HXN5型內(nèi)燃機(jī)車空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介及案例分析

金旦麗 高麗娜

摘要：本文針對(duì)HXN5型內(nèi)燃機(jī)車GD空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)介，并結(jié)合案例對(duì)電氣控制系統(tǒng)故障排查進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車;空壓機(jī);電氣控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U269.32+2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）02-0049-02

1? 問題提出

空壓機(jī)的正常工作需要電氣控制系統(tǒng)和空氣管路系統(tǒng)的共同配合。一般情況下，電氣控制系統(tǒng)由電工負(fù)責(zé)管理維護(hù)，而空氣系統(tǒng)由管道工負(fù)責(zé)管理維護(hù)，一旦在機(jī)車調(diào)試或運(yùn)用過程中出現(xiàn)故障，單一的工種無法迅速對(duì)故障進(jìn)行排查及處理。因此，本文將對(duì)電氣控制系統(tǒng)和空壓機(jī)工作的簡(jiǎn)單進(jìn)行融合性介紹，便于理論知識(shí)的理解，更有效的進(jìn)行故障處理。

2? 空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

GD空壓機(jī)電機(jī)采用接觸器控制驅(qū)動(dòng)方式，三個(gè)一組的接觸器控制每臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行。電機(jī)按其磁極（或繞組）接受交流功率的不同，分為四級(jí)運(yùn)行模式和二級(jí)運(yùn)行模式。

2.1 控制電路設(shè)備

空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由AA電動(dòng)機(jī)供電繞組、第一空壓機(jī)3個(gè)接觸器、第二空壓機(jī)3個(gè)接觸器、空壓機(jī)電機(jī)（CDM1 、CDM2） 、微機(jī)CIO、智能顯示器DS3、總風(fēng)缸壓力傳感器MR1和總風(fēng)缸冗余壓力傳感器MRR組成。

2.2 空壓機(jī)自帶控制檢測(cè)與機(jī)組接口

①傳感器類：出口溫度傳感器、出口壓力傳感器、壓縮機(jī)電機(jī)傳感器，用于檢測(cè)空壓機(jī)相應(yīng)位置的溫度、壓力，信息反饋CIO進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比后進(jìn)行后續(xù)相關(guān)操作。②閥類。1） 旁通閥：該閥為外部氣源導(dǎo)向，當(dāng)旁通閥得電時(shí)，允許壓縮機(jī)的排氣口和進(jìn)氣口相貫通，同時(shí)，切斷油停止閥的氣源，使油停止閥不動(dòng)作，從而阻止油氣桶氣源流向該壓縮機(jī)。2）卸荷閥：風(fēng)泵泵頭壓力超過設(shè)定值后，卸荷閥工作釋放泵頭壓力，防止空壓機(jī)超壓工作。3）加熱控制電磁閥：加熱模式時(shí)，微機(jī)控制電磁閥線圈得電，使壓縮機(jī)壓縮空氣始終處于一個(gè)閉路系統(tǒng)模式中運(yùn)行，排放的壓縮空氣不停的加熱油來提高溫度;取消加熱模式時(shí)，電磁閥斷電，恢復(fù)正常工作模式。

2.3 工作原理

1號(hào)空壓機(jī)（以下簡(jiǎn)稱MR1）為主控，2號(hào)空壓機(jī)（以下簡(jiǎn)稱MR2）為次控，但控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的轉(zhuǎn)換主次控關(guān)系，以均等利用每個(gè)空壓機(jī)。

2.3.1 空壓機(jī)運(yùn)行邏輯

根據(jù)不同的用風(fēng)需求，GD空壓機(jī)分為四級(jí)運(yùn)行模式（圖1）和二級(jí)運(yùn)行模式（圖2）

2.3.2 電氣系統(tǒng)控制邏輯

空壓機(jī)四級(jí)運(yùn)行由CDC11控制，空壓機(jī)轉(zhuǎn)速=3倍柴油機(jī)轉(zhuǎn)速;空壓機(jī)二級(jí)運(yùn)行由CDC12、CDC13控制，空壓機(jī)轉(zhuǎn)速=6倍柴油機(jī)轉(zhuǎn)速。空壓機(jī)轉(zhuǎn)速與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。

空壓機(jī)電機(jī)CDM1四級(jí)運(yùn)行電氣邏輯控制見圖3、二級(jí)運(yùn)行電氣邏輯控制見圖4。

壓縮機(jī)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速580r/min以上時(shí)，只有四級(jí)模式運(yùn)行，因?yàn)槎?jí)模式已經(jīng)超過了壓縮機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。

