客車軸溫報(bào)警器報(bào)警的主要原因及對(duì)策

謝新民

（南寧鐵路局南寧車輛段，工程師，廣西　南寧　530001）

客車軸溫報(bào)警器報(bào)警的主要原因及對(duì)策

謝新民

（南寧鐵路局南寧車輛段，工程師，廣西南寧530001）

本文經(jīng)過認(rèn)真調(diào)研和分析，判斷引起客車軸溫報(bào)警裝置在運(yùn)用過程中報(bào)警的主要原因，與車輛輪對(duì)軸承、軸報(bào)器質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)熱等因素有關(guān)，據(jù)此，提出了基于軸溫報(bào)警故障曲線比對(duì)方式的軸溫報(bào)警機(jī)制和紅外檢測(cè)與TCDS報(bào)警比對(duì)監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)方案等一系列對(duì)策，以有效避免客車運(yùn)行途中因軸溫故障構(gòu)成行車事故，從而保障旅客列車運(yùn)行安全。

軸報(bào)器；報(bào)警；紅外檢測(cè)；監(jiān)控裝置

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.009

客車軸溫報(bào)警系統(tǒng)主要包含客車軸溫報(bào)警器（簡(jiǎn)稱軸報(bào)器，由單片計(jì)算機(jī)控制器、液晶顯示器、直流開關(guān)電源、調(diào)制解調(diào)器組成）、傳輸線路及裝配在輪對(duì)上的溫度探頭組成。在列車運(yùn)行過程中，客車軸溫報(bào)警器對(duì)旅客列車安全運(yùn)行起著重要作用。一旦因軸溫報(bào)警甩車就會(huì)構(gòu)成事故。2015年8月16日，由南寧開往合肥的K1562次列車運(yùn)行途中，軸報(bào)器報(bào)警，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)組中YZ25G349258第8位軸箱溫度過高，后該列車在柳州站甩車，構(gòu)成一般鐵路D21事故。為此，需對(duì)軸報(bào)器報(bào)警的原因進(jìn)行分析并制定對(duì)策，以保障列車運(yùn)行安全。

1　主要原因

1.1軸承質(zhì)量正常情況下，客車運(yùn)行時(shí)，軸瓦與軸相互摩擦所產(chǎn)生的熱量是通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射傳到軸箱散入大氣，因此，車輛起始運(yùn)行時(shí)，軸承溫度上升，運(yùn)行一段時(shí)間后，摩擦產(chǎn)生的熱量與散入大氣的熱量達(dá)到了平衡，溫度基本保持不變。但是，在輪對(duì)組裝過程中，因滾動(dòng)軸承本身存在的質(zhì)量缺陷，表面探傷過程中未識(shí)別出來；或者軸箱組裝工藝不達(dá)標(biāo)，造成軸承內(nèi)圈、外圈、滾子、滾道等部位在輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磨損，還有受輪徑差影響造成輪對(duì)橫向位移時(shí)，輪對(duì)帶動(dòng)軸承內(nèi)圈和活動(dòng)擋圈產(chǎn)生位移。上述情況易使客車在運(yùn)行途中軸箱內(nèi)部配件磨損破碎，部分破碎殘片受熱后與滾子及軸承外圈粘連，油脂中夾雜殘塊，軸承內(nèi)部發(fā)生非正常摩擦及卡滯，摩擦產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于散入大氣的熱量，軸箱內(nèi)溫度逐漸上升。當(dāng)軸箱溫度達(dá)到報(bào)警限度時(shí)，引起客車軸報(bào)器報(bào)警。

1.2軸報(bào)器自身質(zhì)量早期裝配客車上的軸報(bào)器是KZS/M—1型，制造時(shí)存在質(zhì)量缺陷，軸報(bào)器靠模擬傳感器傳輸信號(hào)，受引線阻抗、電源紋波、空間電磁場(chǎng)等因素影響，抗干擾能力差，電壓非正常劇減時(shí)，瞬間造成軸報(bào)器接收到一個(gè)錯(cuò)誤的高溫參數(shù)，因KZS/M—1型軸報(bào)器無法過濾瞬間異常參數(shù)，引起軸報(bào)器誤報(bào)警。

