电力机车制动系统性能试验和故障检测汇总

轨道交通技术学院
毕业论文
题目：电力机车制动系统性能试验与故障检测作者：袁龙学号：0815070219 专业：电气化铁道技术（电力机车方向）
班级：08级2班
指导教师：董廷林
2011 年 5 月
毕业论文中文摘要
目录
1．引言 (1)
1.1制动系统概述 (1)
1.2 制动机的种类及制动方式 (1)
1.3 性能检测与故障检测的作用及意义 (1)
2．电力机车制动系统基本工作原理分析 (1)
2.1 SS4改型电力机车DK-1型电空制动机的基本组成结构及作用 (1)
2.1.1 DK-1型电空制动机由电气线路和空气管路两部分组成。

(1)
2.1.2 运转位 (1)
2.1.3 过充位 (2)
2.1.4 制动位 (2)
2.1.5 中立位 (2)
2.1.6 紧急位 (2)
2.1.7 重联位 (3)
3．DK-1型电空制动机性能检测试验 (3)
3.1 DK-1型电空制动机单机检修试验 (3)
3.1.1 试验前的检查 (3)
3.1.2 电空位试验 (3)
3.1.3 空气位试验 (4)
3.1.4 辅助性能检查 (4)
3.1.5 无动力回送性能检查 (5)
3.2 DK-1型电空制动机单机日常实验（五步闸试验） (5)
4. DK-1型电空制动机的故障处理 (5)
4.1 故障分类 (5)
4.2 故障处理方法 (6)
4.3 机车制动机故障处理 (6)
4.3.1 操作运用故障处理 (6)
4.3.2 变更部分和新增部分所发生的故障现象以及连挂车后所发生的故
障处理 (6)
4.3.3 主要零部件故障 (7)
结论 (9)
致谢 (10)
参考文献 (11)
1．引言
电力机车制动系统是整个机车系统的一个重要组成部分，其性能的好坏直接影响到机车的运行。

机车运行时制动系统不可避免的会出现各种故障，结合各综合作用状态下制动系统的工作原理，实现制动系统的故障诊断对行车安全意义重大。

1.1制动系统概述
制动系统是指能够产生可控制的列车减速力，以实现和控制能量转换的装置或系统。

制动系统由制动机、手制动机和基础制动装置三大部分组成。

1.2 制动机的种类及制动方式
按照机车动能转换方式的不同，制动方式可分为热逸散和将动能转换成有用能两种基本方式。

制动机按控制方式和动力来源可分为空气制动机、电空制动机和真空制动机。

1.3 性能检测与故障检测的作用及意义
衡量制动系统性能的优劣，主要是衡量制动机性能的好坏，性能良好的制动机对铁路运输有很大作用：
（1）保证行车安全
（2）充分发挥牵引力，增大机车牵引质量，提高列车运行速度。

（3）提高列车区间通过能力。

电力机车制动系统是整个机车系统的一个重要组成部分，其性能的好坏直接影响到机车的运行。

为避免机车及列车运行中因制动系统故障而发生行车事故。

2．电力机车制动系统基本工作原理分析
电空制动机是以电信号作为控制指令，压力空气作为动力源的制动机。

DK-1型电空制动机广泛应用于国产SS系列电力机车上，其工作过程为自动空气制动原理，即“制动管充风形成制动机缓解，制动管排风形成制动机制动”。

DK-1型电空制动机性能稳定、工作可靠，而且可以方便的与列车安全运行监控记录装置的自动停车功能及机车动力制动系统等配合，为列车的自动控制创造了条件。

2.1 SS4改型电力机车DK-1型电空制动机的基本组成结构及作用
2.1.1 DK-1型电空制动机由电气线路和空气管路两部分组成。

2.1.2 运转位
（1）电控制动控制器→导线803→中间继电器455KA，452KA、451KA的常闭联锁→导线837→缓解电空阀258YV、排2电空阀256YV得电。

（2）电控制动控制器→导线809→空气制动阀上的3SA→导线818→中间继电器455KA，452KA、451KA的常闭联锁→导线863使排1电空阀254YV得电。

（3）电空控制器→导线805→过充电空阀252YV得电
（4）其与电控阀均失电
2.1.3 过充位
（1）电控制动控制器→导线803→中间继电器455KA，452KA、451KA的常闭联锁→导线837→缓解电空阀258YV、排2电空阀256YV得电。

（2）电空制动控制器→导线805→过充电空阀252YV得电
（3）电空制动控制器→导线813得电
（4）其与电空阀均失电
2.1.4 制动位
（1）电空制动控制器→导线806→钮子开关463QS→导线835→中立阀253YV 得电。