2.4 控制邏輯（檢測(cè)）

①機(jī)車系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)檢測(cè)壓縮機(jī)出口溫度顯示與環(huán)境溫度接近，如顯示-17℃或120℃表明系統(tǒng)接受的是溫度傳感器斷路或短路信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)限制該機(jī)組運(yùn)行。②MR1和MRR壓力傳感器顯示10kPa以下、0或者無窮大即為故障信息。③壓縮機(jī)出口壓力傳感器顯示絕對(duì)大氣壓力值（100kPa）、0或者無窮大即為故障信息，系統(tǒng)將限制該機(jī)組運(yùn)行。④壓縮機(jī)出口壓力傳感器顯示200kPa系統(tǒng)認(rèn)為機(jī)組可能帶載起動(dòng)，會(huì)有故障記錄產(chǎn)生，系統(tǒng)將限制該機(jī)組二級(jí)運(yùn)行。⑤空壓機(jī)六組接觸器、機(jī)組上的旁通閥、加熱電磁閥均可在系統(tǒng)自檢界面進(jìn)行自測(cè)試，若有故障均進(jìn)行記錄。⑥在任何模式下，空壓機(jī)溫度達(dá)到120℃時(shí)，該機(jī)組會(huì)被系統(tǒng)限制運(yùn)行，并產(chǎn)生故障記錄。⑦空壓機(jī)四級(jí)轉(zhuǎn)二級(jí)運(yùn)行時(shí)，如果不能在5秒內(nèi)使機(jī)頭出口壓力降至大氣壓力，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)認(rèn)為旁通閥存在卡滯現(xiàn)象。

3? 案例分析

3.1 案例描述

某段運(yùn)行途中列車調(diào)速后緩解，因空壓機(jī)故障，處理無效無法運(yùn)行。微機(jī)故障記錄空壓機(jī)A-CDC11保持打開;檢查各部件后發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)B卸荷閥故障;檢查接線發(fā)現(xiàn)89LCP2導(dǎo)線接CDC13的K點(diǎn)，實(shí)際接在了M點(diǎn)上;CDW這根線接CDC13的H點(diǎn)，實(shí)際接在了K點(diǎn)上。

3.2 原因分析

根據(jù)上述案例描述，故障的具體分析過程如下：①微機(jī)故障記錄“空壓機(jī)A-CDC11保持打開”。初步懷疑接觸器CDC11故障、微機(jī)故障未能輸出負(fù)端信號(hào)。因此，更換接觸器CDC11、進(jìn)一步觀察CIO狀態(tài)。②空壓機(jī)B卸荷閥故障。屬于配件質(zhì)量問題，更換空壓機(jī)B卸荷閥，觀察空壓機(jī)B狀態(tài)。③89LCP2、CDW接線錯(cuò)誤，具體分析如下：1）89LCP2接線錯(cuò)誤：根據(jù)電氣原理圖可知89LCP2線應(yīng)接CDC13的K點(diǎn)，實(shí)際接在了M點(diǎn)后，導(dǎo)致CDC11的常閉觸點(diǎn)（K、J）被導(dǎo)線替代，未接入電路，從四級(jí)運(yùn)行電氣邏輯圖（圖3）可看出，該錯(cuò)誤操作導(dǎo)致二級(jí)運(yùn)行反聯(lián)鎖保護(hù)失效，但是不影響原有電機(jī)四級(jí)運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)二級(jí)運(yùn)行電氣邏輯圖（圖4）可以看出，CDC11的常閉觸點(diǎn)（K、J）被導(dǎo)線替代后，CDC13線圈正端持續(xù)帶電，不影響四級(jí)運(yùn)行狀態(tài)起動(dòng)。2）CDW接線錯(cuò)誤：按原設(shè)計(jì)，CDW導(dǎo)線屬于空壓機(jī)加熱電路（目前不參與空壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行），錯(cuò)接至CDC13常閉觸點(diǎn)K，由于89LCP2接線錯(cuò)誤導(dǎo)致該線實(shí)際處于懸空狀態(tài)，對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行未造成任何影響。

建議處理方案：重新按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行接線。

3.3 故障處理措施及效果

綜合上述各分析后先更換空壓機(jī)接觸器和卸荷閥、修正錯(cuò)誤接線，試驗(yàn)后故障重現(xiàn)，更換CIO，故障消除，機(jī)車恢復(fù)正常狀態(tài)。

4? 結(jié)論

通過空壓機(jī)運(yùn)行邏輯、電氣控制邏輯的介紹，更直觀的幫助人們掌握空壓機(jī)運(yùn)行相關(guān)知識(shí)，結(jié)合案例分析，指導(dǎo)人們運(yùn)用邏輯圖快速判斷出故障點(diǎn)并制定高效可行的處理方法，提高工作效率。

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