DK-2 型制動機在地鐵工程車的運用及常見故障分析

鐘佳麗

（廣州地鐵集團有限公司，510310，廣州∥助理工程師）

目前，廣州地鐵新線AB 型電力蓄電池工程車采用DK-2 型制動機。該制動機具有MVB（多功能車輛總線）網絡通信、壓力精確控制和空電混合制動等技術，可實現自動制動控制、單獨制動控制、多機重聯、故障診斷及記錄等多種功能。

1 DK-2 型制動機控制原理

DK-2 型制動機采用微機模擬技術實現列車制動控制：通過操縱大閘、小閘至不同制動位置，使控制器凸輪觸發相應位置電信號，同步發送至BCU；BCU 結合控制器電信號及傳感器信號，內部程序運算控制相應電空閥得電開啟緩解或制動氣路，實現均衡風缸壓力控制；通過電空閥及中繼閥模塊控制列車管壓力與均衡風缸同步變化，同時，制動缸預控模塊接受BCU 控制信號，控制作用閥動作，實現制動缸壓力控制。其對應的制動控制原理見圖1 所示。

1.1 后備制動

DK-2 制動機較傳統制動機增加了制動冗余功能，即當BCU 故障或電磁閥故障導致制動功能失效時，可旁路電子分配控制方式，將制動機切換為純空氣分配制動（以下簡稱“后備制動”），可雙重保障電力蓄電池工程車的行車安全。

后備制動投入時，直接操作后備制動閥即可實現工程車制動及緩解。緩解位時，總風經后備控制器向均衡風缸充風（后備制動控制原理見圖2 所示），中繼閥根據均衡風缸壓力控制列車管充風，列車管通過三通閥向工作風缸充風緩解。在制動位時，均衡風缸壓力通過后備制動閥排向大氣，中繼閥控制列車管壓力同步減壓，工作風缸通過三通閥向制動缸充風，從而實現工程車制動。

圖1 DK-2 型制動機制動控制原理

圖2 后備制動控制原理

1.2 緊急制動

為提高工程車運用安全性，DK-2 型制動機采用緊急制動環線控制（見圖3）。環線主要串聯了緊急按鈕、操作臺占用、總風低壓保護以及緊急閥觸點等信號，通過緊急環線得失電來控制緊急中繼動作，從而實現工程車緊急制動。

觸發緊急制動的條件有：

1）按下司機室控制臺上的緊急制動按鈕（擊打式按鈕）；

2）工程車脫鉤（列車管快速排風）或總風低于550 kPa；

3）電力工程車緊急制動環線中斷或失電；

1)海風鋒指海陸風中海風偏冷氣團向陸地推進過程中遇到陸地上較暖空氣團而形成的鋒面,為局地中小尺度天氣系統,主要顯現在較穩定的高壓控制天氣背景下。依據海風鋒過程的高空控制系統,以及是否有雷暴強對流天氣伴隨,江蘇夏季的海風鋒可分為兩類:Ⅰ類為海上西伸副高控制下的海風鋒;Ⅱ類為大陸高壓入海環流下的海風鋒。Ⅰ類海風鋒多無強對流配合,Ⅱ類海風鋒常有強對流天氣伴隨。

4）自動制動控制器處在緊急制動位；

5）司控器在快速制動位；

6）DC 110 V 控制電源失電；

7）車長閥被觸發。

圖3 緊急制動環線控制

2 故障判斷思路

DK-2 型制動機因設有制動冗余及緊急環控制功能，故相比于傳統制動會更加安全可靠。但該制動機一旦發生故障，將會嚴重影響地鐵工程車的行車安全，現結合該制動機控制原理，提供故障分析思路。

當工程車出現故障時，分別在兩端司機室操作，如有一端正常，則可判斷為電路故障；若兩端司機室均故障，則核查BCU 輸出點位是否亮燈，若對應輸出點位亮燈，可初步判斷為電磁閥內部故障。此時應先檢查電磁閥插頭接線緊固情況，同時可手動按壓電磁閥閥芯，觀察故障變化情況，輔助判斷最終故障原因。

若對應輸出點位燈不亮，可初步判斷為電路故障，應先核查大閘在故障位置時BCU 的輸入點位是否正常。

若BCU 對應輸入點位不亮，則用萬用表測量BCU 輸入點直流電壓，若測量電壓為110 V 左右，則可判斷為BCU 輸入板件故障；若測量電壓不正常，則先檢查大閘主電源電壓，其次檢查大閘制動位輸出至制動柜線路通斷情況。如線路通斷異常，則逐項排查控制回路線纜插針是否存在歪斜、斷線、虛接等情況；若線路正常，則可初步判斷為大閘故障，檢查大閘插頭插針及大閘制動位凸輪接觸位置情況，必要時更換大閘。

