HXN5型典型故障

HXN5型典型故障（精选八篇）

HXN5型典型故障 篇1

关键词：涡扇发动机,起动,故障分析

0 引言

某新型加力涡扇发动机属于第三代战机的动力装置, 具有总体设计先进、推重比高、耗油率低等优点。但是, 该型发动机自装备部队以来, 在外场维修中遇到的一个突出问题就是起动困难, 外部环境温度高的情况下尤其如此。对某部2015 年7 月份284 起动次数统计, 起动时间超过规定值的次数为76 次, 起动超时占26.8%, 起动不成功22次, 占7.7%。起动不成功严重影响了飞机出动率, 影响飞行训练进度, 甚至影响到等级转进, 战备任务完成。下面结合外场工作实际, 对该型发动机几种典型起动问题进行分析研究。

1 发动机起动程序

0 秒时自动起动箱接通燃气涡轮起动机的主燃油电磁阀、燃气涡轮起动机补氧电磁阀、燃气涡轮起动机的点火装置并燃亮座舱中的“起动”信号灯。

1 秒自动起动箱接通燃气涡轮起动机的起动电机, 燃气涡轮起动机开始运转。

(4~5) 秒发动机高压转子开始运转, 当燃气涡轮起动机点火起动成功后其燃油压力达到0.4MPa时, 自动起动箱接到该信号后, 断开燃气涡轮起动机的起动电机、燃气涡轮起动机补氧电磁阀、燃气涡轮起动机的点火装置。

10 秒自动起动箱接通发动机主燃烧室的点火装置。

当发动机综合电子调节器送出N2≥17%时或起动程序到22 秒, 主燃烧室开始供油。

到60 秒或发动机综合电子调节器送出N2≥53%时, 自动起动箱关闭起动机的主燃油电磁阀并熄灭“起动”信号灯, 燃气涡轮起动机退出工作。

当高压转子转速到达17%后发动机工作, 主燃烧室的供油量由起动控制器调节, N2 到达40%时主燃烧室的供油量由加速调节器进行调节。

2 典型故障分析

涡扇发动机的起动过程是由起动箱按时间序列对发动机进行供油量和进气量控制的, 进气量控制通过a2开度调节进气量的大小, a2开度主要影响起动温度。

2.1 燃气涡轮起动机故障

2015 年3 月16 日, 某部某号机第二个起落, 按下起动按纽后, 左发动机高压转速N2、发动机排气温度T6 不上升, 左发动机起动不成功, 更换燃气涡轮起动机后, 成功起动。

燃气涡轮起动机不能成功起动表现为燃气涡轮起动机的工作声音不正常, 燃气涡轮起动机排气口无火焰喷出。

(1) 检查综合电子调节器自动开关已在接通位置。

(2) 检查排气活门开启情况正常。

(3) 检查起动机热电偶的绝缘电阻不小于20 千欧。

(4) 检查涡轮起动机燃烧室点火情况。首先检查供氧系统工作正常;其次检查点火电嘴火花及点火附件工作正常;再次检查点火附件的供电系统线良好。

(5) 更换涡轮起动机, 起动成功。

2.2 高压转速N2 达到冷运转转速不再增加

2015 年7 月16 日, 某部某号机组织大检查, 进行地面开车时, 右发动机高压转速N2 最高上升到24%, 发动机排气温度T6 不变, 右发动机起动不成功。

涡扇发动机的起动首先由起动电机带动燃气涡轮起动机, 燃气涡轮起动机开始运转。燃气涡轮起动机燃烧室点火补氧, 当起动到第10秒燃气涡轮起动机起动成功, 同时, 燃气涡轮起动机带动发动机运转, 发动机高压转子转速N2 由0 加速到17%。也就是说, 发动机N2 转速能加速到17%, 说明燃气涡轮起动机工作是正常的。高压转速N2 达到冷运转转速不再增加, 则说明发动机主燃烧室未工作, 点火不具备条件。一是通往主燃烧室燃油喷嘴油压不足;二是点火电路或点火装置故障。

(1) 检查起动装置电路及燃烧室点火系统。测量起动装置电路电阻正常, 测量点火附件电压正常, 点火装置及点火电嘴工作良好。

(2) 地面假开车, 测量主燃油泵调节器出口油压为0.35MPa, 出口油压低于规定值。可能有两种原因:一是, 主燃油泵调节器本身出口压力不够;二是, 起动装置回油路一直打开, 对主燃油泵调节器进行卸压, 导致主燃油泵调节器出口油压低。调整主燃油泵调节器的P30、P44、P36 和P38 调整钉, 对增大起动供油量的作用不明显。

(3) 堵死起动装置回油路, 地面假开车, 再次测量主燃油泵调节器出口油压, 主燃油泵调节器出口油压仍为为0.35MPa。

故障定位于主燃油泵调节器。更换主燃油泵调节器后, 发动机起动成功。

2.3 转动连接故障

发动机起动时, 按下“起动”按钮, 在第22 秒之前, 或高压转子转速由0 加速到17%, 发动机转子的加速是由燃气涡轮起动机带动的。起动时高压转子不转, 可能原因是运动连接不上, 检查燃气涡轮起动机的自由涡轮与减速器和输出轴的运动连接是否正常, 若无连接, 则更换燃气涡轮起动机。手动检查高压转子情况, 正常情况下转动良好, 若不能转动, 可能原因有两种情形。

(1) 滑油系统故障。检查滑油滤、磁塞金属屑信号器是否完好。

(2) 检查柔性轴及外置附件机匣。卸下柔性轴外套, 进行柔性轴外部检查;检查固定柔性轴的外置机匣安装边应平滑, 且外置附件机匣能转动。

2.4 起动失速、起动悬挂及起动超温

外界环境温度变化, 引起发动机供油量与需油量不匹配, 会造成发动机起动失速、起动悬挂及起动超温, 导致发动机起动不成功, 此种问题外场发生最多。

发动机起动失速, 是起动供油量过多造成的, 需要减少供油量。具体调整哪个部位, 需要看在什么转速情况下发生失速。起动前段发生失速:调整P38和P36减小供油量。起动中段发生失速:主要是调整P36和P44减小供油量, 有时也需要调整P30减小供油量。起动后段发生失速:调整P44和P30减小供油量。

