摘要：动车组轴承和大、小齿轮等运转部位状态对其运行安全至关重要，车载轴温实时检测系统可对这些部位温度进行实时监测，该系统具有实时数据采样、存储、传输、数据处理功能。得益于其与列车网络控制系统之间通讯接口，列车司机及机械师能通过列车MON屏实时观察车下重要监测点温度；该系统具有控车功能，当温度过高时可触发轴温报警而使列车停车，这些功提高了列车运行安全性。该系统及其常见故障的研究有助于制定相关故障预防措施，进而降低故障对列车运行的影响。
关键词：动车组；轴温实时检测系统；MON屏；控车
1动车组轴温实时检测系统的组成
以目前和谐型动车组为例，轴温实时检测系统主要包括轴温检测检测单元（TDU）、轴温传感器、电缆及连接器、配套PTU软件等，系统组成如图1所示。
轴温传感器安装在动车组车下轴箱轴承、齿轮箱、电机传动端、电机非传动端及定子等部位。动车车厢车下安装 36 个温度传感器，拖车车厢车下安装8个温度传感器。轴温传感器采用 PT100型三线制铂电阻传感器，这是一种数字温度传感器，它负责将采集到的温度信号转换为数字信号。
温度检测单元（TDU）也称轴温主机，每个车厢均有1台，它是实时温度系统的核心部件，主要包括电源板、通信板、采集板、CPU板等板卡组成。
PTU软件是轴温实时检测系统的辅助软件，可用来下载、分析轴温主机存储的数据，除此之外它还可对系统温度预警值、报警值进行设定。
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图1 轴温实时检测系统组成
2轴温实时检测系统工作原理
温度传感器采集各监测点温度信息后将其传输至轴温主机CPU板，CPU板处理后数据通过与网络控制系统终端装置间的电流环发送至列车网络，进而在MON屏上实时显示。正常模式下MON屏轴温实时检测画面显示各监测点数值及状态，其中状态共分为 5种，分别为：正常、故障（传感器故障时）、温升、温差、阈值；温度正常时数值显示为白色，轴温预警时显示为黄色，轴温报警时显示为红色［1］。
轴温主机搭载的TDUR继电器具有报警信号输出功能，满足轴温控制策略报警条件时，列车制动回路154线失电，动车组触发紧急制动停车。轴温主机储存着实时温度记录及相关故障记录，这些数据被发送至网络控制系统，继而又传输到车载数据记录及无线传输装置（DRWTD）。车载DRWTD装置每30秒向地面发送一个实时轴温数据包，地面系统将数据进行解析并形成实时轴温曲线，这样地面也可实时接收运行列车的温度数据并能及时判断数据是否出现异常，进行远程故障诊断与分析。
3轴温实时检测系统常见故障原因及处理方法
轴温实时检测系统常见故障类型有列车MON屏温度显示异常、“轴温检测装置传输不良”（代码 651）、轴温预警、轴温报警等几类。故障发生后我们首先确认故障类型，及时观察并记录轴温主机各板卡灯显有无异常；然后下载、分析轴温数据，根据故障类型逐步排除找到故障点。
3.1 MON屏单个温度显示异常
单个温度显示异常的故障原因较多，温度传感器故障、车体侧连接器及插针异常、48芯连接器及插针异常、采集板故障均可能会引发此类故障。故障检查时可先对以上部件或线路进行晃动，观察MON屏温度显示有无变化，晃动过程若有温度变化则被晃动部位存在异常，需对故障位置进行紧固；若晃动检查无异常，需先对温度传感器进行外观状态检查，外观无异常时需要进行阻值测量、绝缘耐压，传感器有异常时需要对故障传感器更换处理。
3.2多个温度显示异常且信号均来自同一采集板
此类故障原因比较明确，多为轴温主机采集板故障或者采集板连接器异常引起。此类故障发生后，可通过晃动轴温主机采集板连接器插头并观察屏幕温度显示有无变化，晃动过程显示有跳动则该插头存在异常，需要紧固该插头；若无异常需要断电对插头分解检查，插头压接异常时需重新压接处理；若连接器插头无异常则为采集板故障，需更换采集板处理。
3.3 轴温传输不良
MON屏某车厢全部温度均显示虚线或状态栏均显示“故障”，弹出“轴温检测装置传输不良”（代码 651），该故障会在MON故障记录中记录。
轴温传输不良故障原因较多，轴温主机CPU板、通信板、电源板等板卡故障会引发此类故障报出，电源线插头、轴温主机内部线路松动虚接及轴温软件卡滞等也会产生此类问题。处理该故障时首先要通过MON屏显示确认故障车辆及位置，然后查看轴温主机各板卡指示灯显示状态，确认轴温主机板卡是否出现故障；如板卡指示灯出现报红及其它异常情况时需要对相应故障板卡检查处理；如各板卡灯显无异常时，需检查轴温实时检测系统输入电压及终端装置板卡是否正常，使用PTU软件对故障车厢数据进行下载分析；车辆断电后对轴温各板卡状态及电源插头检查。如为板卡硬件故障需要更换板卡处理，若为线路或插头松动需要进行紧固处理。
3.4轴温预警、报警
轴温预警、报警一般为轴温检测回路故障或者车下部件故障导致异常温升进而引发报警。此类故障发生后需及时查看MON屏实时轴温界面及故障记录，并使用轴温PTU软件对轴温数据进行下载、分析。检查故障时刻有无轴温数据跳变现象，查看温度趋势及列车静止时温度是否相近，若存在温度跳变、温度趋势不同或静止时存在温差，说明轴温检测回路异常，此时需测量检测回路阻值、绝缘值［2］。若检查检测回路无异常，车下部件破损导致的异常温升，此时需要对车下相应位置部件重点检查，按照相关要求更换轮对后进一步检查分析。
4轴温故障预防措施及建议
目前轴温实时系统故障率并不高，但是针对常见故障类型制定预防及优化措施，可进一步预防故障的发生保障列车行车安全。
（1）车辆运行期间做好设备检查及维护，定期对轴温实时检测系统状态进行检查：目视部位传感器外观安装状态是否异常、实时轴温主机各板卡灯显是否正常、实时轴温主机连接器安装状态是否正常、MON屏实时轴温界面显示是否正常、配电柜轴温短接开关接线有无异常等等。若故障在车辆检修过程中及时发现可以减少对车辆运行的影响。
（2）轴温实时检测系统监测回路较长，同时车下安装的温度传感器多，对硬件安装工艺要求较高，因此通过研究改善线路的施工工艺进而提高检测回路的可靠性，比如优化接线端子压接工艺可降低检测回路异常导致故障误报的可能性。
（3）在车辆运行过程单个监测点温度检测回路故障导致温度跳变，可能会引起频繁误报警而影响行车。后续可研究此种情况下地面系统进行系统数据分析来判定故障真伪的可行性及进行单个监测点温度隔离操作的可行性。这样车下点温确认监控点实际温度无异常且地面数据系统故障时刻实时轴温数据跳变情况下，对单个温度监测点进行报警隔离以避免行车秩序影响扩大化。
5参考文献：
［1］郭琦.关于CRH2A、380A 统型动车组实时轴温检测系统故障的分析［J］.大科技，2016（19）
［2］四方平台动车组轴箱、齿轮箱、电机温度预判、预警、报警处理指南2019.12.18
论文作者:赵甲兵,侯超超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/13
标签：故障论文; 实时论文; 温度论文; 异常论文; 板卡论文; 车组论文; 主机论文; 《基层建设》2019年第31期论文;