杨广彤
(中国铁路成都局集团有限公司 成都动车段，四川成都 610000)
摘要：针对380D型动车组转向架轴温超温故障及应急处置方法，通过轴温控制原理分析，明确各种轴温控制的异同，总结轴温故障应急处置的关键点。
关键字：380D动车组；轴温控制；牵引电机轴承；齿轮箱轴承；轴向轴承
中图分类号：U279.5 文献标志码： A
1 引言
动车组轴温故障是各型动车组运用中的重点故障之一，防范轴温故障和应急处置轴温故障对动车车组运用安全至关重要。目前，380D型动车组关于转向架轴温故障应急处置方法有：轴箱轴承或齿轮箱大轴承报警(2469-2472)；轴箱轴承热轴预警(2402、2404等)；电机或齿轮箱轴承热轴预警(2102、2105等)；电机或齿轮箱小轴承热轴报警(2103、2106等)。各种应急处置方法有类似又有差别，尤其是运行中停不停车和如何停车、误报故障和真实故障、如何继续运行等关键问题，由于对轴温控制原理区分不清，导致应急处置者在故障发生时混淆应急处置方法。现通过380D型动车组转向架各种轴温控制原理分析，让应急处置者掌握各种轴温的控制区别，对其在应急处置中有所帮助。
2 轴温控制原理分析
CRH380D型动车组转向架轴温控制主要包括牵引电机轴温、齿轮箱轴温、轴箱轴温三部分。
2.1 齿轮箱轴温控制
CRH380D型动车组的齿轮箱温度监控系统由PT100温度传感器监控温度并传输给牵引变流器（MCM），用以监控齿轮箱大小齿轮部件的温度。每个齿轮箱配备有四个温度传感器，大齿轮两侧各配备一个带热熔丝的PT100温度传感器，小齿轮两侧各配备一个不带热熔丝的PT100温度传感器。
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图1 齿轮箱轮对侧轴温控制
齿轮箱轴承温度高的判断标准：齿轮箱内大(或小)齿轮各自的2个轴承平均温度≥115℃时，报齿轮轴承高温；齿轮箱内小齿轮的2个轴承平均温度≥135℃时，报齿轮轴承温度太高；齿轮箱内大齿轮的2个轴承平均温度≥130℃时，齿轮轴承温度太高；齿轮箱内小齿轮的2个轴承平均温度≥142℃时，报齿轮轴承温度极高；齿轮箱大齿轮熔断式轴承传感器达到184℃时，轴温传感器热熔断丝熔断。
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图2 齿轮箱电机侧轴温控制
齿轮箱大齿轮轴承的温度监控使用带热熔丝的PT100温度传感器监控齿轮箱大齿轮轴承的温度，这些传感器与相应的变流器箱相连。有三个临界温度，两个用于激活不同的警告等级，一个用于激活报警等级。两种警告等级都显示在IDU上。在警告等级1，齿轮箱内大齿轮的2个轴承平均温度≥115℃时，关联的电机会关断；在警告等级2，齿轮箱内大齿轮的2个轴承平均温度≥130℃时，必须额外降低速度；在报警等级，或齿轮箱大齿轮熔断式轴承传感器达到184℃时熔断丝因超温熔断，则断开DNRA制动回路，这会发出紧急制动请求，并通过指示灯和警报器提示司机。动车组齿轮箱大齿轮轴温报警见图1和图2。
齿轮箱小齿轮轴承的温度监控使用不带热熔丝的PT100温度传感器监控小齿轮轴承的温度，这些传感器与相应的变流器箱相连。有三个临界温度用于激活不同的警告等级，它们都显示在IDU上。在警告等级1，齿轮箱内的2个小齿轮轴承平均温度≥135℃，IDU提示司机降速到180km/h以下运行，关联的电机会关断；在警告等级2，齿轮箱内的2个小齿轮轴承平均温度≥142℃，必须额外降低速度，列车TCMS自动施加最大常用制动停车，可以在IDU上操作“旁路最大常用制动”按钮，可强制解除小齿轮轴承超温导致的制动联锁，需要注意的是执行主控复位可恢复强制解除的制动联锁功能；在警告等级3，司机收到一条信息显示如果速度不降低到某个值，将发生严重影响安全的故障。动车组齿轮箱小齿轮轴温报警见图1和图2。
