車輛制動系統(tǒng)超溫檢測裝置誤報警研究

摘要：制動系統(tǒng)超溫檢測裝置是由溫度傳感器、BMA和故障診斷軟件逐步組合而成的具有實時檢測制動盤溫度功能的裝置，但由于軟件本身原因，在車輛實際運用過程中，超溫報警的的誤報頻繁，結(jié)合上述問題，本文分析了制動系統(tǒng)超溫檢測裝置的可靠性，提出了超溫報警在誤報警情況下的應對措施，確保超溫檢測裝置能夠更好的滿足檢測需求。

關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)；超溫報警；可靠性

引言

車輛制動系統(tǒng)作為現(xiàn)代電車行車安全的關(guān)鍵系統(tǒng)，必須具備安全、可靠和快速的制動性能。如在行車過程中出現(xiàn)制動盤超溫報警故障，制動盤和制動鉗溫度快速上升后，容易導致制動系統(tǒng)周邊溫度升高，引發(fā)行車火災等重大安全事故。

1 天津現(xiàn)代有軌電車制動系統(tǒng)簡介

天津現(xiàn)代有軌電車制動系統(tǒng)的制動功能實現(xiàn)方式有電制動和空氣制動。制動器主要由輪轂上的制動缸、制動盤、制動卡鉗、制動墊片和ABS傳感器構(gòu)成。在車輛施加空氣制動時，制動缸的活塞桿對制動卡鉗上的水平連桿施加壓力，水平連桿帶動制動卡鉗內(nèi)部的偏心軸，最終將力施加給制動墊片，制動墊片向制動盤施加水平的夾緊力，從而施加制動。在車輛緩解空氣制動時，通過對彈簧制動缸進行補充壓縮空氣，對常用制動缸進行釋放壓縮空氣，實現(xiàn)制動缸的活塞對制動鉗水平連桿釋放壓力，最終使得制動卡鉗上的制動墊片不再夾緊制動盤，從而使得車輛制動緩解。

2 制動系統(tǒng)超溫檢測裝置的引入

由于車輛在緩解空氣制動時，制動命令和控制單元（UCD和EBS）、壓縮空氣、各電磁閥、制動缸、制動鉗、制動連桿等都會配合動作，其中任何一個環(huán)節(jié)或者部件出現(xiàn)異常時，都有可能造成制動無法正常緩解，在某一個輪轂模塊制動無法緩解的情況下，司機無法快速覺察到制動不緩解的現(xiàn)象，容易造成輪轂溫度過高。輪轂溫度過高的情況下，有可能引發(fā)火災事故。

因此，車輛原始廠商對車輛原先裝備的用于預防輪胎破裂的輪胎壓力監(jiān)測裝置（IVTM）進行了升級。通過在車輛的網(wǎng)關(guān)卡、司機監(jiān)控屏和主控面板上加載一套溫度檢測軟件，在輪胎周圍溫度異常升高時，會引起輪胎內(nèi)部壓力升高，IVTM能夠在溫度檢測軟件的命令下，向系統(tǒng)發(fā)送實時報警信號，同時在司機監(jiān)控屏幕上顯示過熱圖標，從而實現(xiàn)對超溫的報警。

3 超溫檢測裝置的可靠性分析

3.1 超溫檢測的邏輯功能與實現(xiàn)方式

（1）出現(xiàn)超溫故障后，在超溫檢測裝置的作用下，司機監(jiān)控面板下方出現(xiàn)自動限速35km黃色報警圖標，同時在司機監(jiān)控面板右側(cè)出現(xiàn)溫度超高的紅色圖標，如下圖1所示。

（2）出現(xiàn)自動限速35km限速故障和溫度超高的故障圖標后，同時BMA后臺數(shù)據(jù)中會出現(xiàn)對應的故障代碼，可能出現(xiàn)的代碼明細為：772至783，748至771，708+709，1150至1161；單獨出現(xiàn)自動限速35km限速故障后，同時BMA后臺數(shù)據(jù)中心也會出現(xiàn)對應的故障代碼，可能出現(xiàn)的代碼明細為：709，658至669，730至741。

3.2 超溫檢測裝置可靠性分析

（1）原始廠商的超溫檢測裝置沒有設(shè)置直接的溫度測量儀器，無法抓取車軸的實際溫度數(shù)據(jù)。檢測情況以代碼的形式上傳至后臺數(shù)據(jù)，但無法在司機監(jiān)控屏上顯示實時溫度，而是通過判斷車軸周邊部件的技術(shù)狀態(tài)和參數(shù)，來發(fā)送相應的報警信號。在這種情況下，該系統(tǒng)存在誤報可能。以系統(tǒng)報警的772故障代碼為例，該故障指向輪胎左右胎壓異常，胎壓異常的情況下（如輪胎漏氣），由于輪胎裝置配備了防塌陷襯墊裝置，車輛仍可以繼續(xù)運營至終點，無需立即處理，但系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置，出現(xiàn)自動限速35km限速故障和溫度超高的故障圖標，從而影響正線司機的駕駛作業(yè)。

（2）超溫檢測裝置的指向性不明確，車輛只是會報警有相應的超溫故障，但無法確定哪個模塊有故障，具體故障情況需要根據(jù)代碼分析和人工現(xiàn)場檢查來確定，提高了維修成本。

（3）2012年以來，超溫報警數(shù)量隨著年份的增加總體遞增，除2012年外，超溫報警誤報率均在50%以上，近幾年由于超溫報警造成的車輛回段次數(shù)不斷增加。超溫報警出現(xiàn)誤報后，正線可以恢復的故障，車輛采用繼續(xù)運營的方式，無法恢復的故障，需要回段進行檢查，這樣造成車輛利用率下降。2012年-2017年以來每年的超溫報警故障數(shù)據(jù)見表1。

4 超溫誤報警應對措施

（1）明確車輛故障排空回段的時機，正線車輛運營時當日第一次出現(xiàn)此類故障時，由原來的出現(xiàn)故障排空回段優(yōu)化為故障出現(xiàn)一次后，由司機對車輛進行檢查，檢查無異常后，運營至終點站結(jié)束當次運營，若結(jié)束運營前故障圖標消失，可以維持全天運營模式。

（2）正線車輛運營當日第二次出現(xiàn)此類故障時，限速運行至前方站臺，由司機下車再一次檢查車輪外部，檢查無異常后，運營至終點站結(jié)束當次運營。

5 結(jié)語

本文通過對車輛原有的超溫檢測裝置的可靠性進行分析研究，并根據(jù)實際情況制定了超溫誤報的正線司機應對措施，從而降低車輛誤報次數(shù)，保證正線車輛可靠運行。此外，對原有超溫檢測裝置進行技術(shù)改造是徹底解決該裝置誤報的最終方式。

下一步計劃對原有系統(tǒng)進行重新改造，考慮到安裝空間的大小，在每個車軸的附近配置熱敏接觸器，制動盤發(fā)熱時，熱敏接觸器通過熱傳導溫度升高，溫度升高后將會使得系統(tǒng)報警，并將報警信息發(fā)送至司機監(jiān)控屏，該方案能夠徹底從技術(shù)上實現(xiàn)對每個車軸的實時監(jiān)控。

參考文獻：

[1]王月明.城市軌道交通列車制動.科學出版社，2014.

[2]李偉.天津地鐵正線列車故障數(shù)據(jù)分析及應急處理[J].科技創(chuàng)新，2015（9）.

作者簡介：

曹國梁，工程師，天津濱海快速交通發(fā)展有限公司