起动悬挂指发动机起动过程中, 转速不上, 温度也不上升或持续上升。按时间60 秒脱开涡轮起动机, 且脱开时N2 转速较低远没有达到53%, 甚至涡轮起动机已脱开发动机转速保持不住下掉, 出现这种情况属于前段贫油, 应调整P38和P36增加油量。N2 转速在53%~60%悬挂, 出现这种情况属于中段贫油, 应调整P36和P44增加油量, 也可以视情调整P30。N2 转速在60%以上悬挂, 出现这种情况属于后段贫油, 应调整P44和P30增加油量。

解决起动超温调整方法:一是, 调整供油量;二是, 开大a2增大发动机进气量。当发动机通过调整油量解决不了超温问题时, 需要重新考虑发动机进气量是否合适, 即油气比是否合适。通过开a2增大核心机进气量改善油气比, 使得燃油充分燃烧。其一, 通过调整P1调整钉, 可以改变a2角度与N2r (高压转子换算转速) 的对应关系曲线。其二, 通过调整a2反馈钢索开大a2。

3几点体会

(1) 夏季较冬季起动问题多, 起动超温问题多;

(2) 做好燃油防污染工作, 防止调节器内部附件卡滞;

(3) 调整时综合考虑起动性能、慢车转速和加速时间, 防止顾此失彼, 并且要进行开车验证。

参考文献

[1]赵雪原, 杨福刚, 常诚.通用类型的航空发动机起动系统浅析[J].价值工程, 2014 (1) .

[2]吴虎, 贾海军, 冯维林.供油规律对某型加力涡扇发动机起动过程影响[J].西北工业大学学报, 2010 (1) .

HXN5型典型故障 篇2

【关键词】短波发射机 典型 射频故障 分析

笔者根据我们自己工作经验，就工作中出现的几例典型射频故障作粗略分析，并提出解决方法。

一、典型射频故障

（一）末前级屏极故障

故障現象：发射机在播音中“末前级”过荷指示灯亮，掉高压，末前级电源空气开关跳。

分析判断：机器工作中掉高压以及末前级过荷情况，极有可能由于末前屏级的设备绝缘性能降低或者电源线路短路等问题而出现故障。根据发射机的射频放大器末前电路状况，首先要将3R16防震电阻甩开，加高压试机，如果发射机没有出现掉高压、跳空气开关或者过荷现象，则表明3R16防震电阻的后端与末前级电子管屏级之间为故障点；使用数字万用表对电子管屏级对地阻值进行测量，发现阻值达到90KΩ左右，而利用1000V摇表摇测绝缘是“0”，进而能够说明屏级线路中存在问题。对放电球的间距进行检查，结果显示正常，再检查3C34中和电容（即为一块铝板），未发现任何状况。对故障点进行分析，大致可能是末前级屏级回路防震穿心电容3C33击穿。把3C33甩开之后，再用摇表对3C33摇测，则出现对地绝缘值是“0”，这表示已经被击穿，卸下后发现有打火点。

（二）高末栅极故障

故障现象：发射机在加高压后刚有高末栅流出现，就出现高末栅流跳跃下降的情况，然后高末栅流表就出现了无指示情况，高末栅流传感器有保护动作出现，进而封锁调制器。手动调谐末前级时，会出现时有时无的高末栅流。-400V偏压表指示末前级都是正常工作。

分析判断：如有灯丝电压加在发射机上后，就会使高末栅偏压达到-400V，根据发射机的射频放大器的高末电路图，用阴地电路作为高末管电路，高末栅极会在施加高压之后出现来自自生偏压的栅流，就会让偏压表达到-650V。而故障现象是：高前级在正常工作状态，高末级没有栅流出现，栅极电压为-400V，且高末栅流表出现跳跃下降。根据以上状况对故障可以判断：很可能为高末栅极的爪片被烧坏，由于爪片的损坏而导致开路，进而让栅流不能出现在高末电子管，进而没有自生偏压出现，未达到-650v，使得高末偏压没变化，还是-400V；栅极的爪片由于烧坏了大部分，导致和高末电子管栅极之间接触不良，使得高末栅压时有时无，导致高末栅流时有时无。

（三）高末帘栅故障

故障现象：机器工作状态，机器不会在发射机高末帘栅出现连续过荷情况下而降功率，不过退掉全部激励后，高末级出现700V帘栅压，而且3C45帘栅极穿心电容的表面还出现烧黑情况。

分析判断：在播音时有高末帘栅连续过荷现象时，可能由于以下两种原因造成：首先是由于通地出现在帘栅极回路内；再者就可能是帘栅压在高末管没有施加屏压时就已经加上。

3C45帘栅极穿心电容有烧黑现象出现，对其进行拆卸，用摇表摇绝缘，发现已经损坏。更换新穿心电容之后，对发射机再进行高压施加，高末帘栅流还会有过荷现象出现。在前期处理故障时，已经退掉了全部激励，但是高末级的帘栅压还是700V，因此判断高末帘栅的功率模块IGBT击穿，进而导致高压启动后，就会在电子管上出现700V帘栅压，调制器控制器还未能及时对其控制，所以先上帘栅压。若工作正常，一般情况下帘栅压都是在高压施加后，在上屏压之后才加的，如果出现没有屏压而又有帘栅压，就会导致帘栅流出现剧增现象，帘栅消耗相比于额定值将会大大超过，进而使得过荷现象出现，导致3c45烧坏，高末电子管帘栅极还可能会被烧坏。对IGBT进行万用表测试得出结果为已被击穿，使得帘栅极出现过荷，导致两个部位器件都损坏，以上两者都会使得高末帘栅流有连续的过荷状况发生。