2.2 轴箱轴承温度控制
CRH380D型动车组每个轴箱均配备了带热熔丝的PT100温度传感器，其中温度探测部分包括熔断式检测和非熔断式检测两部分，非熔断式检测将温度变化信号给AX模块与列车控制监控系统（TCMS），显示在IDU上；熔断式检测当温度升至熔断温度时，自动断开，使得不转轴探测（DNRA）制动回路断开，最终引发车组紧急制动停车。
轴箱轴承温度高的判断标准：轴箱轴承温度≥100℃且<121℃时，报轴箱轴承热轴预警；轴箱轴承温度达到121℃时，报轴箱轴承报警，同时轴温传感器热熔断丝熔断。
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图3 轴箱轴温控制
使用带热熔丝的PT100温度传感器监控轴箱轴承的温度，这些传感器通过相应的AX模块与列车控制监控系统（TCMS）相连。有两个临界温度，一个用于激活警告等级，一个用于激活报警等级。两种等级都显示在智能显示单元（IDU）上。在警告等级，必须降速。在报警等级，或如果熔断丝因超温熔断，则断开不转轴探测（DNRA）制动回路，这会发出紧急制动请求，并通过指示灯和警报器提示司机。如图3所示。
2.3 牵引电机温度控制
牵引电机温度控制主要包括电机轴承温度控制和电机温度控制，其中牵引电机轴承温度控制主要是对牵引电机输出端和非输出端轴承温度的检测控制，温度传感器安装在电机两端轴承处，主要用于检测轴承温度，而电机温度控制是对牵引电机本身的温度检测控制，传感器安装在电机壳体上，检测电机定子温度，即为电机温度。
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图4 牵引电机轴温控制
牵引电机轴温检测使用不带热熔丝的PT100温度传感器监控电机输出端和非输出端的轴承温度，这些传感器通过相应的AX模块与列车控制监控系统（TCMS）相连。有三个临界温度用于激活不同的警告等级，它们都显示在IDU上。在警告等级1，牵引电机内的2个轴承平均温度≥130℃，IDU提示司机降速到200km/h以下运行，关联的电机会关断；在警告等级2，齿轮箱内的2个小齿轮轴承平均温度≥160℃，必须额外降低速度，列车TCMS自动施加最大常用制动停车，可以在IDU上操作“旁路最大常用制动”按钮，可强制解除电机轴承超温导致的制动联锁，需要注意的是执行主控复位可恢复强制解除的制动联锁功能；在警告等级3，司机收到一条信息显示如果速度不降低到某个值，将发生严重影响安全的故障。如图4所示。
牵引电机温度高的判断标准：牵引电机轴承温度＞130℃时，报电机轴承热轴预警；牵引电机轴承温度＞160℃时，报电机轴承热轴报警。
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图5 牵引电机温度控制
牵引电机温度检测使用不带热熔丝的PT100温度传感器监控电机定子的温度，这些传感器与相应的变流器箱相连，将温度信号传输给牵引控制单元，牵引控制单元根据温度变化控制牵引电机及牵引电机冷却风机的工作。如图5所示。
2.4 轴温控制回路
CRH380D型动车组每辆车均有一个轴温控制回路，该回路经41-F11断路器取110V后，串联了本车所有的带有熔断丝温度传感器的熔断丝，其中包括8个轴箱的轴温传感器熔断丝和4个齿轮箱大齿轮两侧的8个轴温传感器熔断丝，最后与两个并联的41-K11和41-K12两个继电器。如果每个熔断丝导通回路形成则41-K11和41-K12两个继电器同时得电，同时DI9模块就会收到高电平反馈，每个车41-K11和41-K12两个继电器同时得点，会控制DNRA回路上的常开触电闭合，使DNRA 回路形成，并且使每个车的DI10模块收到低电平反馈。如图6所示。
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图6 转向架熔断式轴温控制回路