1.3傳輸線路及傳感探頭故障傳輸線路大部分布局在車體外部，傳感探頭裝配在軸箱上，工作條件惡劣，風(fēng)吹雨淋，同時(shí)受排水導(dǎo)管廢水等影響，當(dāng)探頭裝配密封不好或分線盒進(jìn)水和雜質(zhì)、傳感器線磨破時(shí)，會(huì)因傳輸線路絕緣不良，使客車在運(yùn)行過程中軸報(bào)器誤判有某個(gè)軸位溫度比實(shí)際溫度高，輸出錯(cuò)誤軸位溫度信息，造成軸報(bào)器誤報(bào)警。

1.4運(yùn)轉(zhuǎn)熱一般情況下客車運(yùn)行時(shí)，滾動(dòng)軸承軸箱頂部溫度比外溫高15～30℃，如果軸溫高于外溫加40℃以上，屬于不正常現(xiàn)象，在廠、段修后第一次裝車的新輪運(yùn)行過程中，不定期出現(xiàn)軸溫長(zhǎng)時(shí)間較高，但不發(fā)生變化或者軸溫升高又下降且軸溫不超過外溫加40℃，此類情況下發(fā)生軸報(bào)器報(bào)警的原因是運(yùn)轉(zhuǎn)熱所致；而造成運(yùn)轉(zhuǎn)熱的主要因素是輪對(duì)在組裝過程中，輪對(duì)、軸箱的組裝工藝不合理，造成軸箱內(nèi)部的軸承內(nèi)圈、外圈、滾子、滾道等部位在輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中有輕微摩擦，輪對(duì)短暫的溫升過高，形成運(yùn)轉(zhuǎn)熱，但是隨著輪對(duì)的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦逐漸減少影響，摩擦產(chǎn)生的熱量逐步與軸箱散到大氣中的熱量均衡，輪對(duì)軸箱溫度趨于正常。

2　對(duì)策

2.1構(gòu)建熱軸故障比對(duì)曲線客車軸報(bào)器報(bào)警的情況主要是四種，只有軸承出現(xiàn)問題的情況下才會(huì)構(gòu)成行車事故，實(shí)際情況下，TCDS值班監(jiān)控人員會(huì)根據(jù)軸溫報(bào)警數(shù)據(jù)來判斷報(bào)警類型，存在一定的誤差，可在TCDS監(jiān)控的計(jì)算機(jī)上，增加一個(gè)軸溫報(bào)警時(shí)曲線類型，如圖1所示。

圖1　軸溫報(bào)警典型溫度變化曲線圖

要求TCDS值班監(jiān)控人員根據(jù)軸溫報(bào)警曲線進(jìn)行區(qū)分報(bào)警的實(shí)際情況，比照對(duì)比后確認(rèn)是否屬于軸承問題報(bào)警。從圖2中可以看出，軸溫報(bào)警典型模式通常由四種情況組成。在當(dāng)前列車軸溫報(bào)警信息進(jìn)行分類，以確定軸溫報(bào)警是由于誤報(bào)警引起還是軸承質(zhì)量問題導(dǎo)致的真實(shí)報(bào)警。其原理為：根據(jù)圖2所示四種典型軸溫變化曲線提取各自的軸溫曲線數(shù)據(jù)特征，當(dāng)軸溫報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，提取當(dāng)前軸溫變化曲線與典型軸溫變化曲線特征進(jìn)行匹配，從而對(duì)當(dāng)前軸溫預(yù)警信息進(jìn)行分類，從而提高對(duì)由軸承質(zhì)量引起的軸溫預(yù)警信息的準(zhǔn)確度。