二、故障解决措施

（一）末前级屏极故障处理方法

应该将末前级的屏级回路防震3C33穿心电容进行更换，操作过程中必须要注意穿心电容的固定螺丝的安装是否接触良好。电容是陶瓷的，要注意穿心电容在安装过程中，防止由于螺丝上的过紧而出现破裂损坏。更换完毕之后再试机，发现机器运行状况正常。

（二）高末栅极故障处理方法

将高末管中的已损坏的栅极爪片更换掉，在更换处理过程中必须要注意电子管栅极与栅极爪片必须连接良好，不能让高末栅阴出现碰极情况。栅极的爪片位于灯丝盘的下边，是被灯丝盘遮住的，且灯丝盘是由螺丝固定的，所以在处理操作过程中不容易检查。在日常维护工作中必须要注意对其进行定期清洁，还应该定期检查栅极爪片的接触是否良好，接触如有不好就会出现嗞火现象，应该进行压紧调整，保证爪片弹性和接触一直是良好的。

（三）高末帘栅故障处理方法

只要帘栅极3C45的穿心电容烧黑击穿和功率模块的IGBT已经损坏，都应对其及时更换。如果功率模块未备份，也要对损坏的IGBT进行更换，虽然花费时间较长，但是也要在修复之后对播音功能进行恢复，以免造成损坏电子管等较大的故障。

三、小结

发射机房值班人员和维护人员应该在日常设备维护过程中多多留心并总结经验，逐步将自身学习理论与实践经验相融合，能够将学到的理论知识运用到机器的维护工作当中；另外机房还要多实践和培训，能在抽象理论中总结出经验，工作人员才能提升自身能力，慢慢与日常维护工作相适应，这样才能减少故障，让设备能够保持正常工作状态。

参考文献：

[1]任志杰.MT2000型2kW短波发射机的原理与维护[J]. 广播电视信息. 2009（09） ：12-13.

[2]黄志忠.100KW短波发射机推动级槽路理论分析与日常维护[J]. 黑龙江科技信息. 2010（15） ：11-14.

HXN5型典型故障 篇3

直流主回路系统由三相桥式全控整流电路, 滤波电抗器和逆变器及感应线圈组成。检查上述相关部位元件, 正常, 调整限压与限流电位器, 故障依旧。调整功率给定电位器, 使用示波器观察整流电压输出波形, 正常时输出电压波形每周期有6个波形, 依次为Uuv、Uuw、Uvw、Uvu、Uwu和Uwv, 若缺相会缺少2个。缺相故障一般因整流器某只可控硅无触发脉冲或触发不导通引起。使用示波器观察6个可控硅的门极触发脉冲均正常, 可能是整流晶闸管门极开路或短路。使用指针万用表测量6个可控硅的门极电阻, 发现VT5的控制极电阻为35Ω (正常值为12Ω) , 导致VT5不能完全导通, 使整流输出电压过低。更换VT5可控硅, 开机调整功率电位器, 整流输出电压恢复正常, 故障排除。

(2) 启动性能良好, 波形正常, 但是逆变功率送不出。

逆变器主要将滤波后的直流电转变成中频交流电, 某时刻触发晶闸管VT1~VT4, 此时电流由直流电流Ud正端→晶闸管VT1→负载→晶闸管VT4→Ud负端 (图1) 。根据原理分析, 功率送不出可能原因有:①负载匹配不当, 阻抗过低;②中频逆变桥工作异常, 可控硅有一路处于阻断状态, 有触发讯号但触发不通;③可控硅特性差。检查中频逆变器各部位元件参数正常, 使用示波器检查并联逆变器的电压与电流波形, 由电脑发生器输出至可控硅触发板, 检查可控硅触发板输出波形, 发现SCRVy1-4 处于关断状态 (图2) 。故障原因可能是逆变晶闸管门极开路或短路, 使中频功率输不出。更换SCR触发控制板, 再用示波器检查输出波形正常, 启动直流调整电压, 中频逆变输出正常, 故障排除。

HXN5型典型故障 篇4

集中控制体系结构 (CCA) 由相互联系的许多电子单元组成, 它是一个基于计算机的电子控制系统。CCA执行所有测量、计算、决策以及控制操作及其他车载系统所需的功能。此种控制系统, 以微型机为核心, 采用单元组合方式, 根据不同需要灵活组合成一个完整系统。该系统既有计算机控制系统控制算式先进、精度高、响应速度快的优点, 又有仪表控制系统安全可靠、维护方便的优点。

1 ARCNet网络

1.1 拓扑结构

HXN5机车的CCA结构中, 智能显示器是主要的控制计算机, 其他的设备, 诸如集成式输入/输出控制板 (CIO) 、牵引电动机控制器 (TMC) 和柴油机控制单元 (ECU) 等均受其控制, 它们通过一个串联的通信网络相互连接, 该通信网络被称为ARCNet。

1.2 技术参数

网络电缆是特殊构造的电缆, 用于传递信号并降低噪声敏感性和减少对外扰动。在HXN5型机车上, ARCNet是通过使用DB9插头连接机车上所有微机控制智能面板的四线网络而实现的。该网络电缆容纳两个独立的网络 (网络0、网络1) , 每个网络由两根电缆线组成, 通过采用双绞线耦合来降低噪声干扰。ARCNet基本技术要求:

数据传输速率:5Mbps, 最大10Mbps;

设备间距:双绞线电缆与两端终端设备的距离60m;

负载时驱动输出信号电平 (最小) :±1.5V;

空载时驱动输出信号电平 (最大) :±6V;

接收输入电压范围:-7V~+12V;

设备最大编号:20;

多个A、B通道相连时, 每通道两根线。

1.3 数据传输

HXN5机车由两个ARCNet物理网络用于控制系统。所有面板都通过这两个网络进行通信。接有电揽的ARCNet统一控制构架体系 (CCA) 使用简单的交替算法, 该算法将更新的采样数据传到与上一次使用的数据传递网络相对的网络上。交替算法使得数据传递对一个网络只有50%的依赖性。两个物理网络用于相互提供冗余, 当一个网络发生故障时仍有50%的控制数据可以通过另一个网络成功传输。

