CRH380B系列動(dòng)車組橫向加速度報(bào)警機(jī)理與對(duì)策研究

劉浩

摘要：隨著我國(guó)高速鐵路網(wǎng)的逐步建成、運(yùn)營(yíng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，動(dòng)車組運(yùn)行里程不斷增加，動(dòng)車組運(yùn)行穩(wěn)定性惡化導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向架橫向加速度超限報(bào)警的問(wèn)題明顯增加。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報(bào)警將導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)動(dòng)車組降速運(yùn)行甚至停車，對(duì)運(yùn)輸秩序造成較大影響。本文介紹了CRH380B型系列動(dòng)車組橫向加速度產(chǎn)生原因、檢測(cè)原理、判定標(biāo)準(zhǔn)及控車邏輯等，提出了優(yōu)化對(duì)策。

關(guān)鍵字：動(dòng)車組；橫向加速度；對(duì)策

0引言

CRH380B型系列動(dòng)車組在運(yùn)行過(guò)程中，帶有錐型踏面的輪對(duì)沿直線軌道滾動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種特有的自激振動(dòng)，一面橫向移動(dòng)，一面又繞通過(guò)其重心的鉛垂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩種運(yùn)動(dòng)的耦合，成為輪對(duì)的蛇形運(yùn)動(dòng)。正是因?yàn)檐囕v的蛇形運(yùn)動(dòng)，所有車輛除了軸向加速度外，還會(huì)產(chǎn)生橫向加速度，橫向加速度的大小可以反映車輛蛇形運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。當(dāng)蛇形運(yùn)動(dòng)處于失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，車輛的橫向加速度會(huì)逐漸增大，此時(shí)車輛必須降速使蛇形運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，否則會(huì)造成車輛失穩(wěn)，因此橫向加速度是判斷車輛平穩(wěn)的重要指標(biāo)。

1動(dòng)車組橫向加速度檢測(cè)原理

CRH380B型系列動(dòng)車組每節(jié)車廂的兩個(gè)轉(zhuǎn)向架均裝有1個(gè)橫向加速度傳感器（28-B15和28-B16），用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向架橫向動(dòng)作，將橫向力通過(guò)傳感器內(nèi)部換算后轉(zhuǎn)換成信號(hào)電壓，經(jīng)過(guò)帶通濾波4Hz-9Hz過(guò)濾處理后發(fā)送給BCU板卡MB03B-A4。MB03B-A4板卡接收到轉(zhuǎn)向架加速度傳感器發(fā)出的加速度值信號(hào)電壓，將信號(hào)電壓反饋給BCU，BCU將信號(hào)電壓反饋至CCU，完成轉(zhuǎn)向架監(jiān)控車組失穩(wěn)性能。

目前300 350km/h速度等級(jí)的動(dòng)車組均裝設(shè)有橫向加速度傳感器，200 250km/h速度等級(jí)的動(dòng)車組未裝設(shè)。

2橫向加速度報(bào)警判斷標(biāo)準(zhǔn)及控車邏輯

橫向加速度傳感器檢測(cè)到的橫向加速度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)帶通濾波4Hz 9Hz過(guò)濾處理后，每0.11s-0.25s為一個(gè)有效檢測(cè)周期，當(dāng)BCU接收到得連續(xù)10個(gè)有效檢測(cè)周期（即1.1s-2.5s）內(nèi)的橫向加速度均均超過(guò)報(bào)警閥值時(shí)，則判定為橫向加速度預(yù)警或報(bào)警，生成相應(yīng)的故障待代碼。

2.1預(yù)警邏輯：動(dòng)車構(gòu)架連續(xù)10個(gè)有效檢測(cè)周期內(nèi)的橫向加速度均超過(guò)5m/s2，拖車構(gòu)架連續(xù)10個(gè)有效檢測(cè)周期內(nèi)的橫向加速度均超過(guò)5.5m/s2時(shí)，車輛判定為橫向加速度超預(yù)警值，BCU報(bào)故障代碼173B（轉(zhuǎn)向架1橫向加速度預(yù)警）或173C（轉(zhuǎn)向架2橫向加速度預(yù)警）。此時(shí)，CCU不顯示故障代碼，HMI屏上不顯示任何提示，不限速。代碼可以在BCU、維護(hù)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中查詢。

