和谐型八轴电力机车司机室转换存在问题分析与对策

张鸿钧，沙正军，肖建斌，肖 勇，张 勇

（西安铁路局 安康机务段，陕西安康725005）

运用与检修

和谐型八轴电力机车司机室转换存在问题分析与对策

张鸿钧，沙正军，肖建斌，肖 勇，张 勇

（西安铁路局 安康机务段，陕西安康725005）

HXD1、HXD2型交流传动八轴9 600 k W货运电力机车是我国广泛运用的深度国产化大功率货运电力机车，自2013年以来在西安铁路局安康机务段换型运用以来，司机室转换作业过程频繁发生问题，多次导致机车故障并存在机车溜逸风险。从HXD1/2型机车司机室转换控制设计原理、检修维护及运用操纵等方面出发，深入分析了和谐型八轴电力机车司机室转换存在问题的原因，提出了解决措施和方案，通过实施取得了良好效果。

和谐型机车；司机室转换；原因；分析；对策

HXD1、HXD2型交流传动八轴9 600 k W货运电力机车均为深度国产化大功率货运电力机车，采用2（B0－B0）轴式，双节内重联控制，具有节省乘务人员、弯道通过能力强、便于重载牵引等优点，自2013年以来西安铁路局安康机务段担当襄渝、阳安、西康线山区线路货运牵引任务，在保证入川运输通道的畅通中发挥了巨大作用。但在实际运用中，因机车设计制造、技术资料及实践经验等方面存在不足，运用中也暴露出诸多问题，特别是司机室转换作业过程与六轴单节和谐型机车差异较大，多次发生机车故障并存在机车溜逸风险，已成为影响和谐型八轴电力机车运用安全的一个重点问题。

1 问题的提出

和谐型交流传动八轴电力机车自2012年度上线运用以来，因其与单节六轴和谐型机车司机室转换作业差异较大，转换操作较为繁琐，司机室转换作业完毕后，频繁发生机车制动系统故障，且多次发生误操作导致的机车无制动措施产生溜逸风险。

经过我们组织有关人员进行细致调查分析，和谐型交流传动八轴电力机车与六轴电力机车相比，司机室转换从机车控制系统方面主要存在以下特点：

（1）机车内重联网络控制。和谐型八轴电力机车由两节完整的单司机室四轴机车通过机械和电气重联的内重联形式组成双节B0－B0机车内重联八轴机车，通过多功能车辆总线MVB和列车总线WTB进行通信，保证机车各项系统控制功能的同步性和一致性。

（2）双套制动系统转换控制。和谐型八轴电力机车两节各装有一套制动系统，通过分别进行制动系统本、补模式转换设置，由操作端制动控制器实现对全台机车的制动机操作，通过平均管实现对补机制动、缓解作用的控制。

（3）3种制动系统差异较大。HXD1/2型八轴电力机车分别安装有CCBⅡ、DK－2、Faiveley 3种制动系统，因设计制造理念及工艺不同，3种制动系统在机车司机室转换操作上存在较大差异。

2 存在问题及原因分析

2.1 制动系统安全措施设计考虑不足，存在机车溜逸安全风险

HXD1型机车司机室转换作业关闭电钥匙后，机车制动系统两端操纵端均处于未激活状态，但机车未产生保护性安全惩罚制动，也未施加机车停放制动，如乘务员误操作未按规定放置制动控制器手柄，而是将制动控制器自动制动控制手柄（简称：自阀）和单独制动手柄（简称：单阀）均置于运转位，将导致机车全车无制动力，司机室转换作业需时约3～5 min，存在机车溜逸的严重安全风险。通过分析主要原因为：

（1）HXD1型机车CCBⅡ和DK－2制动系统在导向安全的制动系统安全措施设计理念考虑不足，取消了原HXD1C、HXD3等型机车设计的断电安全惩罚制动保护功能，导致机车司机室转换过程可能存在全车无防溜安全措施现象。

（2）CCBⅡ制动系统设计为减少司机室转换操作步骤，厂方在设计中加入了关闭电钥匙时机车制动模式自动转换进入“补机”状态，此时HXD1型机车A、B节制动系统均处于“补机”状态，全车EPCU对EBV移动手柄及惩罚制动指令均不响应。

（3）DK－2制动系统设计有制动控制器钥匙开关，应将制动控制器自阀手柄置重联位、单阀手柄置运转位，制动控制器钥匙置“关”位时方可拔出钥匙开关。但因机车设计中制动系统与机车控制系统激活端不同步，分别使用不同钥匙开关控制，且机车断开电钥匙不产生保护性安全惩罚制动，也不施加机车停放制动，存在全车无制动力的风险。