2 故障分析

智能显示器DS1、DS2、DS3是主要的控制计算机, 它们通过使用ARCNet网络传递和接受相关信息, 从而达到控制机车上所有其他计算机和功能模块运行的目的。当机车控制信号传递异常时, 智能显示器屏幕和机车日志里会出现相应“网络故障”的提示, 此时需要进入级别3 (IL3) 调出“控制网络监视器”查看以便进一步确定故障所在。

2.1 故障现象

“控制网络监视器”屏幕中包含“重新配置次数”———该数字是每个网络自通电以来重新配置的次数。试图访问网络的节点导致重新配置。这些节点可能已经断开连接并正在尝试重新建立连接, 或节点可能正首次 (即通电时) 接入网络。从“控制网络监控器”屏幕可以看到各个面板网络上重新配置的次数。

当网络异常时, 网络重新配置0/网络重新配置1的计数会以每秒1次或更大数值的速率不断递增, 通过该计数可以确认故障的发生。

2.2 故障排除

影响机车信号传递的因素有两个:1) 机车各个智能控制面板;2) ARCNet网络电缆。

2.2.1 对失效面板进行故障排除

要确定某个面板是否是重新配置源, 可以使用以下两种方法。

(1) 断开该面板的电源———逐个断开面板的电源。这就从网络中除去了该节点, 但网络仍然会使用网卡中的网络跟踪来完成总线配置。此时如果重新配置数继续递增, 就可以排除对该面板的怀疑。

(2) 用旁路法通过将面板的ARCNet网络电缆连接在一起来旁路该面板———这将完全旁路该面板。如果重新配置数继续递增, 就可以完全排除对该面板的怀疑。

2.2.2 对失效电缆进行故障排除

在网络中信号传递时总线的每一端都需要网络终结器, 以确保信号的完整性。终结器短接接头由DB9接头组成, 它将引脚3跳接/短接到引脚7, 将引脚5跳接/短接到引脚9 (如图1所示) 。在终结器跳接线对之间增加一条电缆, 防止失去终结器, 同时又保持了物理一致性。

DB9插头引脚功能定义如表1所示。

要确定故障是否是在其中一条网络电缆中, 可以使用短接插头来构造一个较小的网络, 然后将电缆重新恢复到网络中。具体方法如下:将所有网络电缆连接在一起, 仅在环路中留下3个面板, 在CIO面板上的CIO-WB处装上一个短接插头, 从最后一个面板开始, 逐渐移动终结器, 如果重新配置计数停止, 则证明此前连接的一根电缆为故障电缆, 对故障电缆应该更换。

3 结束语

在实际运用中, 机车网络故障的表现形式各异, 针对HXN5机车CCA体系故障, 首先应分析其提示信息, 仔细观察故障现象, 根据工作原理和相关网络拓扑结构特点, 对可能的故障点逐一排查, 在有条件时采用构造法和旁路法等方式, 最终确认故障原因, 从而排除故障, 确保机车的正常运用。

摘要：本文针对HXN5机车网络控制体系进行研究, 分析其控制原理, 详细介绍了ARCNet网络功能、参数及其故障诊断处理方法。

关键词：集中控制体系结构CCA,ARCNet网络,故障分析及排除

参考文献

[1]张居才, 李明.HXN5型内燃机车乘务员手册[M].北京:中国铁道出版社, 2012, 11.

HXN5型典型故障 篇5

关键词：直线加速器,电源,AFC系统

医用电子直线加速器是用来对患者的肿瘤进行放射治疗的设备, 我院引进的WDEV-6型电子直线加速器是驻波加速型加速器, 具有复杂和完善的控制和保护系统, 电子线路较复杂, 且己使用多年, 现将近年来的两例典型故障维修记录描述如下, 并阐述了排除故障时需注意的问题。

故障一:加速器计量不稳定, 开机后迅速从210拉德/min下降到20拉德/min左右。正常剂量应稳定在200拉德/min左右。

分析和检修:

(1) 为便于故障分析, 先对系统原理进行说明。三相交流电源经升压、整流、滤波产生2 kV的高压给调制解调器, 调制器产生一个具有确定宽度和幅度的高压脉冲, 耦合到微波系统和加速系统。微波系统的脉冲用来激励磁控管, 反馈给加速系统的脉冲用来驱动电子枪, 在电子枪发射电子的同时, 磁控管产生的微波功率也进入加速管, 它对电子束进行聚焦和加速, 前向和反射的微波功率在自动频率控制电路进行比较, 令加速管锁定在磁控管的谐振频率上, 以确保加速管的稳定工作。因有X线射出, 故电子枪本身不会损坏, 应重点考虑电源和AFC电路问题。

(2) 先利用机器的自检系统进行检测, 显示均在正常范围内, 然后开机。测加速器的灯丝电压为9.6V, 基本正常。拆下屏蔽罩, 检查微波系统的AFC电路。在手动和自动调谐的情况下, 电机正反转正常。用示波器观察IB7板的控制马达比较脉冲 (TP4点) , 发现波形不稳定, 夹杂重叠波。再测, 选通脉冲正常。因TP4点的比较脉冲不稳定, 令电子枪的谐振频率与磁控管的谐振频率始终不能谐振, 引起剂量率迅速下降。这样, 可以断定是前面的主电源板故障。拆开机柜, 把主电源板拉出仔细检查, 发现继电器K12的8脚和9脚之间的电阻虚焊。重新焊实。开机, 剂量率迅速稳定在195拉德/min, 一切正常。

总结:WDEV-6型电子直线加速器是治疗肿瘤的先进的放疗设备, 出现故障后, 要善于从原理上进行分析, 以便迅速查出故障, 为治疗争取时间。

故障二:正常工作时, 电压在310V, 剂量率就达到200拉德/分钟左右;故障表现为剂量率下降到120拉德/min, 提高电压, 剂量率增加不明显, 提高到315V, 出现低压过流。

