电力机车制动系统故障类型及处理方案探究

易杰　姜振兵

摘 要：电力机车的制动系统是保障运行安全的重要部件，然而，由于受到机械损伤、电气损伤、维护保养等多方面因素的影响，系统故障不可避免，因此，对电力机车制动系统故障进行判定，并提出针对性的处理方案，具有积极的意义。文章从应用磨损、设计缺陷、部件质量等几个方面入手，详细分析了电力机车制动系统的故障，并提出了一些针对性的故障处理方案。

关键词：电力机车；制动系统；电气故障；处理方案

1 电力机车制动系统概述

1.1 电力机车制动结构

一般来说，常见型号电力机车的制动系统主要包含以下几个部分：

第一，空压机及辅助设备。主要包括空压机组、止回阀、安全阀、空气压缩机调压器及无负荷启动电磁阀等设备，对机车的制动起到辅助作用。

第二，自动制动阀。主要由阀体、管座、手柄、凸轮、调整阀、放风阀等构成，用来操纵全列车的制动、保压和缓解。

第三，中继阀。主要由管座、双阀口式中继阀和总风遮断阀组成，能够对机车管压力变化进行调整，从而完成机车的制动和缓解。

第四，司机制动阀。安装在司机室，用于紧急状态下制动的装置，十分关键。它从制动控制单元接收输入信号，以调整列车管压力信号，在具体工作中，司机制动阀的电气部件会发出信号，通过制动控制单元（BCU），实现对司机制动阀的控制，而中继阀则能够改变导室的压力，实现平稳制动。

第五，作用阀。是控制电力机车制动的辅助装置，在机车运行中，它受到分配阀或单阀的控制，实现对机车制动缸内气压的调整，从而使机车实现制动、缓解和保压。

1.2 电力机车制动模式

第一，电力制动。该种制动方式广泛应用于电力机车制动中，它主要应用电机车的可逆性原理，将机车的动能转换成电能，使得牵引电动机轴上的作用力与电枢纽旋转方向的作用力相反，以此产生阻滞电力机车运行的制动力，使列车减速或停止。

第二，再生制动。将机车的牵引电动机变为发电机，如此一来，可将机车内的电能反馈回电网，从而产生制动效应。

第三，电阻制动。也是一种广泛应用于电力机车制动的方式，在具体的制动操作中，该模式能够将驱动车轮运转的牵引电机变为发电机，进行发电，如此一来，形成回路电流，该电流流通至机车内专门设置的电阻模块中，并使电阻产生大量热量，当该热量产生的热能散逸于大气时，便会对机车产生制动效应。

2 电力机车制动系统故障分析

2.1 基础部件应用磨损故障

电力机车在运行中，由于常处于重载、爬坡、高速等状态，因此，机车的基础制动装置需要处在频繁制动、缓解的状态之中，这使得机车轮容易被磨损，造成基础制动装置冲击、振动加大，最终引发制动装置故障。而具体的故障类型包含：（1）基础制动装置单元制动器棘钩条簧脱落；（2）基础制动装置单元制动器棘钩折断。上述故障因素一旦引发，便会造成机车制动力降低，甚至不制动。

2.2 制动系统设计缺陷故障

制动系统设计本身的缺陷，也是引发制动故障的主要因素和类型。例如，HXD3、HXD3C电力机车制动系统中，经常会发生因ATP触犯，引发的惩罚性制动、紧急制动，然而，技术人员在进行试验检修过程中，却难以检测出故障触发的记录，而引发上述问题的原因便是机车制动机的OPM设计参数和机车的实际运行环境不能有效匹配，在机车运行中，IPM容易对外部干扰信号源产生响应，从而产生紧急制动。

2.3 制动部件质量问题故障

电力机车的制动部件包含很多模块，以CCB-II型电力机车为例，便包含：电空单元（EPCU）、微处理器（IPM）、电子制动阀（EBV）、制动显示屏（LCD）和继电器接口（RIM）五个模块，任何一个模块如果出现质量问题，都会引发制动系统的故障。例如，IPM出现质量问题，便会造成断电处理无效，造成机破事故；LCD出现质量问题，便会导致花屏、黑屏，对司机的制动观察带来负面影响，从而引发制动安全事故等。

3 电力机车制动系统故障处理方案

3.1 基础部件应用磨损故障处理

第一，对基础制动装置单元制动器的安装情况进行经常性检验。检验过程中，着重对制动器的安装牢固性、表面有无裂纹、破损情况进行检查，同时，侧重检测安装螺栓是否紧固，要确保闸瓦间隙维持在4-8mm之间，且上下闸瓦磨损应均匀。第二，对基础制动装置部件进行加固操作。例如，应用平垫-弹垫-带槽螺母紧固-开口销的双重方式，加固基础装置部件，防止制动器棘钩折断或脱落。

3.2 制动系统设计缺陷故障处理

第一，进行抗干扰处理。对于机车运行中，受外界干扰，引发的制动故障，在实际处理中，可通过增加抗干扰部件，如，抗干扰接头、抗干扰电容等，在机车电气制动系统中，形成抗干扰回路，从而防止相关制动故障的发生。第二，不断优化制动系统设计。有针对性地对电力机车制动系统的硬件、软件进行优化改造，避免各类制动隐患的发生，不断提升制动系统运作的稳健性。

3.3 制动部件质量问题故障处理

第一，及时进行部件质量诊断。可采用先进的仪器，定期对机车制动系统关键部件的质量情况进行诊断，例如，运用主管泄露检测仪，对机车制动主管是否泄露气体进行检测，一旦发现问题，及时处理。而针对LCD花屏、黑屏的产生惩罚性制动的问题，可通过软件升级的方式，进行处理。第二，及时更换问题部件。对于存在质量问题的制动部件，应尽快联系机车制造厂家，予以更换，确保自动系统所有部件处于零问题状态。

4 结束语

总而言之，电力机车制动系统故障问题不可小觑，在日常的机车使用中，技术人员应加强对制动系统的日常维护，针对具体的故障问题，及时提出解决方案，并落到实处，确保制动系统运行的稳定性和可靠性。

参考文献

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