3型車司機控制器工作原理及改進

薛蓮敏+符建民

摘 要：本文闡述了3型動車組司機控制器的特點及原理，指出其結構缺陷，提出優化建議。

關鍵詞：3型車；司機控制器；原理；缺陷

中圖分類號：U269 文獻標識碼：A

0.引言

司機控制器是司機用來操縱機車運行的主令控制電器，可實現機車的牽引、制動、調速、換向等功能，在行車過程中運用頻繁，起著至關重要的作用。根據車輛牽引性能、制動性能、安裝空間等等的不同需求，司機控制器的外形尺寸、操作方法也大都不同。本文簡要介紹了3型車司機控制器的組成、機械連鎖、技術參數、常見故障、產品缺陷及改進建議。

1.司機控制器的原理

3型車司機控制器的工作原理是通過操作手柄旋轉一定角度帶動凸輪軸轉動，進而帶動多個速動開關導通或斷開形成閉合邏輯關系的輸出，同時數字編碼器隨著控制器的旋轉角度輸出相應的數字量信號。

1.1 司機控制器的組成

3型車司機控制器組成如下：牽引功率控制器（簡稱牽引手柄）通過控制桿手動進行操作。該控制桿可在85°角的范圍內偏轉，從前到后依次設有Pmax位、PO位、EN位、0位等4個位置及牽引區域。牽引手柄在上述位置均有定位，在牽引區域為無極調節。速度設定控制器（簡稱速度設定手柄）的控制器桿可在85°角的范圍內連續偏轉，在任意位置松開手柄，手柄均能穩定的停在當前的位置。方向開關控制器（簡稱方向開關）位于司機控制器的右上角，共3個檔位，分別為“前進”、“0位”“倒車”，0位為水平位置，由零位順時針旋轉45°為“前進”位，由零位逆時針旋轉45°為“倒車”位。司機控制器上共有4個編碼器B1、B2、B3、B4，其中B1、B2為牽引手柄用編碼器，B3、B4為速度設定手柄用編碼器。編碼器代碼使用格雷碼，該碼為單步碼，即從一級向另一級轉換時，只有一個數位發生變化。

1.2 司機控制器內的機械連鎖

牽引手柄從EN位置向牽引力區域的過渡通過機械方式進行閉鎖。按下手柄頭釋放閉鎖狀態。反過來，從牽引力區域向EN位置轉換回來時，無機械閉鎖，即：轉回時無須按下手柄頭。速度設定手柄的手柄頭部逆時針旋轉后才能向前推，向后拉則不需要，松開手柄，手柄頭部可以順時針自復到初始位置。

1.3 技術參數

1.3.1 觸頭額定參數

額定電壓（Ue）：DC 110V；約定發熱電流（Ith）：DC 10A；額定電流（Ie）：DC 1.0A；電壽命：≥1×106；機械壽命：≥1×107；防護等級：IP40（接觸元件部分）。

1.3.2 編碼器額定參數

型號：OEC2型2-5-4；OEC2型2-5-5；電源電壓：DC 24V（DC 18V～DC 30V）；編碼格式：9位格雷編碼；量程：512steps。

2.產品缺陷及改進建議

3型車司機控制器都采用進口產品，長時間使用后，牽引手柄頭部緊定螺釘容易出現松動、劃扣問題。

如果出現松動問題，牽引手柄頭不能正常按下，無法正常推動牽引手柄，無法正常施加牽引力。為了避免此類問題的發生，現采用對牽引手柄頭M3緊定螺釘增加螺紋緊固膠處理的方法。滑扣問題也因增加螺紋緊固膠產生，一旦螺釘滑扣，牽引手柄頭就無法拆卸，這會影響司機室操縱臺大面板的拆卸，面飯無法拆卸，司機臺內的操作電器維修會很困難。如遇到M3緊定螺釘不能拆卸的情況，只能將牽引手柄頭破壞掉，維修成本會大大提高。此缺陷是3型車司機控制器目前急需解決的難題。針對此問題，解決時需考慮以下內容：針對牽引手柄頭結構相關的零件進行改造，不要涉及其他結構單元，避免維修成本的加大；改造后牽引手柄的操作方法與原產品必須相同，不能改變司機的操作習慣。優化后的牽引手柄頭必須達到如下預期效果，才算優化成功：優化后的手柄頭，可圓周隨意轉動，不出現卡死現象，不在轉動中掉落；優化后的手柄頭上下按動（即警惕功能），按下后松手手柄頭可自動復位；優化后的手柄頭，按照相關要求進行多次重復拆卸，無相關改進零件的損壞。

結語

3型動車組在我國鐵路領域應用廣泛，其司機控制器的穩定性直接影響動車組的安全可靠性，因為采用進口產品，其成本較高，且故障及結構缺陷處理不便，維修困難。目前，隨著鐵路行業放開市場項目的進行，逐步引入國產部件。此產品在國產化的同時，結構缺陷需采用新型結構替代。與此同時，國產司機控制器也面臨著挑戰，需要在技術上攻克難點，才能確保動車組更加平穩可靠地運行。

參考文獻

[1] TB/T 1391-2007，機車司機控制器[S].