現象是微機防空轉件故障引起。車一動就撒砂不止，空轉顯示燈一直亮，電流給不上去，或機車速度提高后，發生無規律的空轉誤動作，甚至手柄回零后慣性運行時，也撒砂，顯示空轉等。發生空轉故障的原因主要有以下幾點：

2.1 抱軸承間隙增大。機車長時間運行導致抱軸承磨損，間隙增大，在線路上運行容易使齒輪相對于安裝在齒輪箱上的速度傳感器間隙發生變化，從而導致機車速度傳感器信號異常，引起牽引電流波動。據現場故障機車情況統計來看，運行30萬公里而未進行過速度傳感器間隙調整的機車空轉現象明顯高于調整過的機車。

2.2 速度傳感器間隙調整不當。傳動大齒輪在傳動時，安裝在齒輪箱上的速度傳感器通過感應頭產生脈沖，當間隙調整不當時，各個軸速度傳感器輸出的脈沖幅值會存在較大差異。每一軸速度傳感器的6路信號供本軸用2個，給其他三軸各1個，留有1個備用。當一個軸間隙調整不當時，其輸出的6路信號全部異常，在異常信號送給其他三軸和正常信號比較后，機車空轉保護被激活，機車自動減少牽引電流尋找新的黏著點。由于信號本身異常，反復激活空轉保護系統，導致機車該軸電流反復波動。當兩個以上間隙調整不當后會導致兩個以上車軸電流反復波動，使牽引力急劇下降，在坡道較大時會形成惡性循環最終導致機車途停造成機破。

2.3 速度傳感器感應頭故障。機車在運行中由于齒輪嚙合磨損導致潤滑油中含有大量鐵粉，機車運行時傳動大齒輪將齒輪箱內的潤滑油帶至嚙合面，油中含有的鐵粉被逐步吸附到速度傳感器感應頭上形成鐵粉毛刺，被磁化的毛刺反過來影響磁場的分布，變化的磁場又導致同一速度傳感器6個磁感應頭感應出來的信號不一致，從而造成在控制系統中由于信號不一致而激發機車空轉保護，致使機車為尋找新的黏著點而頻繁調整牽引電機電流，最終使得機車頻繁空轉。

2.4 信號傳輸有誤。信號傳輸需要經過兩個插頭，由于機車運行途中的振動容易出現斷路故障，位于車底的插頭也可能會因進水內部混電或因安裝松動出現虛接故障。部分機車還出現速度傳感器信號線內部導線折損現象，折損現象主要集中在距插頭頂端90～110mm的這一段距離范圍內，由于折損部位處于電纜的防護膠套內，外觀檢查不易發現，造成空轉故障不能及時排除，從而產生大量的重復報活。

3 機車防空轉的處理措施

對于機車空轉故障，特從以下幾方面采取措施：首先，對抱軸承間隙不合格的要求進行調整；其次，對于速度傳感器位于車底的電纜進行相應綁扎處理，進而減少電纜線的相對運動，最終防止折損信號電纜；再次，對微機防空轉插件內芯片進行改進，適當增加電路設計閾值，但閾值太大又會影響傳感器在低速起動和高速運行時的精度和分辨率，引起漏脈沖，故在設計電路中要優化閾值；最后，加強對乘務員的技術業務培訓，提高其判斷故障速度和處理故障的能力，區分開真假空轉，作出準確判斷，將途中故障現象及處理方法描述清楚，從而確認空轉系統是否有故障，排除誤報。此外，在日常檢修過程中應按照范圍檢修，消除“松、虛、短、破”現象，對速度傳感器的信號線認真檢查，防止磨破，虛接，開路等。接線盒接頭采用灌玻璃膠的方式緊固，防止因機車振動而引起松動及雨水對插針、插孔的腐蝕。

4 結束語

總而言之，應正確分析機車故障，并對其故障進行綜合分析，提出相應對策最終確保機車運行的安全性，提高機車的整體質量。在今后的長時間內，應不斷改進技術，對機車使用先進技術理念，使其在鐵路運輸中發揮出重大作用。

參考文獻

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