沈紅海

摘? 要：文章對(duì)朔黃鐵路神華號(hào)交流機(jī)車運(yùn)行中故障停車的原因進(jìn)行歸納、分析，并有針對(duì)性的提出了技術(shù)改進(jìn)措施，大大減少了機(jī)車故障對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)的干擾，確保了運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。

關(guān)鍵詞：神華號(hào)交流機(jī)車;LTE脫網(wǎng);牽引電機(jī);分配閥;故障停車

中圖分類號(hào)：U269? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）08-0126-02

Abstract： In this paper， the causes of fault shutdown of Shenhua AC locomotive on Shuohuang Railway are summarized and analyzed， and the technical improvement measures are put forward， which greatly reduces the interference of locomotive fault to transportation production， thus ensuring the smooth completion of the transportation production task.

Keywords： Shenhua AC locomotive; LTE off-grid; traction motor; distribution valve; fault stop

1 概述

隨著朔黃鐵路運(yùn)量的逐年攀升，2018年計(jì)劃運(yùn)量已經(jīng)達(dá)到3億噸，為了確保運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，朔黃鐵路運(yùn)輸處自2014年開始利用神華號(hào)交流機(jī)車進(jìn)行單牽萬噸重載列車、組合牽引兩萬噸重載列車，在重載列車開行的三年多時(shí)間內(nèi)，機(jī)車故障區(qū)間停車問題一直較為突出，已經(jīng)嚴(yán)重影響了列車運(yùn)行安全，干擾了正常的運(yùn)輸秩序，因此，必須采取有效措施減少神華號(hào)交流機(jī)車慣性故障的發(fā)生。

2 神華號(hào)交流機(jī)車故障停車情況統(tǒng)計(jì)

對(duì)朔黃鐵路運(yùn)輸處神華號(hào)交流機(jī)車上線運(yùn)行以來故障停車情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共發(fā)生了各類故障停車16件，對(duì)停車原因進(jìn)行歸納、分析，并制定了如下分析表：

3 故障停車原因分析

3.1 LTE通訊中斷

3.1.1 原因分析

對(duì)神華號(hào)交流機(jī)車LTE網(wǎng)通訊情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，LTE通訊模塊安裝在GDTE單元中，通過GDTE背板總線與GDTE交換數(shù)據(jù)，然后通過GDTE將LTE數(shù)據(jù)與OCE單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在LTE通訊數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，大大增加了數(shù)據(jù)的校驗(yàn)次數(shù)和數(shù)據(jù)包誤碼概率，同時(shí)也增加了數(shù)據(jù)通信延時(shí)性，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性還受制于GDTE性能的穩(wěn)定，最終導(dǎo)致LTE通訊不穩(wěn)定，很容易造成通訊中斷。

3.1.2 解決措施

針對(duì)LTE通訊數(shù)據(jù)傳遞中間環(huán)節(jié)多，容易造成通訊中斷的問題，在保持硬件設(shè)備不變的前提下，對(duì)神華號(hào)交流機(jī)車無線傳輸系統(tǒng)各控制單元的連接和安裝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，精簡LTE數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，從根本上提高LTE通信的可靠性，降低通訊延時(shí)。

將LTE通信板卡從GDTE單元中剝離出來，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)箱安裝，獨(dú)立供電工作;采用與800M電臺(tái)相同的RS422方式與同步控制單元OCE直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;原來無線傳輸系統(tǒng)中的OCE單元與GDTE單元的MVB通信仍然保留，兩節(jié)車之間的LTE數(shù)據(jù)傳輸與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)同步。改進(jìn)后的LTE通訊數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系圖如圖1。

3.1.3 實(shí)施效果

改進(jìn)后的LTE數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)通過RS422通信方式使LTE通訊板與OCE單元直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大大提高了通訊效率。對(duì)朔黃鐵路運(yùn)輸處的5臺(tái)神華號(hào)交流機(jī)車的無線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，運(yùn)行半年多，再未發(fā)生LTE脫網(wǎng)故障，改進(jìn)效果顯著。

3.2 牽引電機(jī)三項(xiàng)不平衡

3.2.1 原因分析

神華號(hào)交流機(jī)車采用的牽引電機(jī)型號(hào)為JD160A，額定功率為1200kW，發(fā)生的5件因主斷不閉合而停車故障，查詢故障信息均為牽引電機(jī)被隔離，機(jī)車入庫后，對(duì)隔離牽引電機(jī)進(jìn)行測量發(fā)現(xiàn)，均為三相不平衡故障。對(duì)故障牽引電機(jī)下車進(jìn)行解體檢查發(fā)現(xiàn)，問題主要集中在電機(jī)定子的并頭端，其引出線拐彎處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，且斷口平整，無明顯塑變痕跡。

通過分析，造成電機(jī)定子引出線頭發(fā)生斷裂，主要有以下幾個(gè)方面原因：

（1）焊接次數(shù)不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)焊接兩次和不連續(xù)焊接三次時(shí)的導(dǎo)線均出現(xiàn)異常斷裂，并且遠(yuǎn)端的電磁線晶粒組織也明顯較其他焊接工況下的粗大。

（2）引出線冷作硬化工藝不規(guī)范，反復(fù)、過度對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行彎曲，會(huì)使延伸率和抗拉強(qiáng)度明顯下降，嚴(yán)重影響了導(dǎo)線的機(jī)械性能。

