HXD3型机车防空转系统特点及空转故障处理探讨

王国栋 郝开钰 赵武

摘 要：近几年来，随着我国社会经济水平的不断提高，铁路货运需求也随之增加，对大型机动车辆的需求也不断加大。在此背景下，HXD3型电力机车投入铁路干线中使用。HXD3型电力机车是我国铁路干线货运常用电力机车，是“和谐型”大功率交流电力机车系列中的一类，也曾称之为DJ3型或SSJ3型，在我国货运方面具有举足轻重的地位。文章首先阐述HXD3型机车防空转系统特点，然后分析系统空转常见故障及其处理对策。

关键词：机车防空转系统；特点；空转故障；对策

HXD3型交流传动电力机车为交流传动货运机车，在HXD3型电力机车研制过程中采用了国内外成熟、可靠的新技术，机车以在中国国内主干线上进行大型货运牵引为目的，采用6轴货运大功率交流传动电力机车设计平台，采用PWM矢量控制、密闭式牵引变压器及整体驱动装置等新技术，尽量考虑对环境保护，减少维修量，其使用深受好评。然而，由于各种因素的综合影响使得HXD3型机车出现不同故障，影响机车的正常运行。为了进一步发挥传动机车的优势，提高机车整体质量，增强运行安全性及可靠性，本文特对其空转故障进行详细分析，并提出相应对策，以望对今后的故障处理工作提供借鉴。

1 HXD3型机车防空转系统特点

机车防空转系统主要以下几个特点：机车以任何允许的速度行驶时，调速手柄在任一位置，均可保护机车不产生大空转（大滑行、不擦伤轮轨、不会发生牵引电机超速，可使机车获得较高的平均黏着系数）当机车需要大牵引力运行时，乘务员可将调速手柄推至较高位，机车牵引特性将得到较充分的发挥。机车牵引时，牵引给定电流，送至电子柜，经防空转系统处理后输出。机车没有空转时，发生空转后，防空转系统减载功能起作用，然后再按一定的上升率恢复，恢复中如再次空转则再次降功，直至空转被抑制。

2 HXD3型机车空转故障分析

在运行过程中经常发生空转及滑行故障，影响行车安全，易造成轮对、钢轨损伤。而且当天气不良和在困难区段牵引时，机车功率难以正常发挥，极易发生列车途停，严重影响了正常运输秩序和行车安全，同时也给机务段带来了很大的经济损失。较为常见的空转系统故障现象：机车静止或运行时，电流给不上，切除防空转系统后故障消除，或由于机车机械振动，主控电路及其电器动作引起防空转系统误动作，从而干扰机车运行，以上现象是微机防空转件故障引起。车一动就撒砂不止，空转显示灯一直亮，电流给不上去，或机车速度提高后，发生无规律的空转误动作，甚至手柄回零后惯性运行时，也撒砂，显示空转等。发生空转故障的原因主要有以下几点：

2.1 抱轴承间隙增大。机车长时间运行导致抱轴承磨损，间隙增大，在线路上运行容易使齿轮相对于安装在齿轮箱上的速度传感器间隙发生变化，从而导致机车速度传感器信号异常，引起牵引电流波动。据现场故障机车情况统计来看，运行30万公里而未进行过速度传感器间隙调整的机车空转现象明显高于调整过的机车。

2.2 速度传感器间隙调整不当。传动大齿轮在传动时，安装在齿轮箱上的速度传感器通过感应头产生脉冲，当间隙调整不当时，各个轴速度传感器输出的脉冲幅值会存在较大差异。每一轴速度传感器的6路信号供本轴用2个，给其他三轴各1个，留有1个备用。当一个轴间隙调整不当时，其输出的6路信号全部异常，在异常信号送给其他三轴和正常信号比较后，机车空转保护被激活，机车自动减少牵引电流寻找新的黏着点。由于信号本身异常，反复激活空转保护系统，导致机车该轴电流反复波动。当两个以上间隙调整不当后会导致两个以上车轴电流反复波动，使牵引力急剧下降，在坡道较大时会形成恶性循环最终导致机车途停造成机破。

2.3 速度传感器感应头故障。机车在运行中由于齿轮啮合磨损导致润滑油中含有大量铁粉，机车运行时传动大齿轮将齿轮箱内的润滑油带至啮合面，油中含有的铁粉被逐步吸附到速度传感器感应头上形成铁粉毛刺，被磁化的毛刺反过来影响磁场的分布，变化的磁场又导致同一速度传感器6个磁感应头感应出来的信号不一致，从而造成在控制系统中由于信号不一致而激发机车空转保护，致使机车为寻找新的黏着点而频繁调整牵引电机电流，最终使得机车频繁空转。

2.4 信号传输有误。信号传输需要经过两个插头，由于机车运行途中的振动容易出现断路故障，位于车底的插头也可能会因进水内部混电或因安装松动出现虚接故障。部分机车还出现速度传感器信号线内部导线折损现象，折损现象主要集中在距插头顶端90～110mm的这一段距离范围内，由于折损部位处于电缆的防护胶套内，外观检查不易发现，造成空转故障不能及时排除，从而产生大量的重复报活。

3 机车防空转的处理措施

对于机车空转故障，特从以下几方面采取措施：首先，对抱轴承间隙不合格的要求进行调整；其次，对于速度传感器位于车底的电缆进行相应绑扎处理，进而减少电缆线的相对运动，最终防止折损信号电缆；再次，对微机防空转插件内芯片进行改进，适当增加电路设计阈值，但阈值太大又会影响传感器在低速起动和高速运行时的精度和分辨率，引起漏脉冲，故在设计电路中要优化阈值；最后，加强对乘务员的技术业务培训，提高其判断故障速度和处理故障的能力，区分开真假空转，作出准确判断，将途中故障现象及处理方法描述清楚，从而确认空转系统是否有故障，排除误报。此外，在日常检修过程中应按照范圍检修，消除“松、虚、短、破”现象，对速度传感器的信号线认真检查，防止磨破，虚接，开路等。接线盒接头采用灌玻璃胶的方式紧固，防止因机车振动而引起松动及雨水对插针、插孔的腐蚀。

4 结束语

总而言之，应正确分析机车故障，并对其故障进行综合分析，提出相应对策最终确保机车运行的安全性，提高机车的整体质量。在今后的长时间内，应不断改进技术，对机车使用先进技术理念，使其在铁路运输中发挥出重大作用。

参考文献

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