（2）电空制动控制器→导线808 →压力开关208上的208SA（当均衡风缸减压量大于190~230KPa时）→导线800→制动电空阀257YV得电。

（3）电空制动控制器→导线813得电
（4）其与电空阀均失电
2.1.5 中立位
（1）电空制动控制器→导线806→钮子开关463QS→导线835→中立阀253YV得电。

（2）电空制动控制器导线807→二极管262V→导线800→制动电空阀257YV得电。

在制动前中立位，即均衡风缸未减压时，压力开关209还将开通另一条电路,即：导线807→209SA→导线827→二极管263V→导线803→中间继电器455KA、452KA、451KA 的常闭联锁→导线837→缓解电空阀258YV、排2电空阀256YV 得电.
（3）电空制动控制器→导线813有电
（4）其与电空阀均失电
2.1.6 紧急位
（1）电空制动控制器→导线80494YV得电。

同时通过重联插座是另一机车的94YV 也得电。

（2）电控制动控制器→导线812→两位置转换开关辅助连锁107QPF或107QPBW →导线810或820→ 251YV、241YV或250YV、240YV得电。

机车根据实际运行方向撒沙。

（3）电空制动控制器→导线806→钮子开关463QS→导线835→中立阀253YV得
电。

（4）其与电空阀均失电
2.1.7 重联位
（1）电控制动控制器→二极管264V→导线800→制动电空阀257YV得电。

（2）电控制动控制器→二极管260V→中立电空阀253YV得电。

（3）电控制动控制器→重联阀259YV得电。

（4）其与电控阀与继电器、电动放风阀均失电。

3．DK-1型电空制动机性能检测试验
DK-1型电空制动机的检查、试验，主要用来检查DK-1型电空制动机的各项性能作用是否良好。

它是通过电空制动控制器、空气制动阀手柄在个工作位置间的顺序转换，同时观察压力表指针的的变化情况，来分析、判断DK-1型电空制动机及其各部件是否正常。

装车前试验实在DK-1型电空制动机试验台上进行：而装车后实验通常在单机上试验主要包括检修试验。

3.1 DK-1型电空制动机单机检修试验
3.1.1 试验前的检查
（1）确认各管路和电路连接正确。

（2）确认各塞门及有关电路开关处于正常工况。

（3）确认空气压缩机工作正常。

（4）确认非操纵节机车电空制动器处于“重联位”，空气制动阀处于“运转位”。

操纵节机车两手柄均置“运转位”。

（5）确认两节机车空气制动阀上的电控转换扳扭在“正常位”。

3.1.2 电空位试验
（1）缓解状态下各压力值检查
大、小闸手柄均置“运转位”，检查各压力表指针指示应符合下列标准：
①总风缸：750~900kPa。

②均衡风缸：定压。

③制动管：定压（允许与均衡风缸压力差不大于10kPa）。

④制动缸： 0kPa
（2）紧急制动性能检查
大闸手柄在“运转位”停放不少于90S后，移至紧急制动位。

①制动管压力由定压降至零的时间大于3秒。

②制动缸压力升至400kPa的时间不超过5S。

③制动缸最高压力为（440~460）kPa。

安全阀应动作。

④机车自动撒沙。

⑤机车有级位时，主断路器自动跳闸；否则，主断路器不跳闸。