基于報(bào)警故障曲線比對(duì)方式的軸溫報(bào)警機(jī)制流程圖如圖2所示：

圖2　報(bào)警故障曲線比對(duì)方式的軸溫報(bào)警機(jī)制流程圖

在分析軸溫報(bào)警模式及原因時(shí)，考慮到紅外線探測(cè)軸溫是列車輪對(duì)經(jīng)過紅外探頭時(shí)，以接收車輛軸箱表面輻射出來電信號(hào)的大小來判斷軸箱溫度。因紅外報(bào)警系統(tǒng)與TCDS分別屬于兩個(gè)不同的報(bào)警模式，可構(gòu)建紅外報(bào)警與TCDS報(bào)警預(yù)警比對(duì)系統(tǒng)，將車輛自身軸溫報(bào)警系統(tǒng)輸出的報(bào)警信息與紅外監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合判斷分析，從而提高軸溫報(bào)警信息的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)組成如圖3所示。

圖3　紅外報(bào)警與TCDS預(yù)警比對(duì)系統(tǒng)組成圖

2.2選配合適的軸報(bào)器結(jié)合專項(xiàng)修，淘汰早期裝配的KZS/M-1型軸報(bào)器，逐步選用KZS/M-Ⅱ型軸溫報(bào)警器，由于該儀器采用大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)微處理器（CPU），智能化處理傳感信息，模塊化結(jié)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、內(nèi)部設(shè)計(jì)程序優(yōu)化，可靠性大為提高，可將瞬間錯(cuò)誤參數(shù)過濾消除，提高軸報(bào)器的分析判斷能力，儀器達(dá)到“免維護(hù)”，避免因軸報(bào)器質(zhì)量引起的誤報(bào)警。

2.3優(yōu)化傳輸線路及傳感探頭布局加強(qiáng)對(duì)布局車體外部的傳輸線路的固定和絕緣保護(hù)。將采用模擬信號(hào)的探頭逐漸更新為測(cè)量精度高、輸出信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字傳感探頭，以消除由于線路帶來的測(cè)量溫度誤差，提高儀器的抗干擾能力。同時(shí)，采用帶智能判斷功能的傳感器，因其具有傳感器短路時(shí)不報(bào)警，發(fā)生環(huán)溫傳感器開路、短路時(shí)，儀器自動(dòng)判斷、自動(dòng)改為定點(diǎn)90℃報(bào)警方式，即使軸溫傳感器因接觸不良引起的不正常溫度也可以自動(dòng)判斷等功能，從而減少了軸報(bào)器誤報(bào)警的概率。

2.4加強(qiáng)首趟運(yùn)用輪對(duì)的質(zhì)量卡控運(yùn)轉(zhuǎn)熱往往體現(xiàn)在首趟運(yùn)用的輪對(duì)上，主要表現(xiàn)在不定期出現(xiàn)軸溫長(zhǎng)時(shí)間較高，當(dāng)軸溫不發(fā)生變化或軸溫升高又下降且不超過外溫加40℃時(shí)，可讓換輪后的車輛掛在局管內(nèi)進(jìn)行試運(yùn)，如發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)熱故障，可在車輛入庫檢修時(shí)進(jìn)行處置，消除甩車造成事故的影響。同時(shí)讓值乘的乘務(wù)員重點(diǎn)監(jiān)控運(yùn)轉(zhuǎn)車輛，確保軸溫不影響客車安全運(yùn)行，回乘后更換、分解該輪對(duì)。

3　結(jié)束語

切實(shí)做好對(duì)客車軸溫報(bào)警故障的卡控，是防止客車運(yùn)行事故、確保旅客安全的一項(xiàng)重要舉措。通過采取故障曲線比對(duì)方式的軸溫報(bào)警機(jī)制和紅外檢測(cè)與TCDS報(bào)警比對(duì)監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)方案等一系列有效對(duì)策并不斷加以的完善，進(jìn)而降低軸溫報(bào)警故障的運(yùn)用影響，對(duì)提高旅客列車安全出行效率，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

U270.7

B

1006-8686（2016）04-0023-02