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CCBII制动机故障诊断系统-毕业设计⽬录摘要 (2)关键词 (2)第1章制动系统 (2)第2章制动机的发展史 (3)第3章 CCBⅡ制动机 (4)3.1 CCBⅡ电空制动机概述 (4)3.2 CCBⅡ电空制动机构造及作⽤ (6)3.3 CCBⅡ电空制动机的控制关系 (26)总结 (42)致谢 (42)参考⽂献 (43)【摘要】CCBII制动机是新⼀代微机控制制动机,⼴泛应⽤在中国铁路重载货运运输中,确保制动机系统正常⼯作对机车安全运⾏意义重⼤。
制动机复杂的结构使对⾃⾝的故障诊断存在⼀定困难,需要开发CCBII制动机故障诊断系统。
本⽂⾸先对制动机结构和功能进⾏介绍,对制动机存在的故障特点进⾏分析,针对每类故障提出了相应的诊断策略,构建了制动机故障诊断整体⽅案。
针对制动机⽓动模块故障诊断的难题,本⽂提出了基于模型的故障诊断策略。
【关键词】电⼒机车；均衡风缸不减压；制动位；电空阀；压⼒开关1绪论有效的制动装置，⼜称制动系统（简称制动机），是铁道机车车辆的重要组成部分。
本章简单介绍制动的基本概念，对于制动系统的组成和作⽤，机车制动机的发展史也做了简单的讲述。
⼀、制动系统所谓制动，是指能够⼈为地产⽣列车减速⼒并控制这个⼒的⼤⼩，从⽽控制列车减速或阻⽌它加速运⾏的过程。
制动过程必须具备两个基本条件：实现能量转换；控制能量转换。
制动⼒是指制动过程中所形成的可以⼈为控制的列车减速⼒。
制动系统是指能够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。
其控制关系（即⼯作流程）如下：图1-1 制动系统控制关系图⽆论是机车，还是车辆，都具有各⾃的制动系统，个各⾃的制动机、⼿制动机和基础制动装置。
当机车、车辆组成列车后，其各⾃的制动系统相互联系⽽构成⼀个统⼀的制动系统——列车制动系统。
因此，制动系统有机车制动系统、车辆制动系统和列车制动系统之分。
由于制动系统设置的⽬的是实现列车能够按照⼈的意志减速或准确停车，所以，制动系统性能的好坏，不仅影响列车制动效果，⽽且影响铁路运输⽣产。
重载组合列车CCBII 制动机故障分析及对策作者：于智平来源：《科技创业月刊》 2016年第10期于智平（大秦铁路股份有限公司湖东电力机务段山西大同０３７０００）摘要：从２００４年开始，原铁道部对中国西煤东送的大秦线连续进行扩能技术改造，开行１００００ｔ和２００００ｔ重载组合列车，有效缓解了煤炭运输紧急状况。
而制动机作为保证重载组合列车安全运行的核心部件，保证其正常运行至关重要。
新一代电控制动机具有结构复杂，模式多变，部件繁多且耦合性强等显著特点，多故障并发。
因此如何准确、高效、快捷的诊断出制动机故障是保障机车安全运行的关键问题。
关键词：重载组合列车；ＣＣＢＩＩ制动机；电控制动机；故障诊断中图分类号：U260.352文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９/ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１6．10．０50０引言在我国煤炭运输的主干线—大秦线上，重载组合列车通过两台“和谐”号重载机车的互联互通，实现了单列２万t货运量。
由于技术复杂程度高，有时会有故障发生，影响列车正常运行。
ＣＣＢＩＩ制动机是电控制动机，具有模块化、网络化、高稳定性、快速响应等优点。
目前，对重载组合列车的故障诊断技术还不够成熟，对ＣＣＢＩＩ制动机核心制动单元的部件故障诊断，还只是停留在依靠工作人员定期的被动维护和经验进行故障判断，故障诊断效率低且准确性不高。
