地铁列车司机控制器故障分析及检修策略

2015-04-20裴剑徐文彬

大连交通大学学报 2015年3期

关键词：电位器微动手柄

裴剑,徐文彬

(申通北车(上海)轨道交通车辆维修有限公司，上海 201106)

·研究简报·

地铁列车司机控制器故障分析及检修策略

裴剑,徐文彬

(申通北车(上海)轨道交通车辆维修有限公司，上海 201106)

介绍了ALSTOM CR50BF-002型司机控制器，对使用中发生的故障进行分析，并提出了在日常维修中针对司机控制器的检修策略.

轨道交通;司机控制器;故障分析；检修策略

0 引言

地铁车辆司机控制器是司机操作列车的重要部件，对列车的运行起到关键作用.由司机操作司控器产生方向指令、牵引指令、制动指令、紧急制动指令、牵引/制动力等指令操控列车.司控器故障会造成晚点、清客、下线、救援等后果，对运营乃至安全影响重大.因此，如何保证司机控制器的检修质量，提高其可靠性显得尤为重要.

本文介绍ALSTOM CR50BF-002型司机控制器，并分析其故障的原因及危害，提出在日常维修中司机控制器的检修策略，并可为其他型司控器的检修做参考.

1 司机控制器介绍

ALSTOM-CHARLEROI生产的CR50BF-002型地铁列车司机控制器,主要操作部件有：

主控钥匙或钥匙开关(KS)

牵引/制动控制手柄(DCH)

模式选择器(MS)

司机操作司机控制器前，必须先插入司机钥匙并打到“ON”位置，列车在“ON”状态下，所有的功能都可以使用.

列车的运行模式由模式选择器控制，模式选择器是一个带六个明显凹口位置的六位旋转开关，共有六个操作模式：ATO(自动列车操作)；CM(编码手动控制)；RMF(受限手动前行)；WM(清洗模式)；OFF(空档)：列车停止；RMR(受限手动倒车).

司机控制器内装有电位器，安装在牵引/制动控制手柄的一侧，与之机械连接，操纵牵引/制动控制手柄可以改变其与电位器的接触点，从而改变输出电流.电位器输出电流信号连接到PWM编码器的输入端，PWM信号的产生由电位器输出的电流信号决定，电位器输出电流变化范围为4～20 mA.通过PWM编码器，牵引/制动控制手柄所处位置被转换为PWM信号的形式，牵引/制动控制手柄移动位置时，电位器输出电流大小按比例相应变化.

2 司机控制器故障原因及危害

自2009～2011年，该司机控制器共发生故障33次，故障数呈逐年递增趋势，可靠性指数有所下降.经故障收集，现将故障类型分四种：钥匙故障、DSD装置故障、微动开关故障、机械故障.

(1)钥匙故障

钥匙通过下方的连杆上的凸轮机构来控制微动开关的动作，以达到激活列车的目的.由于连杆仅依靠两个轴套螺母与主控器底板进行固定，并且连杆较脆弱，在日常使用或拆装中受到冲击很容易发生轴套移位或连杆弯曲，导致钥匙动作不顺畅或无法转动.一旦发生钥匙故障，司机无法激活车辆，导致车辆无法正常运营，后果十分严重.

(2) DSD装置故障

DSD又称警惕按钮，在司机日常操作列车时，位于牵引手柄上的DSD按钮是使用频率最高的部件之一.随着列车运行时间的增长，很容易发生螺栓松动或卡死等故障，该故障易导致列车在正线运行时突然触发紧急制动，司机对该故障判断难度较大，且不能及时处置，易造成列车晚点等情况.

(3)微动开关故障

司控器凸轮及微动开关如图1所示.司控器的一系列机械动作包括转动钥匙、模式选择器及推动牵引手柄，均须通过微动开关转换成电信号，才能对相应设备进行控制.在微动开关内的触点不断动作的过程中，极易造成拉弧、烧灼等现象，从而造成输出电信号电压下降或无输出的情况.

图1 司控器凸轮及微动开关

该司控器中共有19个微动开关，主要位于3个部位：钥匙、模式手柄及牵引手柄.各微动开关故障时导致的结果不同，其失效风险如下：列车失去DC110V供电、列车施加紧急制动、ATC设备无法启用、列车无法牵引、列车失去常用制动、列车无法向前行驶、列车无法向后行驶、ATO无法使用、列车施加紧急制动等.可见微动开关是司机控制器中的重要控制元件，不仅数量较多而且控制了列车主要功能及相应的运行模式，若其发生故障将对列车的正常运行造成严重影响.

(4)机械故障

除电气元件外，司机控制器还包括许多机械结构，随着使用时间增加，由于列车的震动、操作时的磨损或原厂组装时的缺陷，亦会产生一些机械结构上的故障.此类故障主要包括内部固定螺丝松脱、凸轮机构移位等.

3 检修策略及试验测试

以往对司控器的检修在架大修时进行，即五年检修周期.通过对司控器的故障散点及故障频率的分析，司控器故障集中期基本为1年.因此可以制定以1年为间隔周期的检修策略.检修方法分为三步：一是清洁及外观检查；二是司控器部件检修；三是司控器检查与测试.

(1)清洁及外观检查

用毛刷和无纺布清洁主控制器，凸轮等各部件无积尘、无积垢；用电器清洁剂清洁电气触点；涂凡士林润滑凸轮和导轨等机械部件；检查主控制器面板外观完好，各工作位置的标记清晰、正确.

(2)司控器部件检修

用低电阻测试仪测量微动开关接触电阻，电阻值应不大于500 mΩ，如不满足，则需更换微动开关.更换微动开关后，检测电缆连接紧固无松动.如发现DSD开关有卡死等现象，需更换DSD开关，更换后检查开关是否固定牢固无松动，电缆连接是否正确等.

部件检修结束后，重装主控制器的钥匙、DSD、盖板等.

(3)司控器检查与测试

检查主控制器联锁步骤如表1所示.测试电位器输出信号，给电位计接通电源，用万用表测量电位计输出电流信号，输出信号：全常用制动6.6 mA(-0.3)；快速制动(4±0.3)mA；全牵引20 mA(+1)；惰行(13.3±0.3) mA，测量结束，断开电源.电位器位置校整，如果电位器输出信号不合格则需通过改动传感器支撑件的角位对该设置进行调整.

全部检测结束后，将司控器放到司机台上，用紧固螺丝将其固定.将接地电缆连接到就近的接地螺栓上.