2.2 机车制动系统与控制系统操纵端判别方式不一致，系统功能控制存在安全风险

安装有DK－2制动系统的HXD1型机车，机车制动系统操纵端的判别由重联阀位置来判定，当某节机车重联阀转换按钮置“本机位”时，该端激活为操纵端，可通过制动控制器钥匙开关实现对机车制动系统的控制；而机车制动系统与控制系统操纵端无相关控制逻辑关系，机车司机室转换及检修维护过程可能存在机车两端实施不同控制方式的操作，导致不可预料的安全风险。

2.3 制动系统自诊断功能存在不足，司机室转换故障不能及时发现

（1）HXD2型机车Faiveley制动系统司机室转换作业须进行两节机车平均管塞门RB—EQ转换，司机室转换作业完毕后，乘务员通过机车操作端BDU屏显示“主控投入”确认转换成功。当两节机车平均管塞门RB－EQ均转至“从控位”时，制动显示屏闪烁提示故障信息“主控/从控功能故障，结束运行后和维修人员联系”（如图1），但是当两节机车平均管塞门RB—EQ均转至“主控位”时，机车操纵节制动显示屏无相关故障提示，机车制动机无法正常工作。

（2）HXD1型机车DK－2制动系统司机室转换作业，如对操纵节及非操纵节分配阀缓解塞门156或重联阀转换按钮未转换到位时，机车制动显示屏无相关故障提示，但会出现机车无法缓解、单阀全制动后制动缸压力达不到定压或紧急制动后制动缸压力短时超过定压，然后缓慢下降的故障现象。

2.4 3种制动系统司机室转换操作差异较大，影响正常运用作业

经过现场调研分析及梳理，和谐型八轴电力机车安装的CCBⅡ、Faiveley及DK－2等3种制动系统司机室转换操作程序对比如表1。

2.5 司机室转换操作较为繁琐，易发生误操作导致机车故障

HXD1型机车安装有CCBⅡ及DK－2两种制动系统，其中DK－2制动系统司机室转换操作比较繁琐，共需8个步骤，特别是两节机车分配阀缓解塞门156和重联阀转换按钮均需按要求设置正确。而该两个塞门未正确转换时机车无故障提示，且两个塞门间无联锁关系，易发生疏漏导致制动系统故障。

2.6 DK－2制动系统塞门标志不醒目

机车制动柜上司机室转换操作常用的重联阀转换按钮及分配阀缓解塞门标志存在不足，其中重联阀转换按钮安装在制动柜中间底部，“本机位”及“补机位”标志字体较小；分配阀缓解塞门安装在制动柜左侧底部，“156”红色标志在分配阀侧面，且字体较小。如图2所示。

3 对策及建议

3.1 设计制造方面

（1）增加安全防护措施，消除机车溜逸风险。优化机车停放制动功能，当机车速度为零且无司机室占用时，机车自动施加停放制动。

（2）CCBⅡ制动系统司机室转换控制优化。检测机车两节制动系统均未激活（无司机室占用）时，保持当前制动系统本、补机模式设置，不自动进入补机模式。当检测某节制动系统激活（司机室占用）时，自动将非操作节制动机设置为补机模式，同时可进行操作节制动机模式设置。

（3）增加DK－2制动系统制动柜转换联锁控制。将制动柜分配阀缓解塞门156和重联阀转换按钮改进为一体化联动控制。司机室转换作业时，机车制动柜仅需对重联阀进行“本机位”或“补机位”转换，减少司机室转换设置步骤，避免疏漏导致的机车故障。

（4）增加DK－2制动系统模式监测提示功能。增加两节机车内重联时DK－2制动系统司机室转换设置时分配阀缓解塞门156和重联阀转换按钮位置监测功能，当两节机车分配阀缓解塞门156和重联阀转换按钮设置不正确时，在BDU屏显示“制动机设置故障”等故障提示，同时施加保护性惩罚制动，提醒乘务员进行重新检查确认，避免误操作导致机车带故障运用。

（5）优化Faiveley制动系统模式监测提示功能。优化制动系统控制软件，在两节机车平均管塞门RB—EQ均转至“主控位”或“从控位”时，制动显示屏均闪烁提示故障信息“主控/从控功能故障，结束运行后和维修人员联系”，同时施加保护性惩罚制动，提醒乘务员进行重新检查确认，避免误操作导致机车带故障运用。

3.2 检修维护方面

（1）改进DK－2制动系统塞门标志。在制动柜下部地板处塞门对应位置粘贴尺寸为100 mm×60 mm，蓝底白字的“重联阀转换按钮”及“分配阀缓解塞门”醒目标志，同时注明转换操作要点：重联阀转换按钮需转换位置时，须先将转换按钮向里推，然后再转动180°松开；分配阀缓解塞门手柄与地面平行时为关闭位，与地面垂直时为打开位。如图3所示。