故障检修:

(1) 首先检查高压部分, 即调制解调器及相关线路。这部分若出现高压打火, 高压必然加不上去。把接到磁控管栅极上的两线拆下, 其一端接到假负载, 假负载的另一端接地 (接磁控管上方的螺母) ;把接到加速管上的线也从变压器上拆下来。开机, 电源电压加到315V时仍出现低压过流。把DeQ管 (此管的作用就是减小Q值获得高压的稳定性) 拆下 (注意先放电) , 用替换法把DeQ管换上 (反复老化) , 调节DeQ管调节电阻, 令电源电压达到350V而不出现低压过流为止 (电子枪的发射能力是非线性的, 该机设计该电压时发射能力最强) 。经此, 该部分无故障。

(2) 拆下假负载, 把线接上。开机, 315V时仍出现低压过流, 剂量率仍无提高。把加速管的阴极线拆下, 开机, 磁控管频率可调, 电机正反转正常, 表明磁控管是好的。最好考虑加速管老化。更换新的加速管, 开机, 不再出现低压过流, 机器工作正常。

总结:碰到此类故障, 要按步骤来检查。把一切可能出现的故障检查完成后, 再考虑加速管的问题 (该管较贵, 一般无备件) 。而且, 检查过程要仔细, 防止高压伤人。

参考文献

[1]顾本广.医用加速器[M].北京:科学出版社, 2003

[2]殷蔚伯.肿瘤放射治疗学[M].北京:中国协和医科大学出版社, 2003

HXN5型典型故障 篇6

1问题的提出

HXN5型机车采用GEV016型柴油机,是16缸四冲程大功率的柴油机,配有高压比的增压器和电控喷油系统。在柴油机使用的介质中,空气用量最大,因此空气滤清器的作用对机车的使用寿命非常重要。当空气滤清器失效后,柴油机工作时空气中的灰尘杂质将随着空气一起通过涡轮增压器压气机经过增压、进入中冷器降温后被吸入气缸内,降低空气流量,形成破坏性大的研磨颗粒,使气缸、活塞组及气门机构等出现早期磨损,柴油机受损后,轻则造成动力下降,油耗增加,重则大大缩短柴油机使用寿命。因此在HXN5型机车上装有三级滤清装置: 一级为多孔V形网、二级为惯性滤清器、三级为袋式滤清器,其中袋式滤清器也是最后一道滤清装置,对柴油机的质量好坏起到了决定性的作用。

经过2年多的运用实践,上级部门与机车制造厂家、制造厂商共同制定了HXN5型机车的修程,修程分为季检、半年检、年检和两年检等,详细规定了各修程需要互换的部件,其中规定了每次检修袋式滤清器都要进行更换。按照每台机车有6个滤清元件,每个600元左右,每台机车每次检修更换就需要3 600元, 按92天检一次的规定,每台机车每年就要检修4次, 更换袋式滤清器元件共需要14 400元,全段按照120台计算每年170余万元,花费很大。

2现状分析

袋式滤清器的作用是清除来自惯性滤清器的进气空气中的细小颗粒( 大于3 μm) ,共有6个滤清元件,每个袋式滤清器由钢丝骨架、连续的细玻璃纤维介质构成,纤维上涂有胶体油,工作中用以黏附脏物。玻璃纤维细密、纤维长、成网眼状,且光滑不起毛,孔隙度小、韧性大、强度高且透气度适中,遇水后虽发软但晾干后不变形。这些滤清器安装在位于散热器室的空气滤清器箱内( 见图1) ,其工作原理是由增压器造成的真空度首先通过多孔V形网吸入空气,大的杂物( 树叶等等) 被阻隔在外。空气经过惯性滤清器的滤清,较大的颗粒( 灰尘等) 被除掉, 最后一步滤清在袋式滤清器中进行。滤清后的空气进入增压器,被压缩冷却后经进气总管进入各个气缸,空气滤清系统结构原理图如图2所示。

按照工艺范围的规定,季检、半年检和年检都要更换此滤清器,简单的吹扫只能使得滤清器表面没有浮灰,滤清器内部细玻璃纤维上涂有的胶体油黏附的脏物、粉尘、杂质等无法吹扫掉( 见图3) ,由于这些脏物、粉尘、杂质等的阻碍,经过过滤的空气量将减少,滤清效率低,无法保证经过滤清器的空气量满足柴油机的需要,也就无法保证机车的质量。

按照上级在保证质量的前提下进行节支降耗的要求,通过对滤清器的原理、结构分解、现状、进气量等的分析后,对滤清器进行修复,从而减少滤清器的更换量,节约大量的费用。

3修复试验

试验1: 将更换下车的滤清器用高温水管对准进行浇洗,局部清洗效果较好,但是局部纤维有被冲击脱层剥离现象,整体效果很差。

试验2: 将换下的滤清器放入清洗机内,加入适当的金属清洗剂,用温水进行洗涤,经观察没有破坏原来纤维组织间的密度和柔韧性,清洗修复后的效果非常好。

经过比较认为第2种方法更可行,通过进一步研究试验,对修复的方法进行完善。

4修复方法

吹扫换下来的滤清器上附挂的浮灰; 将工业用滚筒式洗衣机的水温控制在40 ~ 45 ℃,加入适量的清洗剂或洗涤剂; 把滤清器放置于洗衣机内浸泡20 min ( 可以根据洗衣机的容量大小掌握放入滤清器的数量) ,再清洗15 min,检查洗涤的情况,如未干净时间可以适当延长; 把洗净的滤清器取出置于甩干桶内甩干,再放入清水中冲洗2遍,再次甩干并放置于固定位置自然晾干( 有条件的话可以低温烘干) ; 用毛刷蘸洁净的机油均匀涂刷滤清器,然后装入备好的包装袋内密封,按照上述的步骤进行即完成了滤清器的修复工作,修复后的滤清器如图4所示。