任何一个车的41-K11或41-K12继电器失失点，均会导致41-K11或41-K12继电器串联在非司机室紧急制动回路的常开触点断开，导致26-K20和26-K21失电。如图7所示。
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图7 非司机室紧急制动回路
激活端司机室26-K20、26-K21 两个继电器失电后相应触点断开将造成26-K24、26-K26 两个继电器失电，由于26-K24、26-K26 两个继电器是延时断开继电器，当继电器失电后10 s 触点才会断开，此时26-K25、26-K27 继电器就会失电，导致26-K25、26-K27 继电器在紧急制动回路主回路里的两个串联的常开触点断开，使得紧急制动回路主回路上的26-K01继电器失点，从而起紧急制动。如图8所示。
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图8 紧急制动回路电路图分图
如果在10 s 内且车速不为0 km/h ，按下激活端司机室内26-S06 越障按钮并保持3 s，26-K28 继电器就会得电（26-K28 继电器有延时3 s 吸合的作用，所以必须按下越障按钮并保持3 s 以上，这是为了防止误操作），26-K28 继电器触点吸合，26-K29 继电器得电。
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图9 紧急制动回路电路图主回路
当26-K29 继电器得电后将把26-K25、26-K27 的触点给旁路掉，紧急制动回路将不会断开，如果10 s 内没有按下激活端司机室内26-S06 越障按钮并保持3 s，紧急制动将被激活。此时由于26-K25、26-K27继电器失电，紧急制动回路内26-K25、26-K27 的触点就会断开，其常闭触点闭合，紧急制动回路8 将由高电平变成低电平，车组将起紧急制动。如图9所示。
3 结论
3.1 关于转向架轴温故障停车制动形式
轴箱轴承超温和齿轮箱大齿轮轴承超温导致传感器熔断丝断开，动车组紧急制动回路断开，在不受人为干预的情况下，动车组自动施加紧急制动停车。
牵引电机轴承超温和齿轮箱小齿轮轴承超温，超温信号传输给TCMS，由TCMS通过软件控制动车组自动施加最大常用制动停车。
3.2 关于转向架轴温是否真超温
转向架轴温可以通过IDU轴温实时显示界面查看，尤其是轴箱轴承超温和齿轮箱大齿轮轴承超温故障，由于安装的轴温传感器包括了实时监测轴温和熔断丝控车，可以再故障发生时相互印证判断。如果只是轴温熔断丝断开，而实时轴温显示正常，则说明不是轴温超温故障，可能只是轴温熔断丝故障。如果轴温实时监测报轴温超温，而轴温熔断丝未断开，则可以限速维持运行，轴温熔断式检测可以作为一道保护。
3.2 关于转向架轴温故障停车后继续行车
轴箱轴承超温和齿轮箱大齿轮轴承超温导致传感器熔断丝断开，或轴温传感器故障导致熔断丝断开，或因接线断开等原因导致动车组制动回路断开停车，可以通过操作非司机室紧急制动旁路缓解紧急制动后开车。
牵引电机轴承超温和齿轮箱小齿轮轴承超温，或因接线、反馈信号、软件故障导致误报超温，TCMS控制动车组自动施加最大常用制动停车，可在IDU上操作“旁路最大常用制动”按钮，可强制解除电机轴承、小齿轮轴承超温导致的制动联锁，需注意的是执行主控复位可恢复强制解除的制动联锁功能。
参考文献:
[1] 四方庞巴迪铁路运输设备有限公司.CRH380D 型动车组技术说明书.
[2] 四方庞巴迪铁路运输设备有限公司.CRH380D 型动车组电气原理图.
[3]《CRH380D 型动车组途中应急故障处理手册》[M].北京：中国铁道出版社，2016.
作者简介：杨广彤（1987－），性别（汉），籍贯（甘肃省张掖市甘州区），助理工程师。