（3）紧急制动后的单独缓解性能检查
①将制动阀手柄移至“缓解位并下压手，制动缸压力应即可下降，并能缓解至零。

②待制动缸压力降至零后，再将空气制动阀手柄移至“运转位，制动缸压力不回升。

3.1.3 空气为试验
扳动空气制动阀上的电控转换扳扭置于“空气位，并将其下方的调压阀的输出值调整为定压。

（1）缓解状态下各压力值检查
将空气制动阀手柄置于“缓解位并下压手柄各压力值应符合下列要求：
①总风缸： 750~900kPa。

②均衡风缸：定压。

③制动管：定压（允许与均衡风缸压力差不大于10kPa）。

④制动缸： 0kPa。

（2）缓解性能检查
将空气制动阀手柄移回“运转位”，并下压手柄，均衡风缸于制动管压力应能升至定压，制动缸压力应能缓解至零。

（3）阶段性性能检查
将空气制动阀手柄在“制动位”与“中立位”间移动，阶段作用应稳定。

3.1.4 辅助性能检查
（1）电-空连锁性能检查
将司机换向手柄置于“制”位，启动各风机，并将调速手柄离开“0”位。

制动管应减压（40~50）kPa，制动缸升压。

延时20~28S后，制动管应自动恢复定压，且制动缸压力自动缓解。

（2）断钩保护性能检查
开放制动管手动防风塞门，产生紧急制动作用：
①制动管压力应快速降至零，并不得自动缓解。

②制动缸压力升（440~460）kPa。

③机车自动撒沙。

④自动选择切除机车牵引动力。

（3）失电制动性能检查
切除电空制动机电源，制动管压力应按常用制动减压速度减压，并且制动缸
压力上升。

3.1.5 无动力回送性能检查
将电空制动机调整到无动力回送状态，并将电控制动控制器手柄移至“重联位”，空气制动阀手柄置于“运转位”。

（1）当制动管压力为定值时，总风缸压力应在低于制动管定压140~180kPa之间。

（2）当制动管压力下降后，制动缸压力应限制在200~180kPa之间。

3.2 DK-1型电空制动机单机日常实验（五步闸试验）
（1）第一步：大闸手柄置于“运转位”，制动管、均衡风缸、总风缸均为规定压力；制动缸压力位0。

大闸手柄移至“紧急位”，制动管压力3S内降至0；制动缸压力5S内升至400kPa，最高压力达到450kPa；自动撒沙；有级位时切除主断。

小闸手柄由“运转位”移至“缓解位”，同时下压手柄，制动缸压力应缓解到0.。

小闸手柄由“缓解位”移至“运转位”，制动缸压力不得回升。

大闸手柄移至“运转位“，制动管充至480kPa的时间在9S内。

（2）第二步：将大闸手柄移至“制动位”，均衡风缸常用最大有效减压量的时间为5~7S；制动缸压力升至340~380kPa的时间为6~8S。

大闸手柄移至“中立位”，均衡风缸、制动管的漏泄量分别不大于5kPa/min、10kPa/min。

（3）第三步：大闸手柄移至“过充位”，均衡风缸压力为定压，制动管压力为过充压力（定压+30~40kPa），制动缸压力不变。

大闸手柄移至“运转位”，120~180S 左右过充压力消除，制动管恢复定压，制动缸压力应缓解为0.
（4）第四步：小闸手柄移至“制动位”，制动缸压力由0升至280kPa的时间早4S内，最终达到300kPa；小闸手柄移至“中立位”，制动缸压力不变。