5装车试验

按照检修计划,现存的滤清器部件只能用到5月末,而机车所需的袋式滤清器要到6月份才能到达哈局,袋式滤清器缺料问题可能引起扣车待料,不仅影响机车的运用,甚至会打乱运输秩序。2010年4月末,将清洗修复的袋式滤清器分别装在达到季检的HXN50024和HXN50053两台机车上,通过与更换新品滤清器机车的进气总管压力、温度等相关参数进行比较,两者数据相同,在此基础上又安排专业技术人员进行运用添乘,结果显示,修复后的袋式滤清器完全可以满足机车的需要。

6使用效果

( 1) 从2010年6月初开始到7月1日止将修复后的袋式滤清器装车26台共计156个,共节约费用9万余元。截止到2010年10月31日,安装修复后滤清器的26台机车均 过了一个 检修周期,最短的在HXN50024号机车上用了95天,而最长的在HXN50093号机车上使用了121天,修复过的滤清器完全满足了机车的需要并且保证了机车的质量。

( 2) 按照齐齐哈尔机务段支配的HXN5型机车120台计算,每台机车季检、半年检、年检都要更换4次,如果按照上述方法进行隔次修复,即经修复过的滤清器不再进行第2次修复,每年仍然可以节约80余万元,以哈局配属320台机车计算,仅此项每年可以节约费用200余万元。

HXN5型典型故障 篇7

1 故障原因分析

HXN5机车空压机压缩机由于其组成部件的材料、其工作原理的复杂程度, 使得HXN5机车空压机压缩机的高压故障有着多方面的原因。笔者通过研究, 在此主要提出以下三种导致HXN5机车空压机压缩机高压故障的原因。

1.1 空压机逆变器过电压锁定

通过对多次的空压机压缩机高压故障的处理总结出, 导致出现故障的原因经常会使空压机逆变器过电压锁定。并且故障多发生在冬季的寒冷天气, 由于外部气温低, 使得空压机内的电压上升, 进而造成空压机逆变器过电压锁定。

1.2 空压机逆变器过电流锁定

当柴油机在325r/min时, 副发电机输出电压较低, 此时空压机起动时电流较高, 加上冬季环境温度低, 空压机机油温度较低使得黏度增加, 增加了空压机电机的起动力矩, 空压机逆变器检测到过电流就会锁定保护。

1.3 空压机机油温度高对空压机的影响

除了以上逆变器、电流锁定等多个原因外, 就作者看来还有一个十分重要的原因就是由于空压机机油的温度过高导致的, 同时, 这也是最容易导致故障出现的一个重要原因。然而, 要想预防空压机机油温度过高, 就应该了解导致机油温度过高的原因。总结来说, 主要有以下三个方面的原因:首先, 空压机在冷却时, 需要进行散热, 从而使得散热器被堵塞, 机油不能很好的达到冷却的效果。其次, 由于空压机压缩机使用时间长, 空压机的管路势必会在一定层度上堵塞其管路。再次, 温度传感器短路, 短路并不对造成机油温度过高, 而是会误报机油温度过高。

2 HXN5 机车空压机压缩机高压故障分析

HXN5机车空压机压缩机高压故障出现的原因是多个方面的, 文章在此主要对HXN5机车空压机压缩机的断油阀、二次断油阀、旁通阀、排气止回阀四个方面进行了分析, 希望能够为高压故障的研究贡献自己的一份力量。

2.1 断油阀

断油阀是HXN5机车空压机压缩机的重要组成部分。通常来讲, 断油阀都是气动式的并且都是两边通的阀, 该断油阀的作用就是为了能够控制也就是打开或者关闭压缩机内的喷油管道。所以, 对于HXN5机车的运转来说, 断油阀的作用是至关重要的。在机车运转的过程中, 如果断油阀停止工作, 或者出现故障会直接导致压缩机内部的压力大幅度的提升, 且提升的幅度大约在400KPa, 因而会非常容易导致压缩机出现高压的故障。

2.2 二次断油阀

在HXN5机车空压机压缩机内, 除了断油阀外, 还有一个与其作用十分相似的门阀, 即二次断油阀。所谓的二次断油阀指的就是用来控制在油气分离器到压缩机进气口之间的二次回油管道。与断油阀不同的是, 二次断油阀是受排气接头处的油压的作用来进行控制的。然而, 假使二次断油阀发生了事故, 那么在HXN5机车停机的时候, 压缩机会随着停机的作用其内部的压力会直线的上升, 且上升幅度大约在170KPa。而且, 如果内部压力上升的幅度超出170KPa, 并且达到200KPa, 那么HXN5机车的压缩机就会出现严重的高压故障, 使得工作被迫停止, 大大的降低HXN5机车工作的效率, 同时也为企业带来了不小的经济损失。

2.3 旁通阀

旁通阀为电源驱动, 外部先导型, 四位五通电磁阀, 当它得电时, 在向压缩机进气管泄放空气的同时用来阻止断油阀的动作, 极大的降低了启动扭矩。在压缩机停机时, 旁通阀立即得电, 用来关闭断油阀, 从而限制进入压缩机缸体的润滑油。如果旁通阀故障, 空压机停机时压缩机内压力将无法泄放或迅速上升至170KPa以上, 如超过200KPa, 压缩机会报高压故障。另外, 造成压缩机内高压存在的原因还可能是当前的系统控制中对于旁通阀控制卸放时间比较短, 不能够完全卸放。如果旁通阀无故障, 重新启动空压机, 旁通阀得电, 压力泄放至200KPa以下3S后, 空压机启动, 以保证空压机无负载启动。压缩机高压故障将消除。

