斯里兰卡内燃动车组辅助功能试验器设计

侯秀芳 桑占良 李善文 董建磊

摘 要：文章介绍了用TT4CA型四路温度变送器和LED指示灯设计的一种内燃动车组、发电车用调试用功能试验器。TT4CA型四路温度变送器模拟中冷水和高温水传感器给动车的控制微机信号，进行冷却风扇的功能试验；采用LED指示灯显示铁路车辆贯穿线是否加压，验证贯穿线的加压功能。

关键词：温度变送器；功能试验器；冷却风扇；贯穿线

1 引言

内燃机车、内燃动车组或铁路客车发电车中，为保证柴油机处于一个比较理想的工作温度，必须对柴油机冷却系统进行控制，使得柴油机高温水和中冷水温度处于设定的温度范围才能保证柴油机的正常工作，因此在内燃机车和发电车的水阻试验中，散热装置内冷却风扇运行状态的控制和功能试验验证就显得尤为重要。冷却风扇的运行状态是根据中冷水和高温水的温度变化进行控制和调节，在传统的水阻试验中一般是根据柴油机加载后，利用车辆冷却水管路上安装的高温水和中冷水温度传感器进行功能试验验证，这种情况下仅能验证冷却风扇正常开闭和运转状态，对于保护性试验项目尤其是高温水、中冷水超温报警、柴油机卸载、停机等功能性试验在正常水阻试验中一直没有一个方便、安全的试验验证方法。

铁路车辆编组后的线路连接全部是通过车端连接器连挂实现，贯穿线的连接正确与否直接决定了车辆编组后能否正常运用。在铁路车辆的电气调试试验中，对于车辆贯穿线部分，尤其是信号控制、重联通讯线等均需进行测量以确认贯穿线是否连接正确、信号传递有无缺陷，现有的试验方法是在车辆不通电的状态下利用校线器首先确认线路的贯穿性，然后在车辆供电状态下利用万用表等手持式测量仪器在车端连接器处测量各输出点的带电加压情况是否正常， 这种方法操作繁琐、安全性差，存在万用表表针短路和人员触电的隐患，且测量准确性不高。

为解决以上问题，经过设计分析和试验验证，设计制作了内燃机车、发电车的功能试验器以实现方便、安全、有效的进行冷却风扇功能试验和车辆贯通线验证试验。在斯里兰卡内燃动车组的试验中得到了很好的应用。

2 冷却风扇控制用温度信号电路设计

图1所示为温度信号电路，功能试验器上安装有2个可调电阻器以及温度变送器，利用电位器可调特性和温度变送器将电阻信号转化为电流信号的原理，采用模拟温度传感器的方式，将电流模拟信号送给车载微机。车载微机根据所模拟的温度信号值进行运算并产生控制信号，同时车载微机显示屏显示温度数值。

TT4CA型4路温度变送器通过CN2过渡连接器与车载电路通信，其中T1线连接车辆冷却水管路上安装的高温水温度传感器1，T2线连接辆冷却水管路上安装的中冷水温度传感器2，PLC1和PLC2线与车载微机通信，24V电源线与车载微机电源线相连，100线为备用线。

当选择开关K3打到“模拟”位时，通过调节电位器1和电位器2，TT4CA型4路温度变送器输出两路（4～24）mA的电流信号到车载微机的模拟输入模块，通过调节两个可调电阻器模拟高温水和中冷水温度变化，达到控制冷却风扇进行功能试验的目的。通过调节电阻器可以方便地实现高温水、中冷水超温报警、柴油机卸载、停机等保护性试验验证。当开关打到“实测”位时，T2线与PLC2线相连，T1线与PLC1线相连，将温度传感1和温度传感器2的信号直接送入车载微机，车载微机所取得的是车辆中实际的中冷水和高温水的温度信号。

T14CA型四路温度变送器共有四路输入点和输出点，当该试验器用于发电车试验时，按照相同的设计思想可将两个柴油发电机组冷却系统的四个温度传感器全部接入四路输入输出点来实现分别控制。当发电车为三机组时，可通过再增设一个T14CA型四路温度变送器来实现。

