hxd1型电力机车无火回送故障分析.docx

hxd1型电力机车无火回送故障分析 1 无火回送过程中增加了充风慢 knorrnyab公司开发的cc-b平衡系统广泛应用于和谐电力机车上。但此类机车在进行无火回送操作过程中, 本务机车频繁出现机车充风缓慢, 列车管不保压, 存在“漏风”现象。且多次出现由于列车管“漏风”造成救援的事故。下面结合无火回送原理对故障现象进行分析。 2 列车管负压 当机车无火回送时, 无火塞门开放, 列车管通过无火塞门向总风缸充风, 当列车制动时, 列车管减压, 总风缸的风源通过BCCP向闸缸充风, 实现制动。 故障均发生在机车为专列时, 即5台无火机车编组成一列回送, 发生的地点都是在编组站停留一段时间后, 本务机车检测列车管泄漏时超标。其中株洲北站5次, 武汉2次, 西安1次。 3 原因分析 3.1 大闸手臂回运转位 HXD1型机车的换长3.2, 5台车总计换长为16。每辆货运列车的换长为1.1, 那么5台HXD1型机车相当于15辆货车的长度, 根据机车司机运用经验, 当减压50 k Pa时, 大闸手柄回运转位, 缓解时间大概是2 s/辆。当减压100 k Pa时, 大闸手柄回运转位, 缓解时间大概是3 s/辆。当减压170 k Pa时, 大闸手柄回运转位, 缓解时间大概是4 s/辆, 15辆车最大减压量充风到定压的时间大约在60 s左右。 本务机车司机根据实际操作经验充风1 min后, 减压试列车管泄漏, 列车管会快速地泄漏至无火机车总风压力, 司机会判断为列车管漏风, 从而等待救援。 3.2 总风压力 根据CCBII制动系统无火回送操作规程要求:打开风源柜上总风缸的排水塞门A12排第二总风缸的风, 使总风压力降到 (250±15) k Pa后关闭A12塞门。 发生故障后, 用本务机车的列车管给无火回送机车充风, 再进行保压测试, 列车管压力一直下降, 直至无火回送机车总风压力。在株洲北站的机车总风风压一般维持在200 k Pa, 在武汉及西安的机车到现场查看只有150 k Pa。 假定故障发生时车内总风压力为100 k Pa, 根据理想气体状态方程, 忽略温度的变化影响, 计算总风充风到250 k Pa时压缩空气消耗的自由空气体积如下: 根据实际装车管路计算, 每台HXD1型机车列车管及支管容积为40 L, 折算到一个大气压下5台机车的充风量为40×5× (150/100) =300 L。 总风管及支管容积为32 L, 折算到一个大气压下5台HXD1型机车的充风量为32×5× (150/100) =240 L。 5台车总风缸容积为1 000×5× (150/100) =7 500 L。 本务机车列车管及支管容积为20 L, 折到一个大气压下达充风量为20× (500/100) =100 L。 设定本务机车有一台螺杆压缩机工作, 其标准打风量为3 000 L/min, 双塔干燥器再生耗气率为20%, 则双塔干燥器出风口供风量为3 000× (1-20%) =2 400 L。5台无火机车总风压力从100 k Pa充风至250 k Pa的理论充风时间为t=8 140/2 400=3.4 min。 选取一台已完成无火回送的机车, 总风缸压力排到0 k Pa, 另一台本务机车列车管定压为500 k Pa, 无火机车总风压力从0 k Pa充风到260 k Pa, 实测数据曲线见图1。从图1可知, 总风压力从0 k Pa充风到250 k Pa所需的时间长达13 min。从100 k Pa充风到250 k Pa所需的时间长达10.5 min, 远远大于理论计算的3.4 min。 3.3 列车管无火回送 CCBII制动系统的无火回送原理如图2所示。无火塞门投入后, 打开了列车管和无火调压阀之间的连接, 列车管通过无火塞门、调压阀、止回阀、0.125英寸的缩堵向总风管供风。通过KNORR公司提供的资料和实测数据表明, 无火调压阀的调整压力为250 k Pa。 DK-1制动系统的无火回送原理图如图3所示。无火塞门155投入后, 打开了列车管和无火调压阀之间的连接, 列车管通过无火塞门、无火滤尘止回阀103向总风管供风。 由于DK-1制动系统无火回送塞门后没有缩堵, 列车管很快就能给总风管供风, 在实际运用过程中, DK-1制动系统从未出现过此类列车管漏风现象。 3.4 牵引作用下系统风压下降 和谐型电力机车总风泄漏量标准为每5 min不大于20 k Pa, 在实测中总风泄漏量可以控制在每5 min为10 k Pa左右, 无火机车停车更换牵引机车的过程中, 列车管风压为零, 总风向闸缸充风, 无火机车处于制动状态。当停车时间过长时, 由于总风及闸缸管系存在泄漏, 导致总风压力缓慢下降。 CCBII制动系统无火模块中的缩堵直径只有3.175 mm, 阻碍了列车管向总