2.4 排气止回阀

导致HXN5机车空压机压缩机出现故障的部分除了以上三个方面, 排气止回阀也是其中十分重要的一个原因。排气止回阀是用来控制空气端部分和油分桶进气部分的。也就是说, 如果空气端停止了工作, 那么排气止回阀就能够在一定程度上预防、阻碍压缩空气回流到压缩机内。具体来讲, 如果将HXN5机车空压机压缩机分为两个部分:一部分为X部分;另一个部分为Y部分。那么如果X部分的排气止回阀出现故障, Y部分在进行工作, 这种情况就会使得X部分的压缩机压力大幅度上升。同样, 如果两个部分互换, 情况也会如此。

由上述可知, HXN5机车空压机压缩机出现高压事故的原因是多个方面的。然而, 无论是任何一个方面的原因, 都能够使得HXN5机车停止运转, 进而大大的减少了HXN5机车工作的效率。因此, 对于HXN5机车空压机压缩机高压故障的研究是十分有必要的。然而, 以上仅仅只是对HXN5机车空压机压缩机高压故障几个方面的研究, 而仅仅凭借以上研究来提高该课题的研究是远远不够的。因此, 对于HXN5机车空压机压缩机高压故障的研究还需要机车领域的相关人士进行进一步的研究和思考。

3 结束语

综上所述, 针对HXN5机车空压机压缩机高压事故的研究对于机车领域的发展来讲有着不可忽视的重要作用。然而, 引起压缩机高压事故的原因是多方面的, 且有些原因是不可预测性的, 因而为研究压缩机高压事故的措施带来了一定的困难。所以, HXN5机车相关领域的专业人士应该加强对压缩机高压事故的研究, 同时相关领域的专业人才还应该不断的提高自身在该方面的专业素养, 从而为机车空压机领域的进一步发展做出巨大的贡献。

摘要：科学技术的发展使得我国在机车领域的发展得到了前所未有的发展。同时, 该领域的发展也为经济的发展带来了很大的促进作用。近年来, 尤其是HXN5机车备受该领域人士的关注。然而, HXN5机车应用的过程中, HXN5机车的空压机压缩机的高压故障时有出现, 严重的影响了机车的作业效率。文章在此对其高压故障进行了一定的研究, 旨在为提高HXN5机车应对高压故障的水平而提出一些有价值的参考意见。

关键词：HXN5机车,空压机,压缩机高压

参考文献

[1]赵晓松, 张汝刚, 高林.HXN5型机车空压机空气滤清器喷油原因分析[J].内燃机车, 2011 (10) .

[2]郭湘生.对一起HXN5型机车空转停车的故障分析[J].内燃机车, 2011 (12) .

HXN5型典型故障 篇8

关键词：轮对剥离,牵引电机隔离,主变散热器脏堵,蓄电池亏电

徐州机务段自2011 年5 月开始陆续临时支配HXD2B型机车, 到2012 年初共45 台, 此后机车数量保持不变; 截止2014 年底, HXD2B型机车总走行里程已达2 402 万km, 单机最高走行里程为64 万km, 二年检机车17 台, 主要担当徐州北至连云港云台山的货运任务。

1 故障统计

HXD2B型机车投入运用后, 质量问题逐渐暴露出来, 2012 - 2014 年重要故障合计914 件 ( 见表1) 。2014 年高压电器、低压电器、电子电路、制动机等部位的故障件数比2013 年明显下降[1,2], 但轮对故障件数逐年增加, 从近3 年统计数据看, 轮对故障约占重要故障总数的64% , 其主要故障类型包括踏面剥离、踏面磨耗、轮缘近限 ( 轮缘偏磨、掉块、卷边) 、轮径到限[3]等 ( 见表2) 。2014 年轮径到限数量增加, 主要原因是剥离、磨耗、擦伤导致的轮对镟修频繁。

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2 典型故障分析

2. 1 轮对故障

( 1) 故障原因

①闸瓦材质。HXD2B型机车闸瓦是不含石棉的合成闸瓦, 最高工作温度为350 ℃。合成闸瓦在强力摩擦时会产生高热, 存在热衰退、热龟裂问题。HXD2B型机车在该段运用以来, 闸瓦断裂、掉块现象经常发生, 而同期采用单元制动器踏面闸瓦制动方式的DF11、DF11G型机车并无闸瓦裂损、掉块现象, 说明该型机车闸瓦材质尚不能满足HXD2B型机车制动热负荷的强度要求。

②闸瓦结构。DF11、DF11G型机车闸瓦采用组合式闸瓦, 每块闸瓦由3 小块组合而成, 每小块之间具有垃圾沟, 既可以疏导摩擦产生的磨粒, 又利于散热。HXD2B型机车闸瓦是整体的, 没有垃圾沟, 金属磨屑不易排出, 易形成金属夹杂物, 拉伤轮对踏面。另外, DF11、DF11G型机车采用双侧踏面制动, HXD2B型机车采用单侧踏面制动。在相同的制动功率下, 采用双侧踏面制动, 轮对与闸瓦的摩擦面积成倍地加大, 可以显著地降低摩擦面的温度, 避免闸瓦强度的降低。

③制动机故障。HXD2B型机车制动系统故障比较突出, 主要是单独制动阀、自动制动阀制动后不缓解问题。闸瓦不缓解或机车电制动异常、高速时自动实施空气制动, 产生大量制动热量, 造成轮对踏面拉伤、剥离。

④轮对硬度。据轮对镟修工反映, HXD2B型机车轮对硬度比DF11、DF11G型机车的低, 容易车削。HXD2B型机车轮对轮缘卷边、掉块现象比较突出, 也说明了该轮对材质较软。当机车制动时, 闸瓦与轮对踏面间的硬物可能拉伤轮对, 脱落的金属在制动力作用下堆积、发热, 金属堆积物硬度更大, 拉伤轮对, 使轮对踏面形成环形沟。

⑤砂子质量。HXD2B型机车撒砂阀 ( 管) 经常因为砂子潮湿板结而堵塞, 在机车需要撒砂防滑时无法撒砂, 轮对空转打滑引起踏面擦伤。

( 2) 解决措施

①改进闸瓦材质与结构。借鉴DF11、DF11G型机车合成闸瓦的经验, 研制新型HXD2B型机车专用合成闸瓦, 进一步改进材质, 提高闸瓦的抗热衰性能、机械强度等。采用带垃圾沟的组合式闸瓦, 将金属磨屑、剥离碎片及时排出。