3 车辆贯穿线功能试验验证电路设计

以目前四方股份公司在产的斯里兰卡内燃动车组为例说明车辆贯穿线功能试验验证电路的设计，图2为斯兰卡动车控制原理图，+110，-110为110V电源线，来自动车的直流电源配电柜，L3、YJ、BJ、WS、F2、F1、L2、L1、+110、-110线为整列车的贯穿控制线。从图中可以看出闭合1Q1断路器，并且电压正常（1KM3吸合），当1SA1转换到“半载”位时，1KM5得电吸合，1KM5触头闭合，L1线（客室照明I控制线）得电；当1SA1转换到“全载”位 时，1KM5、1KM6得电吸合，1KM5、1KM6触头闭合，L1、L2（客室照明II控制线）得电；当1SA2转换到“半载”位时，1KM7得电吸合，1KM7触头闭合，F1（风扇控制I）得电；当1SA2转换到“全载”位时，1KM7、1KM8得电吸合，1KM7、1KM8触头闭合，F1、F2（风扇控制II）得电；当1SA3转换到“开”位时1KM9得电吸合，1KM9触头闭合，L3（脚蹬灯控制线）得电。

图2 斯兰卡动车控制原理图

在车辆单车电气调试试验中，如何采用一种简便、直观的方式为验证车辆贯穿线的连接和功能的正确性，基于以上的车辆电气原理分析和相关要求，提出如下设计思路来解决以上问题：

图3为车辆贯穿线功能试验验证电路。D1指示灯与F1线相连，用来是指示列车第一组供电信号（风扇控制1）的控制信息；D2指示灯与F2线相连，用来指示列车第二组供电信号（风扇控制2）控制信息；D3指示灯与L1线相连，用以指示第一组供电电源（照明I）的控制信息；D4指示灯与L2相连，用以指示第二组供电电源（照明II）的控制信息，D5指示灯与L3线相连，用以指示第三组供电电源（脚蹬灯）的控制信息。

D6～D9与+110线相连，用以指示+110V电源线的贯通线是否贯通；BJ线（报警信号线）经K1转换开关可以与D10指示灯相连，也可以与+110线连接，当将K1转换开关打至“拖车”位时，BJ与D10指示灯相连用于试验拖车，当将K1转换开关打至“动车”位时，BJ与+110线连接用于测试动车，当BJ为+110V时，动车的报警信号灯亮、蜂鸣器鸣叫；YJ线（应急电源线）经K2转换开关可以与D11指示灯相连，也可以与-110线连通，当将K2转换至“动车”位时，与D11指示灯相连用于动车试验，当将K2转换至“拖车”位时与-110线连接用与测试拖车。车辆功能试验器的CN1连接器经过渡连接器可直接与斯里兰卡动车组的车端连接器相连接

在车辆单车试验中，直接将功能试验器接至车端连接器处，车辆通电时验各贯穿线的加压情况可直观地通过LED指示灯的亮灭来验证各贯穿线加压情况，以直观、简便的方法验证了贯穿线的连接和功能。该功能试验器用于其车辆试验时，可按照同样的设计思路将来调整线路连接形式实现贯穿线的试验验证。

4 功能试验器显示面板布置及箱体设计

图4为显示面板布置图，功能试验器显示采用指示灯显示；指示灯采用LED，功耗小亮度高，指示灯安装于绝缘板上，发光体镶嵌在箱体面板，指示灯标识采用面板贴膜形式，可根据不同的贴膜实现不同的功能指示标识，图中D1～D12为LED指示灯，K1～K3为转换开关，RT1～RT2为电位器（0～200）Ω，CT1～CT2为检测输出点。

功能试验器的箱体采用铝合金材料制作而成，箱体为长方体结构，其中长为240mm，宽为180mm，高为120mm。在箱体的侧面安装有CN1、CN2两个连接器，连接器固定牢靠，便于插拔并具有良好的防水防尘性能。

5 结束语

本文中介绍的车辆功能试验器采用模拟温度信号的方式，进行冷却风扇功能模拟试验，采用LED指示灯显示验证贯通线是否加压，方便了车辆的电气系统调试工作。该试验器经过在斯里兰卡内燃动车组中的应用试验证明该设计是可行的，利用该功能试验器可以准确、安全、连续、有效的进行试验，同时提高调试试验工作效率。按照功能试验器的设计思路和实现方法，在铁路客车及其他轨道车辆的贯穿线功能验证中完全可以按照此方法进行功能试验器设计制作进行功能验证试验，具有很强的实用性和推广价值。

参考文献

[1]TT4CA型4路温度变送器使用说明书.

[2]斯里兰卡动车组电气原理接线图.