（2）增加司机室转换操作提示标志。因HXD1/2型机车在同一线路运用，存在频繁换用机车司机室转换操作不一致问题，为提示乘务员规范每一类型机车司机室转换作业，减少误操作，我们在机车制动控制器右上角粘贴统一的司机室转换操作提示标志。CCBⅡ制动系统提示为：换端作业须确认EBV自阀置重联位再断开电钥匙；DK－2制动系统提示为：换端作业须携带钥匙，并转换93重联阀按钮及156分配阀塞门；Faiveley制动系统提示为：换端作业须转换平均管塞门RB—EQ。如图4所示。

3.3 运用操纵方面

（1）加强培训教育，规范司机室转换作业程序。梳理不同机型司机室转换作业程序，明确作业标准并制作提示卡片发放给乘务员。同时强化实作培训教育，掌握操作要点和产生误操作的故障现象，减少误操作对机车运用产生的影响。

（2）通过制动显示屏观察确认司机室转换作业。司机室转换作业完毕后，可通过制动显示屏观察确认：

①确认制动模式设置正确。CCBⅡ及DK－2制动系统操纵端显示为“本机”，Faiveley制动系统操纵端显示为“主控投入”。如图5所示。

②确认无误操作导致的机车故障。观察Faiveley制动系统操纵端BDU屏无“主控/从控功能故障”显示；试验机车制动系统作用良好。

3.4 故障判断处理方面

（1）DK－2制动系统

①单阀全制动后制动缸压力达不到定压或紧急制动后制动缸压力短时超过定压，然后缓慢下降，但机车制动显示屏无相关故障提示。

此类故障原因是为司机室转换操作时，对操纵节及非操纵节分配阀缓解塞门156塞门未转换到位。可重新按规范检查转换操纵节及非操纵节分配阀缓解塞门156塞门。

②DK－2制动系统司机室转换后机车无法缓解，机车制动显示屏无故障提示。

此类故障原因是司机室转换操作时，对操纵节及非操纵节重联阀转换按钮未转换到位。可检查操纵节及非操纵节重联阀转换按钮位置并转换正确。

（2）Faiveley制动系统

①闭合机车电钥匙，激活司机室制动系统后，制动显示屏闪烁提示故障信息“主控/从控功能故障，结束运行后和维修人员联系”，且自阀无法缓解。

此类故障原因是机车两端制动柜上的平均管塞门RB—EQ位置转换不正确。可重新按规范将操作端制动柜上的平均管塞门RB—EQ打到“主控位”，非操作端制动柜上的平均管塞门RB－EQ打到“从控位”。

②司机室转换后机车无法缓解，机车制动显示屏无故障提示。

此类故障原因为非操纵节平均管塞门RB—EQ转换不正确或非操纵节自阀手柄置于紧急位，或紧急制动按钮被按下。可检查确认操纵节及非操纵节平均管塞门RB—EQ转换正确，同时检查非操作节的制动控制器及紧急按钮，确认处于正常位置。

4 结束语

通过对HXD1/2型机车司机室转换控制原理的深入分析，找出了和谐型八轴电力机车司机室转换作业在设计制造、检修维护及运用操纵等方面存在的问题，提出了相应的改进方案和行之有效的现场运用补强措施，并梳理了司机室转换常见故障的判断处理方法，有效减少了HXD1/2型机车司机室转换作业带来的机车故障及安全风险，保证和谐型八轴大功率交流电力机车的运用安全。

［1］ 装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车DK-2制动系统用户培训手册［R］.株洲：南车株洲电力机车有限公司，2013.

［2］ HXD2机车Faiveley新8轴机车制动系统培训资料［R］.青岛：青岛四方法维莱轨道制动有限公司，2012.

Fault Analysis and Countermeasures of Cab Transformation for HX-type Eight Axis Electric Locomotive

ZHANG Hongjun，SHA Zhengjun，XIAO Jianbin，XIAO Yong，ZHANG Yong
（Ankang Locomotive Depot，Xi＇an Railway Bureau，Ankang 725005 Shaanxi，China）

HXD1-type and HXD2-type AC drive eight axis 9600kw freight electric locomotives are the deep localization high-power freight electric locomotives which are widely used in our country.Since the remodeling application in Ankang locomotive depot of Xi＇an railway bureau in 2013，the faults of cab transformation have occurred frequently，which brought about failures of locomotives and the runaway risk of locomotives.From cab transformation control and design principle of HXD1-type and HXD2-type locomotives，maintenance，application，manipulation and other aspects，this paper deeply analyzes the reason of cab transformation problems of HX-type eight axis electric locomotive，and proposes the corresponding measures and schemes.The practice indicates that the proposed measures and schemes are effective.

HX-type；cab transformation；cause；analysis；countermeasure

U266.1

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.05.14

1008－7842（2014）05－0059－04

5—）男，高级工程师（

2014－02－12）