前开闭机构异常打开故障分析与研究

前开闭机构异常打开故障分析与研究

臧田虎

中车唐山机车车辆有限公司

摘要：CRH380B型动车组前开闭机构具有良好的空气动力学外形，在动车组正常运行期间，开闭机构处于关闭状态，以防止叶片、灰尘和冰雪的进入。在动车组运行过程中，一旦发生前开闭机构异常打开故障，司机会立即停车，严重危害行车安全。本文通过对前开闭机构动作原理、动车组数据及现场模拟情况的分析与研究，提出了前开闭机构异常打开故障的应急处置措施和后续改进措施，降低故障率，确保动车组运营安全。

关键词：前开闭机构    异常打开    应急处置    改进措施

CRH380B型动车组在运行过程中，一旦发生前开闭机构异常打开故障，司机会立即停车，严重危害行车安全，用户对此故障高度重视。K01换向电磁阀故障是导致前开闭机构异常打开的重要原因，因此必须对此加以重视并采取措施加以解决。

一、前开闭机构异常打开故障原理分析

（一）故障原理分析

1. 前开闭机构动作原理

CRH380B型动车组开闭机构由头罩支撑臂、限位止挡、中心轴、推送气缸和锁定装置等组成。开闭机构通过控制推送气缸活塞杆的伸出缩回，带动锁定装置及头罩运动，实现头罩打开且锁定（机构自锁）、头罩关闭且锁定（机构自锁）。

2. 前开闭机构电气控制原理

前开闭机构打开的动作过程为：在HMI屏上或司机室操作台上按下头罩开指令，CCU控制24-T05.42的B9/B11闭合，K02电磁阀得电并自锁，K02常开辅助触点接通；CCU控制24-T05.42的B1/B3闭合，K03电磁阀得电并自锁，K03常开辅助触点接通；CCU控制24-T05.43的A1/A3闭合，K01电磁阀得电控制气缸收缩，从而打开头罩；CCU控制24-T05.42的B13/B15闭合,K03电磁阀失电，K03常开辅助触点断开。打开动作过程如下图：

前开闭机构关闭的动作过程为：在HMI屏上或司机室操作台上按下头罩关指令，CCU控制24-T05.42的B1/B3闭合，K03电磁阀得电并自锁，K03常开辅助触点接通；CCU控制24-T05.42的B13/B15闭合，K01电磁阀得电控制气缸伸出，从而关闭头罩；CCU控制24-T05.42的B13/B15闭合,K03电磁阀失电，K03常开辅助触点断开；CCU控制24-T05.42的B5/B7闭合，K02电磁阀失电，K02常开辅助触点断开。关闭动作过程如下图：

（二）数据分析情况

1.查看故障时刻MVB数据，15:39:56秒，左头罩关闭B02和右头罩关闭B04反馈状态由高电平变为低电平；15:40:01秒，左头罩打开B01和右头罩打开B03反馈状态由低电平变为高电平。分析此时头罩状态为打开状态，其他反馈和使能状态未见异常。具体情况如下：

2.查看08车车上操作头罩自动关闭未成功时MVB数据。15：54:55秒，车钩解锁使能由低电平变为高电平；15:54:58秒，车钩缩回使能由低电平变为高电平；此时车钩为缩回状态；15:55:07秒，K03一级锁解锁由低电平变为高电平，此时左/右侧头罩旋入模拟（k03常开反馈）由低电平变为高电平，左/右侧头罩旋出模拟（k03常闭反馈）由高电平变为低电平，判断此时K03自锁继电器吸合并锁闭；15:55:12秒，K01头罩关闭使能由低电平变为高电平，由于此时K02自锁继电器未吸合，其辅助触点为断开状态，K01电磁阀无法得电，所以头罩未进行关闭动作，从而导致车上操作头罩自动关闭未成功。具体情况如下：