１ＣＣＢＩＩ制动机系统介绍ＨＸＤ１型电力机车制动系统以第二代微机控制制动机ＣＣＢＩＩ为基础，并具备电空联合制动、空气制动防滑控制功能。
ＣＣＢＩＩ制动机主要由电空控制单元、电制动阀、机车司机室显示模块、集成处理器模块、继电器接口模块五个主要部件构成，各模块通过ＭＶＢ和ＬＯＮ等机车网络交换数据，通过模块之间不同的组合，可以实现自动制动模式、单独制动模式、后备制动模式三种主要的制动模式。
１．１ＣＣＢＩＩ制动机基本特征ＣＣＢＩＩ制动机是基于计算机和机车网络的电空控制制动系统，实际运用中可更换单元，每个可替换单元模块具有自诊断功能。
CCBⅡ制动机使用情况及建议200台SS4G机车自2005年6月开始进行LOCOTROL系统及CCBⅡ制动机加装改造，按照相关合同规定，LOCOTROL系统及各部件的质量保证期为24个月，CCBⅡ制动机是作为LOCOTROL系统的子系统由GE公司负责进行质量保证。
过去的一年半中，CCBⅡ制动机总体的运行效果良好，技术质保人员的服务态度和敬业精神段方也满意，但是CCBⅡ制动机在中国SS4G机车首次应用以来，也暴露出一些问题，汇总如下。
一、问题汇总1、意外流量问题2006年全年累计发生意外流量问题197件，均导致机车制动阀切除引起非正常停车。
针对此类问题，我段多次向GE公司发出相关备忘，要求提供该故障出现原因及处理办法，尽管GE公司也提供了一些技术说明，但是对于故障预防及处理的实际意义不大。
对于发生意外流量故障，根据我们实际经验和故障判断，多数采取更换BPCP模块，处理后故障消失，但该模块返厂修复后无任何关于模块故障原因的答复。
通过与NYAB技术人员的探讨我们认为引起意外流量的原因有以下几个方面：（1）、DP模式下主要体现在三方面：①、发生严重的列车管漏泄故障,导致总风持续向列车管充风；②、主从控机车通信丢失；③、主从控机车的ER值存在着差异。
（2）、非DP模式下主要体现在三方面：①、发生严重的列车管漏泄故障,导致总风持续向列车管充风;②、BPCP模块中的MRT/FLT传感器经模数转换后反馈至XIPM或BIPM的过程中发生飘逸，两者达到一定的差异就会产生意外流量;③、ERCP模块中的MRT值发生严重的飘移。
但对具体的数值以及详尽的计算方法我们不得而知。
针对上述原因，我段制定了相应的故障处理办法，但是如何从根本上消除故障有待于NYAB公司进行深入的研究，同时向段方提供解决方案及相应的技术支持。
2、不明原因的紧急、惩罚制动问题CCBⅡ制动机投入运用以来共发生不明原因的紧急制动69件，不明原因的惩罚制动82件，总计151件。
·太原铁道科技摘要：针对大秦线CCB Ⅱ制动机在运用过程中暴露出了各种故障问题，通过对主要故障部件LCDM （司机室显示模块）和EBV （电子制动阀）的故障问题进行了分析研究,并提出改进对策，确保重载列车运行安全。
关键词：大秦线；CCB Ⅱ制动机；典型故障；分析对策0概述湖东电力机务段配属的HXD1型电力机车、SS4G 机车均加装了CCB Ⅱ（Computer-Control-Brake gen -eration Ⅱ）型制动机。
SS4G 机车原装制动机为DK-1型制动机，该型机车从2005年6月开始进行了CCB Ⅱ制动机的改造，共改造了200台。
HXD1机车出厂装配了CCB Ⅱ制动机，作为大秦线电力机车主型制动机，CCB Ⅱ制动机质量问题直接关系到大秦线机车的安全运行。
CCB Ⅱ制动系统是一个基于网络的电空制动系统，包括5个主要部件：LCDM （司机室显示模块）、EBV （电子制动阀）、IPM （集成处理器模块）、RIM （继电器接口模块）以及制动系统的核心部件EPCU （电空控制单元）；EPCU 作为整个制动机的核心，包括八个LRU （在线可更换单元），分别为：BPCP （列车管控制部件）、ERCP （均衡风缸控制部件）、DBTV （空气备用三通阀）、16CP （16#管控制部件）、20CP （20#管控制部件）、13CP （13#管控制部件）、BCCP （制动缸控制部件）、PSJB （供电接线盒）。