小闸手柄移至“运转位”，制动缸压力由300kPa降至40kPa的时间在5S内。

（5）第五步：小闸手柄扳到“缓解位”，同时下压小闸手柄，制动管、均衡风缸压力均为定压，制动缸压力位0。

将小闸手柄移至“制动位”，均衡风缸减压140kPa的时间为5~7s。

将小闸手柄移至“中立位”，均衡风缸、制动管、制动缸漏泄量分别不超过5、10、10kPa/min。

再将小闸手柄扳至“缓解位”，均衡风缸、制动管恢复定压。

4. DK-1型电空制动机的故障处理
4.1 故障分类
由于机车制动机的结构、性能及操作方法等饭方面的不同，故障性质也不同。

一般可分为控制电路、阀类部件、管路及连接部分和操作不当几类故障。

4.2 故障处理方法
（1）首先不许熟悉制动机的控制电路和空气管路，而且要熟悉各部件的内部结构、作用原理和制动机的操作方法，以便快速、准确地判断故障。

（2）对机车制动机所出现的故障进行大致判断，按分类方法将故障分类。

例如通过电空阀、压力开关动作是否正常可以把故障区分成电路或气路故障。

（3）对每一类故障化整为零，缩小范围，具体方法有两条，可以采用优选法查找故障，也可以根据分析从最易发生故障的地方入手查找故障。

4.3 机车制动机故障处理
4.3.1 操作运用故障处理
（1）电空控制器手柄放“运转位”，三针一致，过量供给。

处理方法：
①更换225检查电空阀。

②检查充气按钮
③运用中除特殊情况需立即停车处理外，一般均应维持运行。

维持运行中需要减压时，累计减压量不能超过140kPa，要利用线路纵断面采用电阻制动配合使用，直到达到前方停车站停车后处理：关闭157塞门；转换扳键置“空气位”。

当车辆减压已过量至900kPa，可分两步消除。

停车后追加减压至260kPa，待完全排风停止，再将空气制动阀用的调压阀调整至700kPa再缓解。

④待全列充满风后，两次实行减压140kPa，待全列排风停止，再将空气制动阀的调压阀调整到制动管定压，空气制动阀放“缓解位”，车辆即可缓解。

（2）电空控制器手柄制动后移至中立位，均衡风缸保压，制动管压力下降。

处理办法：
①更换中继阀排风阀胶垫。

运用中可轻击中继阀体，停车时用最大减压量排风，以吹落排风口异物，维持运行。

②检修制动管各接头并研磨折角塞门。

运用中维持运行，到段检修。

（3）电空制动控制器手柄放“过充位”，制动管无过充量
处理方法：
①查252过充电空阀，手压该阀有制动管过充量则检修该阀。

②能听到过充风缸有大排风，应安装缩堵。

该故障均不影响正常运行。

但无过充性能，在长大下坡道区段运行时当特别注意。

4.3.2 变更部分和新增部分所发生的故障现象以及连挂车后所发生的故障处理（1）单机试验正常，儿挂车后仅制动管充风缓慢
处理方法：
①抽出总风滤尘器100滤芯清洗干净，如冻结引起则先解冻并排除滤尘器100内积水。

运行中，可抽出滤芯后维持运行，回段处理。

②关闭尾部车辆制动管折角塞门。

③检查车辆分配阀。

（2）非操纵节机车（或重联机车）中继阀104排风不止。

处理办法：
①恢复“电空位”，或关闭塞门115.
②闭合自动开关615QA，如不能闭合，则关闭塞门115。

③拆检中继器。

运行中可关闭塞门115维持运行。

④更换重联阀259YV，或检查控制导线。

运行中可关闭塞门115维持运行。

（3）电空制动控制器手柄放常用制动、紧急制动位时，制动管降不到规定压力，且操纵节中继阀104排风不止。

处理方法：
①恢复电空位，或关闭塞门115.
②闭合自动开关615QA，如不能闭合，则关闭塞门115。

③拆检中继器。

运行中可关闭塞门115维持运行。

④更换重联阀259YV，或检查控制导线。

运行中可关闭塞门115维持运行。

4.3.3 主要零部件故障
（1）电空阀内部故障
处理办法：
①系线圈断线或烧损，更换。

②系下阀门漏。

拆检下阀门，若有赃物垫住，则清理即可；
③系上阀门漏。

拆检方法同上。

④系组装不当或阀门及阀杆选配不当。

重新组装并检查行程。

（2）分配阀故障
处理办法：
①节制阀漏。

拆检节制阀。

②滑阀漏。

检修滑阀。

③均衡阀或空心阀杆端部缺陷。

拆检均衡部。

若表面缺陷不严重。

可用细砂纸磨平均衡阀或修磨空心阀杆。

④均衡部模版破损。

拆检更换。

⑤增压阀不复位或O型圈漏。

拆检增压阀。

（3）中继阀故障
处理办法：
①遮断阀卡。

拆检遮断阀；主模版破损。

在确认遮断阀正常时属此故障，更换主模版。

②排风阀关闭不严。

阀口赃物垫、阀面或阀口圈断。

更换相应部件。

③过充鞲鞴O型圈损坏，产生泄露，使均衡风缸过充。

停止使用过充位。

更换O型圈。

结论
现有的韶山型电力机车空气制动系统大都采用DK—1型电空制动机作为控制部件,其核心是采用继电器有触点逻辑控制。

虽然其运用比较成熟,但也存在着比较明显的缺点:如由于振动可能产生继电器误动作、故障率高、寿命短,布线多且维护工作量大,其控制逻辑关系随布线一旦固定,需要改进时非常困难。

没有完善的在线故障检测诊断功能,空气制动系统直接关系人民生命财产的安全,难以适应铁路高速重载的战略发展要求。

设计构建的电力机车空气制动控制及故障诊断系统,提高了系统的可靠性;空气制动系统在线故障检测诊断部分,通过检测电力机车空气制动系统关键部件的工况,利用故障诊断系统进行故障诊断。

所以,电力机车空气制动控制及故障诊断系统的研究,适应了我国铁路重载牵引和高速列车发展的需要,具有巨大的经济价值和社会效益。

致谢
本论文是在多位老师指导下完成的。

在论文撰写期间，老师们给了我许多指导，再次，对老师表示衷心的感谢和敬意。

由于本人水平有限，论文中有许多不足之处，敬请指正。

参考文献
[1] 刘豫湘、陆缙华、潘传熙，DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统.北京：中国铁道出版社，2000.
[2] 王爱民，DK-1型电空制动机检修及故障处理.北京：中国铁道出版社，1996.
[3] 那利和.电力机车制动机.北京：中国铁道出版社，2002.。