二、前开闭机构异常打开故障应急研究与改进措施

（一）前开闭机构异常打开故障应急研究

1.动车组处于高压供电状态，拆除头罩控制阀组处裙板，按压K01电磁阀左下方红色手动按钮，打开头罩，HMI上报出69BA：头罩关闭时车钩故障、69B6：通过接近开关的故障反馈关闭车钩罩故障：

K01电磁阀                  红色手动按钮                头罩打开  

2.司机室操作关闭头罩，头罩未关闭；分析MVB数据，与线上情况一致，13:28:30秒，K01导流罩关闭使能发出后，K03自锁继电器吸合，K02自锁继电器未吸合，其辅助触点为断开状态，K01电磁阀无法得电，头罩未能自动关闭，数据如下图所示：

3. 操作打开头罩，自动车钩伸出，再关闭头罩，头罩关闭正常，故障代码69B6、69BA消除。

分析MVB数据，13:29:02秒，操作头罩打开，K02自锁继电器得电；13:29:20秒，K03自锁继电器得电；13:29:33秒，车钩伸出并锁闭。头罩此时处于打开状态，所有反馈均正常，数据如下图所示：

13:29:51秒，操作关闭头罩；13:30:01秒，车钩缩回并锁闭；13:30:04秒，K03自锁继电器得电；13:30:08秒，K01头罩关闭使能信号发出，此时K02自锁继电器处于得电状态，K01电磁阀正常得电；13:30:16秒，左头罩关闭B02和右头罩关闭B04反馈头罩关闭到位，数据如下图所示：

4. 经过多次试验验证，此应急处置方法有效，能大程度提高应急故障处置效率。应急处置方法如下：

（二）前开闭机构异常打开故障的改进措施

针对CRH380B型动车组前端开闭机构出现的导流罩舱门异常打开故障，为解决此问题，经研究，提出对该开闭机构的电路控制系统进行改造，将关闭位双电控电磁阀改造为“常带电”方案。

（1）改造前方案

CRH380B型动车组前端开闭机构上使用的电磁阀为双电控两位五通电磁阀，电磁阀激励信号采用的脉冲信号源。改造前，当导流罩打开或关闭到位后，列车控制将切断给电磁阀的激励信号，俗称“断电”。

改造前方案为干扰屏蔽串联实施方案，原理如下图所示：即电磁阀的控制线与锁定继电器进行串联后再连接Klip站。改造前 K01 电磁阀使能端串联接入 K02 和 K03 两个锁定继电器的常开触点。

（2）改造后方案

为解决二位五通电磁阀异常换向，提出将现有电磁阀工作时脉冲信号源更改为常带电的连续信号。即将该二位五通电磁阀控制关闭端信号源更改为连续供电信号，从而使其始终保持关闭端接通状态，确保导流罩始终属于关闭状态而不受外部异常因素的影响。

为了实现本功能且不改变列车控制原理的情况下，结合列车控制逻辑顺序，将借用K04使能电磁阀供电电源，且在K01电磁阀关闭端并联K02继电器的常闭信号。改造后方案的具体原理图如下图所示：

按照图2原理图更改后，导流罩关闭过程中，K02继电器Ⅱ向得电时，K02常闭触点导通，K04阀的电通过K2常闭触点给K01阀Ⅱ向持续供电，使得导流罩关闭向一直带电。而导流罩打开过程中， K02继电器Ⅰ向得电时，K02常闭触点断开，此时K01电磁阀Ⅱ向（关闭端）停止得电，且在整个打开过程中K02继电器始终保持在Ⅰ向得电状态，即K02常闭触点始终处于断开状态，此时K01阀Ⅱ向（关闭端）处于断电状态，并接入的K02继电器的常闭触点完全不影响导流罩打开动作时K01电磁阀Ⅰ向得电。

三、总结

综上所述，针对前开闭机构异常打开故障，经过分析与研究，研究出了前开闭机构异常打开故障应急处置方法和后续改进解决措施，可有效提高应急处置效率，降低故障率，确保动车组安全稳定运行。

参考文献：

[1] 前开闭机构用户文件

[2] CRH380B（TX）电路文档

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