这些智能LRU 除包括与它所控制的机车功能相关的电气部件外，还带智能节点NODE ，该节点包括了与其功能相关的电子装置和软件。
本文对CCB Ⅱ制动机主要故障部件LCDM 、EBV 的故障原因进行细致的分析，提出改进对策。
1CCB Ⅱ制动机典型故障分析1.1LCDM 故障分析LCDM 是用以控制、显示系统的人机接口设备，可实现显示过程数据、接收输入信息功能。
其操作系统属于嵌入式系统，采用AMD GEODE 处理器，配备多种车载标准接口、可连接标准I/O 外设接口，可实现语音输出。
工业技术幸福生活指南238幸福生活指南CCBII制动机系统故障及处理方案研究姚新海呼和浩特局集团有限公司集宁机务段呼和浩特南整备车间 内蒙古 呼和浩特 010000摘 要：在CCBII制动设备使用范围逐渐提升的情况下，在使用和检修方面都有全新的要求。
本文在研究的过程中，首先对CCBII制动机常见的问题进行了介绍，之后对CCBII制定设备故障处理方式进行了深入分析，最后提出了优化方案。
关键词：CCBII制动机；系统故障；应对方案前言在时代快速发展的情况下，科学技术也有了很大的进步，所以CCBII 制动机系统应用的范围有了明显的提升，但是在使用过程中或者检修时依然存在一定的问题，若想对制动系统中常见的问题进行解决，那么首先需要综合以往的数据资料，并且还要对实际的故障情况进行考察，在综合实际情况的基础上制定完善方案，这样才能为CCBII 制动机应用和故障排查提供良好环境。
1、 CCBII 制动机系统 制定系统属于网络电控机装置，这种制定系统可以对结构进行合理划分，而且在大部分的控制单元中都具有诊断功能，在使用过程中需要通过网络的方式对单元进行替换，让单元具有一定的通信功能和制定功能，最后完成合理控制。
CCBII 制动机是通过处理模块和制动显示装置以及接口模块等部分组成，在控制单元中有多个重要制动组件，具有识别功能、重组功能，在程序发生故障的情况下，设备会对重要文件进行备份，同时也会对设备进行关闭[1]。
在CCBII 制动机中需要有一台集成计算机，这个设备的主要功能是系统操作和监控内容记录。
在CCBII 系统中不能缺少电气控制单元、数据集成模块以及电子制动网。
2、CCBII 制动机系统的常见故障在CCBII 制定机系统中比较常见的问题有：（1）LCDM 黑屏。
LDCM 属于制定系统中的信息与数据，可以完成实际情况与系统之间的合理交互，而且还能在物件管控、风度管控以及均衡状态方面发挥出非常重要的作用[2]。
CCBⅡ制动系统作用原理分析CCBⅡ制动系统是引进克诺尔制动系统，现已批量装“和谐号”的大功率交流传动机车。
下面就以HXD1C型机车为例讲述CCBⅡ制动系统作用原理。
一、系统组成CCBⅡ制动系统由一个集成计算机（HXD1C带MVB接口）M-IPM，一个电空制动单元EPCU,一个中间继电器接口单元RIM，两台液晶显示屏LCDM以及两套电子制动阀EBV。
各个部件的功能这里就不作介绍，其作用原理其他国产制动机的作用原理一致都是通过均衡间接控制列车、列车控制作用、作用控制制动缸，而且其执行机构都是风。
CCBⅡ制动系统的主要特点是采用模块化、电子化，利用计算机编程进行控制，EPCU的8个在线可替换模块组成控制，其中5个在线可替换模块安装了控制程序，模块与模块间、模块与M-IPM之间通过Lonworks总线连接进行数据交换，CCBⅡ制动系统还能实现远程控制，即Locotrol控制功能。