2.2報(bào)警邏輯：動(dòng)、拖車構(gòu)架連續(xù)10個(gè)有效檢測(cè)周期內(nèi)的橫向加速度均超過(guò)8m/s2時(shí)，車輛判定為橫向加速度超報(bào)警值，BCU報(bào)故障代碼173D（轉(zhuǎn)向架1橫向加速度報(bào)警）或173E（轉(zhuǎn)向架2橫向加速度報(bào)警），CCU會(huì)報(bào)出相應(yīng)車的“帶臨時(shí)限速的橫向加速度第一次報(bào)警”（故障代碼6BIA），同時(shí)主控端司機(jī)室會(huì)報(bào)出“列車自動(dòng)停止整備操作監(jiān)控”（故障代碼68C9），最高速度臨時(shí)降在280km/h達(dá)120秒；若在300公里內(nèi)發(fā)生兩次報(bào)警，報(bào)故障代碼681E，最高速度將一直限制在280k./h；若最高速度持續(xù)被限制在280km/h后，300公里內(nèi)又發(fā)生2次新的橫向加速度報(bào)警，故障代碼6822，最高速度將一直被限制在200km/h。當(dāng)發(fā)生橫向加速度報(bào)警時(shí)列車會(huì)自動(dòng)觸發(fā)常用制動(dòng)，速度降至HMI提示限制速度以下后，將制動(dòng)手柄推至“OC”位，可緩解制動(dòng)，如不操作制動(dòng)手柄，則列車將一直輸出常用制動(dòng)，直至停車。

3橫向加速度報(bào)警原因

通過(guò)對(duì)動(dòng)車組橫向加速度報(bào)警故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，造成CRH380B型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報(bào)警的原因有以下幾種：

3.1當(dāng)橫向加速度傳感器本身或連接故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致報(bào)橫向加速度傳感器故障，報(bào)故障代碼68C5（至少一個(gè)輪對(duì)橫向加速度傳感器故障）。

3.2當(dāng)轉(zhuǎn)向架橫向減振器、抗蛇形減振器、空氣彈簧故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架橫向擺動(dòng)，橫向加速度采集電壓信號(hào)超出規(guī)定范圍，報(bào)橫向加速度報(bào)警，報(bào)故障代碼681A（帶臨時(shí)限速的橫向加速度第一次報(bào)警）。

3.3當(dāng)輪對(duì)踏面和輪緣出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，橫向傳感器采集電壓信號(hào)值超出規(guī)定范圍，直接會(huì)報(bào)橫向加速度報(bào)警，報(bào)故障代碼681A（帶臨時(shí)限速的橫向加速度第一次報(bào)警）。

3.4線路條件等外界因素導(dǎo)致輪軌間配合狀態(tài)不良，動(dòng)車組橫向擺動(dòng)加速度超出設(shè)定的車載報(bào)警值，導(dǎo)致車組報(bào)橫向加速度報(bào)警，報(bào)故障代碼681A（帶臨時(shí)限速的橫向加速度第一次報(bào)警）。

4防控措施

4.1強(qiáng)化庫(kù)內(nèi)檢修質(zhì)量，在一、二級(jí)檢修過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)動(dòng)車組輪對(duì)、抗蛇形減振器、垂向減振器、橫向減振器、空氣彈簧等部位的重點(diǎn)檢查，提高庫(kù)內(nèi)檢修質(zhì)量，確保動(dòng)車組出庫(kù)質(zhì)量。

4.2嚴(yán)格落實(shí)二級(jí)檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)控輪對(duì)鏇修作業(yè)周期，CRH380B/BL型動(dòng)車組一次踏面修形里程不得超過(guò)20-25萬(wàn)公里，嚴(yán)禁超鏇修周期動(dòng)車組上線運(yùn)行，對(duì)發(fā)生橫向加速度報(bào)警故障動(dòng)車組的輪對(duì)狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，并結(jié)合動(dòng)車組走行公里情況提前安排鏇修。對(duì)于短期內(nèi)同一轉(zhuǎn)向架連續(xù)發(fā)生2次橫向加速度報(bào)警的動(dòng)車組，立即對(duì)輪對(duì)踏面進(jìn)行鏇修處理，改善輪軌匹配關(guān)系。

4.3做好故障分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)故障發(fā)生區(qū)段、車組號(hào)、鏇修后里程等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)，總結(jié)規(guī)律，為后續(xù)故障分析及應(yīng)急處置提供依據(jù)。

4.4對(duì)于特定車輛、特定區(qū)段連續(xù)發(fā)生橫向加速度報(bào)警時(shí)，及時(shí)調(diào)整動(dòng)車組運(yùn)行交路，減少對(duì)運(yùn)輸組織的影響。

4.5加強(qiáng)信息溝通，在發(fā)生橫向加速度報(bào)警故障時(shí)，嚴(yán)格按照《關(guān)于CRH3C/380B（L）/380CL型動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架橫向加速度報(bào)警相關(guān)整治工作的通知》相關(guān)要求，匯總檢測(cè)分析數(shù)據(jù)，及時(shí)反饋工務(wù)部門，對(duì)線路進(jìn)行檢查維護(hù)，采取整治措施，共同消除安全隱患。

5結(jié)束語(yǔ)

熟悉CRH380B系列動(dòng)車組橫向加速度報(bào)警發(fā)生原因及檢測(cè)原理，有利于綜合分析橫向加速度報(bào)警故障原因，從而對(duì)此類故障能有效查找與識(shí)別，在動(dòng)車組運(yùn)用檢修過(guò)程中采取相應(yīng)對(duì)策與措施，最大限度減少故障發(fā)生，保證動(dòng)車組運(yùn)用安全和運(yùn)輸秩序。