浅谈动车组轴箱实时轴温系统

浅谈动车组轴箱实时轴温系统

发布时间：2023-02-20T02:50:11.776Z 来源：《中国科技信息》2022年19期作者：夏森葛洪玉

[导读] 随着电气化铁路及动车组技术的迅速发展，当前我国轨道交通行业正处于快速发展阶段，轨道车辆在产品结构、形式以及质量方面都有了很大改进和提高。

夏森葛洪玉

中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛 266111

摘要：随着电气化铁路及动车组技术的迅速发展，当前我国轨道交通行业正处于快速发展阶段，轨道车辆在产品结构、形式以及质量方面都有了很大改进和提高。轴温实时检测系统作为动车组车辆的重要组成部分，直接关系到车辆的运行安全。本文主要介绍动车组车辆的轴箱实时轴温检测系统及异常故障情况，并对实时轴温故障提出见解。

关键词：动车组；实时轴温；故障分析

1.概述

动车组走行部温度检测系统可实时监测轴箱、齿轮箱、牵引电机的温度，是反映动车组走行部状态是否良好，是否安全运行的一项关键技术指标[1]。轴温实时检测系统通过在轴箱、齿轮箱、牵引电机安装实时温度传感器采集温度数据，并根据轴温控制策略判断各部位轴承温度异常状态，同时将温度数据及各检测位置状态传送给列车监控系统，由列车监控系统实现温度预警、报警提示和实时温度数值显示；同时，实时轴温系统参与控车，预警故障将导致列车限速运行，报警故障将导致列车紧急制动停车。

2.主机硬件架构

（1）主机硬件架构

四方各平台动车组轴箱轴温实时检测系统可实时检测、传输轴箱轴承温度，能够通过实现轴箱轴承温度预判、预警、报警等逻辑判断，并在动车组网络终端设备上实时显示温度和实现故障弹屏提醒。轴温主机包含CPU板、MVB板、通信板、采集板、电源板，其原理框图见图1。

轴温主机各板卡功能如下：

采集板：采集温度传感器温度，将温度值转换后通过背板总线传递给CPU板；

CPU板：主控板卡，通过逻辑处理温度值后，将温度信息通过背板总线传递给通信板，同时进行温度数据的存储，产生轴温主机生命信号等；

通信板：负责与网络之间的通信，同时具备预、报警和主机故障硬线输出；

MVB板：负责与网络系统之间的通信，具备车厢号设置功能；

电源板：为整个主机提供DC12V、DC5V、DC3.3V电源。

（2）转向架安装结构

轴箱检测实时温度传感器安装于轴箱体上，安装结构见图2。

（3）轴温传感器结构介绍

轴温实时检测系统采用双主机和双通道温度传感器冗余设计，利用单根温度传感器探头内置双PT100铂电阻采集同一位置的温度，分别

发送给轴温主机1和轴温主机2，经过轴温主机处理后再发送给网络进行显示。

3.轴箱轴温控制策略

（1）温度控制策略

某平台动车组轴箱轴温控制策略见表1所示。

（2）传感器故障诊断逻辑（a）异常跳变：传感器两秒内发生温差8℃以上温度跳变，且连续4s温度值未恢复，报出传感器故障；

（b）超正常范围：传感器温度值超出测量范围持续4s，报出传感器故障。

4.异常及处置措施

分析轴温数据，确认轴箱监控部件轴温达到轴温控制策略何种条件，并按照以下原则处理：

（1）状态检查

无论检测回路是否存在异常，均需对轴箱轴承状态进行检查，检查项点为：打开轴端橡胶盖检查轴端紧固件是否紧固良好，防松标记是否正常，止转垫片包裹状态是否正常。检查轴箱轴承有无漏脂，轴承漏脂超出标准需更换轮对。

（2）预判

（a）若确认检测回路无异常，按以下原则处理：

针对350公里速度等级动车组，若预判轴承温度≥115℃，建议预防性更换轮对。

针对300公里速度等级动车组，若预判轴承温度≥110℃，建议预防性更换轮对；

针对200公里速度等级动车组，若预判轴承温度≥95℃，建议预防性更换轮对。反之，维持运行观察。

（b）若无法判断检测回路是否存在异常，则按照状态检查要求进行检查，发现异常，更换轮对，分解检查。

（3）预警、报警

若确认检测回路无异常，更换轮对，分解检查。

若无法判断检测回路是否存在异常，则按照状态检查要求进行检查，发现异常，更换轮对，分解检查。

5.案例分析

针对某时速350公里速度车型，运用过程中轴箱温度异常故障。检查轴箱外观无异常，排油孔无明显渗油现象；对连接器检查公针、母针无异常缩针、扩孔等现象，测量轴箱温度传感器阻值均正常；查看故障发生时轴箱温度温度变化趋势与同车同侧其他轴箱保持一致，但温度与同车同侧其余3个轴箱对比明显偏大；统计故障发生前1月温度情况，温度及温差呈现离散分布，无持续升高情况。故障轮对分解轴承发现，轴承通气阀堵塞。

正常情况下，当通气阀内部压力比自身额定压力大时，通气阀前端开口在内部压力作用下微微张开，空气通过开口处流出到轴承外

侧，可避免轴承内部压力过度上升。当通气阀内部压力小于自身额定压力时，通气阀前端开口保持闭合，能防止外部异物侵入。

通过轴箱轴承结构差异对比、组装工艺、故障件调查、前期通气阀故障模拟试验结果等分析，导致本次动车组轴箱轴承温度异常的原因为：轴承采用接触式密封结构，通过通气阀与外界压力平衡，当轴承通气阀外部被润滑脂等堵塞，持续高速运行时，轴承内压增大从而引起主密封唇压紧力变大，摩擦生热最终导致轴承温度偏高。

6.结论

轴温实时检测系统是动车组车辆运行安全的重要组成部分，本文主要讲解了动车组车辆的轴箱实时轴温检测系统，并对轴箱轴温系统异常故障的逻辑判断和处置措施进行介绍。通过实时轴温系统的监控轴箱温度，能够及早发现轴箱轴承的早期异常，避免故障进一步扩展，对动车组安全运行具有重要意义。

参考文献

[1] 魏婷陈明.动车组轴温实时检测系统用温度传感器故障检测方法及改进[J] . 科学技术创新，2022（17）。