因此CCBⅡ制动系统是一种高度集成、高度智能先进的制动系统，也正因为CCBⅡ制动系统的控制全部采用电子化，工作环境处于强大的电磁场中，加之高热环境以及自身的发热，在实际运用过程中CCBⅡ制动系统发生故障还是较多，有的甚至造成机破现象。
一、作用原理1、充风缓解充风缓解即是将大、小闸手柄均置运转位。
分为初充风和再充风，初充风是指均衡、列车、制动缸压力均为0的初始状态充风，再充风是指减压制动后的缓解充风；初充风和再充风相比，再充风要进行作用管（16#管）压力和制动缸压力的缓解。
当大、小闸手柄均置运转位时，手柄位置信号转为电信号传输到M-IPM，M-IPM通过Lonworks总线将命令传输至各模块，模块按预定的程序动作。
⑴均衡回路：总风MR 滤器 作用电磁阀APP 得电接通压力传感器ERT均衡风缸电磁阀（二位三通阀）A 2-A 3均衡测试堵 TPER均衡风缸列车管模块（BP ）中继阀（BPRelay ） 定压⑵列车管回路均衡压力 （BPRelay ）中继阀控制压力流量测试堵TP-FL总风MR流量传感器C 1（缩孔） BPRelay 中继阀列车管 BPVV TPBP PVEM C 3 21#BPCO 上方控制⑶16# 管（作用回路）①BPCP 控制压力 双向阀DCV1 电空联锁电磁阀16# 管风缸(90升)TP16测试堵双向阀（16模块）DVC2 PVTV（二位三通导向阀）A3-A2PV16电磁阀A3-A2缓解电磁阀Rel 大气②DBTV三通阀充风：BP增压DBTV三通阀（分配阀）69#缩孔57#缩孔AUX副风缸（工作风缸）定压③16TV缓解回路：PVTVA1快缓阀BO DBTV 大气3#风缸⑷制动回路制动缸压力滤器BPCP 大气BPCP下边压力46#⑸20#模块：①控制部分20模块中继阀20R上侧压力传感器本补电磁阀MVLT的二位三通阀20模块控制风缸缓解电磁阀大气作用电磁阀supp右侧②20管缓解20管压力压力传感器本补导向阀PVLT压力测试堵TP20中继阀20R 大气2、减压制动减压制动是将自动制动手柄从运转位移至初制动位（最小减压位）、制动区、常用全制动位、抑制位、重联位均发生减压制动，首先是均衡减压，通过BP模块的中继阀控制列车管的减压，减压速度为常用减压速度，确保常用制动的安定性。
和谐型电力机车CCB-Ⅱ制动机故障分析内蒙古包头市 014010
摘要：就和谐型电力机车运用中发生的CCB-Ⅱ制动机故障问题，从主要部件质量及系统设计制造存在缺陷方面进行了原因分析，阐述了已采取的措施及取得的效果，对下一步继续技术攻关提出了建议。
关键词：和谐型电力机车；制动机；故障；原因分析；措施；建议
前言
ＣＣＢ－Ⅱ制动机出现ＥＢＶ通信故障、自动减压等现象和ＥＢＶ的硬件、软件及ＩＰＭ、ＬＯＮ网络状态都密切相关，故障的彻底解决仍有待各方进一步深入研究，从设计原理、工作环境、配件性能及生产工艺各环节全面调查，明确各类故障根源，各方共同努力有针对性的逐步改进，以保证制动机工作状态的稳定、可靠。
1问题的提出
郑州铁路局从2009年10月份开始配属并使用和谐型电力机车，到目前共配属638台，其中HXD1B型115台，HXD1C型200台，HXD2C型167台，HXD3型121台，HXD3C型35台。
所配属的机车中，除HXD2C型机车外，其他机车全部采用C C B-Ⅱ制动机。
在运用过程中，CCB-Ⅱ制动机发生了较多的质量问题，尤其是郑州机务段发生的质量问题更为突出。
郑州机务段是郑州铁路局最早配属使用和谐型电力机车的段，到目前共支配使用和谐型电力机车167台（其中HX D1B 型75台，HXD3型57台，HXD3C型35台），因CCB-Ⅱ制动机质量问题，已发生机破及以上事故共19件，占郑州机务段和谐机车总机破数的32.8%；已发生临修共134件，总停时241天，严重地干扰了运输生产。