若BCU 輸入點位正常，則判斷為電子板件故障，建議逐一更換PWM（脈寬調制）板、輸出板、模擬板。

3 常見故障分析

根據廣州地鐵電力蓄電池工程車故障數據分析，制動系統故障占故障總數10.8%，而制動系統故障中的DK-2 制動機各類故障占比情況見表1。現結合地鐵工程車DK-2 制動機運用中的常見故障，分析故障具體原因并提供故障判斷及處理思路。

表1 制動系統故障中DK-2 制動機各類故障占比

3.1 均衡風缸無法緩解

1）現象：在運轉位或過充位的均衡風缸壓力無法緩解。

2）分析：DK-2 制動機通過高速電空閥258YV、257YV 實現均衡風缸的緩解與減壓（見圖4）。均衡風缸壓力無法緩解的原因有：①總風塞門關閉，總風通往均衡風缸回路截止；②258YV（緩解電磁閥）得電卡滯；③263YV（保護電磁閥）故障；④257YV 失電卡滯，均衡風缸充氣回路與大氣相通，無法建壓。

圖4 均衡風缸壓力控制原理

3）判定及處理：①檢查總風塞門開通狀態。②檢查BCU 的PWM 輸出板2 號燈是否亮，同時制動柜旁探聽257YV 是否有持續排氣，若是，則為257YV 控制電路故障。③檢查BCU 輸出板2 號點是否常亮，若否，則為263YV 控制電路故障；若是且判斷257YV 正常時，應先關閉104，更換258YV，觀察故障是否消失。

3.2 列車管壓力無法緩解

1）現象：在運轉位或過充位的均衡風缸壓力緩解正常，列車管壓力無法緩解。

2）分析：制動機主要是通過中繼閥實現列車管充風（見圖5），均衡風缸緩解正常，說明總風至中繼閥或列車管的通路不暢，可能的原因有：①253YV（中立電磁閥）得電卡滯，截斷總風通向中繼閥的通路；②255YV（遮斷電磁閥）失電卡滯，無法向列車管充風；③265YV（緊急電磁閥）得電卡滯，列車管風壓自放風閥排向大氣；④中繼閥本身卡滯，導致進氣閥無法開啟。

3）判定及處理：①檢查BCU 輸出板4 號燈是否常亮，若否，則為253YV 控制電路故障，若燈亮且按壓253YV 閥芯后故障消失，則為253YV 電空閥故障；②關閉116 塞門，重新緩解列車制動，若可正常緩解則為265YV 故障；③檢查BCU 輸出板5 號燈是否常亮，若燈亮則為255YV 控制電路故障，若燈不亮或按壓255YV 閥芯無下降位移時，則為255YV 故障；④若以上判斷均正常，則可能是中繼閥內部卡滯，需拆解中繼閥，檢查進氣閥、膠墊及O型圈狀態。

圖5 列車管壓力控制原理

3.3 制動缸壓力不成比例

1）現象：在制動位時均衡風缸、列車管壓力降壓正常，制動缸壓力不成比例。

2）分析：制動缸預控模塊接受大閘指令，通過260YV、261YV（高速電磁閥）實現制動缸的緩解與減壓（見圖6）。制動缸壓力不成比例的原因有：①252YV 故障，過充壓力無法及時緩解；②246YV 失電卡滯，預控壓力持續通過246YV 排向大氣，無法正常開啟作用閥；③260YV 或261YV 卡滯，未能正常開啟作用閥來控制氣路。

3）判定及處理：①按壓252YV 閥芯無下降位移，則為252YV 故障；②檢查BCU 輸出板3 號點是否常亮，常亮表明為246YV 異常得電，若不是但按壓246YV 閥芯無下降位移，且存在持續排風情況，則為246YV 失電卡滯；③檢查BCU 的PWM板件3、4 號燈是否常亮，260YV 是否處于得電狀態，261YV 是否處于失電狀態，必要時更換電磁閥備件，觀察故障是否消失。

圖6 制動缸壓力控制原理

4 結語

本文提出DK-2 制動機故障判斷思路，同時結合運用經驗，提出常見故障分析、判定及處理思路，以提高檢修人員故障處理響應速度及處理效率，減少運用故障發生，保障地鐵工程車安全行車。