（3）引出線材質(zhì)不良，對(duì)引出線斷口檢查發(fā)現(xiàn)，在引出線內(nèi)部有少量氣孔、雜質(zhì)，長時(shí)間使用可能會(huì)使材料產(chǎn)生疲勞，降低材料的塑性，對(duì)導(dǎo)線的機(jī)械性能也有一定的影響。

（4）輪對(duì)失圓嚴(yán)重，運(yùn)行中走行部震動(dòng)過大，導(dǎo)致電機(jī)引出線焊接部分發(fā)生疲勞斷裂。

3.2.2 解決措施

針對(duì)牽引電機(jī)定子引出線發(fā)生斷裂導(dǎo)致的三相不平衡問題，從工藝、材料、技術(shù)管理方面采取了改進(jìn)措施：

（1）規(guī)范補(bǔ)焊工藝，需要補(bǔ)焊時(shí)，必須待焊點(diǎn)完全冷卻后進(jìn)行，且焊接的總次數(shù)不得超過兩次。

（2）規(guī)范定子并頭時(shí)對(duì)線圈引線的彎折，主要包括彎折次數(shù)、彎折形狀、彎折角度等，防止冷作硬化引起的導(dǎo)線機(jī)械性能下降。

（3）加強(qiáng)引出線的質(zhì)量控制，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行微觀金相觀察，要求晶體組織均勻，無氣孔、夾雜等缺陷;在性能上要求引出線的電阻率、抗拉強(qiáng)度、延伸率等符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）加強(qiáng)機(jī)車輪對(duì)技術(shù)管理，神華號(hào)交流機(jī)車輪對(duì)鏇修里程不得超過9萬公里，當(dāng)JK430走行部發(fā)生踏面報(bào)警時(shí)，及時(shí)對(duì)輪對(duì)狀態(tài)進(jìn)行檢查，必要時(shí)安排鏇修。

3.2.3 實(shí)施效果

在機(jī)車J3修程中，對(duì)神華號(hào)7137、7138機(jī)車的牽引電機(jī)全部下車，按照上述措施進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，運(yùn)行半年多，再未發(fā)生電機(jī)三相不平衡故障，改進(jìn)措施效果顯著。

3.3 分配閥漏風(fēng)

3.3.1 原因分析

神華號(hào)交流機(jī)車采用109-H型分配閥，其由主閥部和均衡部組成，主閥部采用的是滑閥結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)采用的是金屬密封，對(duì)加工的精度、空氣清潔度要求特別高，并且潤滑脂流失快。對(duì)上述的4個(gè)漏風(fēng)分配閥進(jìn)行解體檢查、試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均為主閥部滑閥結(jié)構(gòu)不密封而導(dǎo)致分配閥漏風(fēng)。

3.3.2 解決措施

神華號(hào)交流機(jī)車采用DK-2型制動(dòng)機(jī)，正常電空位時(shí)，緊急增壓由緊急旁路執(zhí)行，因此可以取消分配閥的增壓功能;在重載列車操縱中，機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)中分配閥局減功能無實(shí)際意義，因此可以取消局減功能;這樣就可以采用技術(shù)比較成熟的三通閥、作用閥替代109-H型分配閥，即三通閥替代分配閥的主閥部、作用閥替代分配閥的均衡部，制動(dòng)機(jī)工作原理不變。

（1）改進(jìn)的三通閥

三通閥相當(dāng)于機(jī)車分配閥的主閥部，是在109-H型分配閥基礎(chǔ)上，將主閥部由滑閥式結(jié)構(gòu)改成密封可靠性更好的柱塞式結(jié)構(gòu)，主要由閥體、閥蓋、主活塞、主控套、滑動(dòng)套、主活塞桿、穩(wěn)定彈簧、穩(wěn)定擋圈及各類密封圈等構(gòu)成。

主活塞桿上套有滑動(dòng)套，滑動(dòng)套可壓縮穩(wěn)定簧相對(duì)于主控活塞移動(dòng)，模擬節(jié)制閥動(dòng)作。主控活塞可帶動(dòng)滑動(dòng)套上下移動(dòng)，模擬滑閥與滑閥座相對(duì)移動(dòng)的相關(guān)通路。

（2）改進(jìn)的作用閥

作用閥相當(dāng)于分配閥的均衡部，安裝面有預(yù)控口、總風(fēng)輸入口和輸出口三條通路，當(dāng)預(yù)控口壓力變化時(shí)，輸出口壓力跟隨變化。

3.4 實(shí)施效果

對(duì)2017年新購的三臺(tái)神華號(hào)7178、7182、7183機(jī)車的分配閥進(jìn)行了技術(shù)改造，由三通閥、作用閥代替了分配閥，運(yùn)行了7個(gè)多月，該三臺(tái)機(jī)車未發(fā)生分配閥漏風(fēng)故障，改進(jìn)措施效果顯著。

4 結(jié)束語

自神華號(hào)交流機(jī)車在朔黃鐵路運(yùn)輸處投入運(yùn)營以來，發(fā)生的LTE通訊中斷、牽引電機(jī)三相不平衡以及分配閥漏風(fēng)等慣性故障，曾經(jīng)嚴(yán)重的干擾了朔黃鐵路的正常運(yùn)輸秩序，經(jīng)過各級(jí)技術(shù)人員的不懈努力，上述慣性故障得到有效解決，為重載列車運(yùn)行安全提供了質(zhì)量保證，為朔黃鐵路運(yùn)輸處在朔黃鐵路贏得了良好的質(zhì)量信譽(yù)。

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