②尽量使用电制动, 低速停车时再实施空气制动。HXD2B型机车具有恒制动力的电制动特性, 每个制动级位对应着1 个固定的电制动力值, 但不超过该速度下的最大电制动力。HXD2B型电力机车制动控制原则: 优先使用电制动, 运行速度在3 km/h以下时释放电制动, 加入空气制动。该段机车司机大多是内燃机车司机出身, 对新型电力机车制动机性能不了解, 单机运行或调车时, 司机习惯使用空气制动调速。若机车在高速运行时加入空气制动, 将产生大量的制动热量, 引起踏面制动热剥离。因此, 应改变操纵习惯, 优先使用机车电制动, 尽量不用单独制动阀调速。

③提高轮对踏面硬度。轮对镟修时注意进刀量不要大, 做到轮对踏面光洁、粗糙度符合规定。建议在镟轮后, 对踏面进行滚压处理, 进一步提高轮对踏面硬度和光洁度。

④改进砂子质量。采购质量合格的优质石英砂, 并对机车用砂进行过筛、干燥处理[2], 防止砂子中泥土含量超标引起的砂子板结。

⑤注意闸瓦更换问题。更换闸瓦时, 调整间隙4 ~ 6 mm, 清除附着在闸瓦上的杂物。

2. 2 牵引电机隔离故障

2. 2. 1 功率模块故障

( 1) 故障原因: ①牵引功率模块质量不好; ②辅助变流器功率模块控制板接线高压保护套内的电缆接头与1 条隔离的母排互相接触, 2 个绝缘材料间的空气间隙过小, 出现局部放电现象; ③在夏季, 辅助变流柜采用外通风模式, 动力间因负压进水, 经柜体孔洞流到逆变器模块上, 导致功率模块故障。

( 2) 解决措施: ①牵引功率模块更换为新型装有KE3IGBT的模块; ②对辅助变流器功率模块控制板接线进行绑扎固定, 避免隔离电缆接头与隔离母排互相接触; ③填堵辅助变流柜电机风机罩的孔洞, 防止进水, 如图1 所示。

2. 2. 2 主变压器散热器脏堵

( 1) 故障原因: 春末夏初, 杨柳飞絮堵塞主变压器散热器, 造成复合冷却器柜内热量无法排除, 牵引变流器冷却水散热器温度达到警戒值, 牵引变流器隔离, 造成相应的电机隔离。由于机车复合冷却散热器柜门固定螺栓有18 个, 拆装麻烦, 同时散热器安装位置处在一个封闭空间, 清除杂物十分困难, 保养不便。

( 2) 解决措施: 对复合冷却器柜门进行改造, 在原柜门上开小门, 小门带折页和锁扣, 并安装透明玻璃观察窗 ( 见图2) ; 同时在冷却器上方加装空气滤网 ( 见图3) , 对空气中的灰尘、柳杨絮等异物进行过滤。

2. 3 主变流柜慢性放电电阻烧损

( 1) 故障原因: ①对地放电形成短路。雨水和空气一起经风冷通道流入, 中间电路直流正极因雨水的连续流淌, 导致和箱体间产生短路电流, 烧毁放电电阻电缆 ( 横截面积2. 5 mm2) ; ②不同电位间形成回路。雨水和空气一起经风冷通道流入, 因雨水的连续流淌, 导致中间电路直流正极和二次滤波电容正极间被雨水连接, 使二次滤波电容通过横截面积为4 mm2的电缆向逆变模块供电, 温升过高烧毁电缆绝缘层。

( 2) 解决措施: 改变牵引变流柜慢性放电电阻安装位置, 由复合冷却柜内改在主变流器柜内水泵上 ( 见图4) 。该方案既不影响机车原电路设计, 又不影响慢性放电电阻冷却散热效果。

2. 4 蓄电池充电机二极管故障造成蓄电池亏电

( 1) 故障原因: 充电机三相断路器、隔离二极管、蓄电池充电机线路存在故障。HXD2B型机车在运用中出现一组充电机故障时, DDU屏无故障提示, 并且不能自动切换到另一组充电机, 导致蓄电池亏电。

( 2) 解决措施: 对充电机三相断路器、隔离二极管、蓄电池充电机线路进行普查整治, 及时消除故障隐患。建议厂家增加充电机隔离后DDU屏故障显示及充电机故障后自动转换的功能。

2. 5 流量传感器故障导致列车管充不到定压

( 1) 故障原因: 制动系统流量传感器的短路导致电流突升, 而该电流通过BCU的模拟量输入板AIX16 进入BCU, 由于该模拟量输入板同时接收单独制动阀、列车管和均衡风缸压力传感器的信号, 当流量传感器的电流过大时, 对AIX16 板产生了干扰, 使得均衡风缸及列车管压力传感器信号产生漂移, BCU检测到该漂移将自动调整, 因此产生了波动, 导致列车管充不到定压。

( 2) 解决措施: 机车运行中出现此种故障时, 转换为备用制动, 维持运行。日常加强检测, 及时更换故障流量传感器。

3 结束语

HXD2B型机车的典型故障中大部分原因是设计制造质量缺陷。通过配件更新换代和技术改造, 机车质量有了很大提高, 但类似制动有时缓解不良问题、轮对缘偏磨问题、在接触网断电情况下DDU屏仍显示 ( 0. 1 ~ 0. 3) k V网压等故障尚未找到根本原因, 还需要进一步深入研究。

参考文献

[1]谢小军.HXD2B型机车库用电路典型故障及解决措施[J].轨道交通装备与技术, 2013 (6) :38-39.

[2]陈宏, 邹家来, 李连国.HXD2B型机车干燥器干燥剂粉化的原因分析与解决办法[J].轨道交通装备与技术, 2014 (5) :42-43.