CRH380型動車組橫向加速報警問題淺析

【摘 要】CRH380B型動車組在京滬及哈大線運行過程中頻繁報出橫向加速度預警故障，本文對橫向加速度報警故障的產生原因進行分析，根據CRH380B型動車組報出橫向加速度報警的邏輯關系，對在檢修中如何避免橫向加速度報警作出闡述。

【關鍵詞】CRH380B型動車組；橫向加速；抗蛇形運動

1.橫向加速度產生原因及危害

蛇形運動定義：帶有錐型踏面的輪對沿直線軌道滾動時，會產生一種特有的自激振動，一面橫向移動，一面又繞通過其重心的鉛垂軸轉動，這兩種運動的耦合，成為輪對的蛇形運動。

蛇形運動三種狀態：

1.1穩定狀態-振動收斂

機車車輛在理想的平直道上運行時，在特定的條件下，如輪對具有一定的定位剛度，各懸掛參數匹配適當，在某一速度范圍內運行，這時所產生的蛇形運動的振幅是隨著時間的延續而衰減的，這種運動稱之為穩定的身形運動。

1.2臨界狀態-振動穩定

蛇形運動由穩定運行過渡到不穩定運動時的速度就稱光臨界速度。

1.3失穩狀態-振動發散

當車輛的運行速度超過某一臨界速值時，產生一種稱為不穩定的蛇形運動，此時他們的振幅隨著時間的延續而不斷的擴大，使輪對左右搖擺直到輪緣碰撞鋼軌，對于轉向架或車體則出現大振幅的劇烈震動，這種現象稱之為失穩，此時運動稱之為不穩定運動。

正是由于車輛運行的蛇形運動，所以車輛除了軸向加速度以外，還會產生橫向加速度，橫向加速度的大小可以反映車輛蛇形運動的狀態，當蛇形運動處于失穩狀態時，車輛的橫向加速度也會逐漸增大，此時車輛必須降速使車輛蛇形運動穩定，否則會造成車輛失穩，因此橫向加速度是判斷車輛平穩的重要指標。

2.CRH380B型動車組橫向加速度的監控邏輯

2.1構架橫向加速度預警

動車構架橫向加速度10min內連續3次大于0.5g；拖車構架橫向加速度10min內連續3次大于0.55g。此時不限速，可通過BCU和遠程數據查詢。

2.2構架橫向加速度報警

動、拖車構架橫向加速度連續10次大于0.8g。若第一次發生橫向加速度警報，最高速度將限制在280km/h，持續120s，之后自動解除；若在300公里內發生兩次橫向加速度報警，最高速度將一直被限制在280km/h；如果最高速度持續被限制在280km/h后，300公里之內又發生2次新的橫向加速度警報，最高速度將一直被限制在220km/h。

2.3構架橫向加速度監控失效

構架橫向加速度傳感器測量故障時，觸發緊急制動。故障描述為：橫向加速度傳感器監控失效，司機須在5 分鐘內降速到220Km/h，否則列車將緊急制動。

2.4橫向加速度報警解除

當車輛由于橫向加速度報警造成限速時，如果確認為線路原因引起的橫向加速度報警，駛出該區段后，在HMI顯示屏緊急頁面復位橫向加速度報警，可以解除限速。

3.造成橫向加速度報警的原因

3.1橫向加速度檢測系統本身故障

橫向加速度傳感器、制動控制單元內板卡MB03B—X4及兩者之間線路故障會導致橫向加速度報警。

3.2轉向架部分參數異常

CRH380B型動車組轉向架一系彈簧高度、空氣彈簧高度、橫向止擋間隙異常，或橫向減震器、抗蛇形減震器損壞時會導致報橫向加速度報警。

致故障發生。

當輪對踏面磨耗偏大和輪緣形狀異常時，會導致橫向加速度報警。

3.3輪軌接觸關系不良

當輪對踏面磨耗偏大和輪緣形狀異常時，或者線路存在道岔魚鱗紋、寬光帶、雙光帶、波磨、軌肩凸起等會導致輪軌匹配等效錐度偏大，輪軌匹配不良，造成橫向加速度報警。

4.如何通過對車輛檢修避免橫向加速度報警

（1）車輛在三級檢修規程中或者產生橫向加速度報警后，需要對橫向加速度傳感器進行檢查：首先需要檢查傳感器外觀是否正常，其次要測量傳感器在處于不同位置的電壓值，橫向加速度處于水平方向時正常電壓為4-6V，處于垂直方向時正常電壓為4-6V±1.23V，公差為±5%。

（2）通過使用ST03A軟件對BCU內板卡MB03B-X4狀態進行檢查，確保板卡工作正常，同時對信號傳輸線路進行檢查，避免由于板卡本身故障或信號傳輸線路問題造成誤報橫向加速度報警。

（3）對出現報警的CRH380B型動車組需要測量了如下尺寸：一系彈簧高度、空氣彈簧高度、橫向止擋間隙，確保以上數據均在設計尺寸公差范圍內；檢查軸裝制動盤與制動夾鉗、軸箱彈簧與構架、軸箱減振器與構架和軸箱聯接部，確保以上部件無結構干涉。檢查橫向減振器和抗蛇行油壓減振器是否損壞，確保其正常工作。

（4）按照CRH380B動車組輪對鏇修規定保證車輛間隔鏇修運行里程在20萬-25萬之內。如果輪對未到鏇修周期報橫向加速度報警，可以通過輪對踏面等效錐度測量儀測量踏面的等效錐度，來判斷輪對踏面是否磨耗偏大。記錄發生橫向加速度報警時車輛所處的線路區間，來判斷是否由于線路問題造成輪軌匹配不良造成橫向加速度報警。輪對等效錐度在0.15-0.17為理想狀態，當等效錐度大于0.3時，在線路情況不良情況下會報橫向加速度報警。如果輪對踏面磨耗偏大，需要及時對輪對進行鏇修。如果是線路問題，則需要對問題線路進行打磨處理。

按照上述4點對車輛進行檢查，可以避免橫向加速度報警，從而可以使車輛的蛇形運動處于穩定狀態，確保車輛平穩、安全運行。

【參考文獻】

[1]馬戈.蛇形運動的防止措施.國外內燃機車，1988，1.

[2]周勁松，任利惠，沈剛.高速列車運行平穩性研究.機械科學與技術.2003，26（6）.