下面就郑州机务段支配使用的和谐型电力机车CCB-Ⅱ制动机故障进行分析。
2原因分析
2.1主要部件质量问题
CCB-Ⅱ制动机包括5个主要部件：制动显示屏（LCDM），电空控制单元（EPCU），微处理器（IPM），电子制动阀（EBV），继电器接口模块（RIM）。
1）微处理器（IPM）质量问题突出IPM是CCB-Ⅱ制动机最核心的部件，也是
出现故障最多的部件。
IPM的各类质量故障一旦在列车运行途中发生，乘务员断
电处理无效时，势必造成机破或事故。
郑州机务段目前已因各种故障更换37个IPM，更换率为21.5%，其中HXD1B型机车换了19个，HXD3型机车更换了15个，HXD3C型机车更换了3个。
如HXD30833、HXD30823，HXD3C027、HXD3C092都是因
制动机IPM质量问题造成影响很大的D类事故。
并且，技术人员在处理故障时发
现克诺尔公司提供的经GE公司检测、试验合格的IPM备品部件上车后又出现故障，如HXD3C092在机破后更换了IPM，刚上线运用又因IPM故障造成了机破；HXD30833在机破后更换了IPM，运用一个月后又因IPM故障险些造成机破；
HXD1B361、HXD1B278因IPM启动不了更换了克诺尔公司提供的备品部件后又出现
同样故障，造成了短时间内多次临修。
经分析认为IPM内部配件存在严重质量问
题需要整改；另外，从多次发生返回的IPM又发生同样的故障说明厂方质量管理
体系存在漏洞。
2）制动管控制模块（BPCP）质量问题BPCP是电空控制单元（EPCU）中的一
个模块。
装配CCB-Ⅱ制动机的和谐型机车存在紧急制动后缓解迟缓，对和谐机车
的正常使用造成不利的影响。
该故障在冬季寒冷季节频发，郑州机务段已因故障
更换21个BPCP模块。
分析判断应属BPCP模块内MV53紧急电磁阀存在质量问题，并对该批次的114个BPCP模块进行了更换。
3）继电器接口模块（RIM）内的K5继电器质量问题中国北车集团大连机车
车辆有限公司生产的HXD3型机车、HXD3C型机车出现途中无压无流故障，此类故
障回段检查难以试验出当时故障状态，属典型的机车运用中的动态故障。
目前通
过更换RIM内K5继电器已处理32台，但更换K5继电器后的机车仍不时再报此
类故障，分析认为K5继电器存在质量隐患，在机车实际运用中可靠性不高，彻
底解决此类故障需厂家采取进一步的技术改进措施。
4）制动显示屏（LCDM）质量问题郑州机务段前期配属的HXD3机车因LCDM
花屏、黑屏产生惩罚制动造成多起机破，分析认为该类故障应是制动机通信故障，同时部分机车的LCDM也存在质量问题，厂家通过更换存在隐患的制动显示屏并
升级制动机软件程序来降低此类故障的频繁发生。
2.2系统设计制造存在缺陷
多台HXD3、HXD3C机车因ATP触发惩罚制动、紧急制动造成机破，机车回段
反复试验未再现故障现象，监控装置也没有触发记录，属干扰或IPM自身缺陷造
成的误动作。
分析此故障的原因主要是和谐机车CCB-Ⅱ制动机的IPM设计参数和
机车实际运行环境不够匹配，即当机车在实际运行中IPM就有可能对干扰信号源
响应而产生惩罚/紧急制动，属CCB-Ⅱ制动机误动作。
3采取的措施及效果
3.1针对配件质量问题采取的措施
①针对IPM、BPCP模块，RIM内的K5继电器配件质量问题，经过与厂方协商，厂方同意全部召回存在问题的配件，更换为质量良好的配件。
目前BPCP模块、RIM内的K5继电器已更换完毕，更换BPCP模块后的机车未再报紧急后缓解慢故障，但K5继电器和IPM问题仍需和厂方协商，探讨进一步的解决方案。
②针对LCDM花屏、黑屏产生惩罚制动，采取对机车制动机软件升级的办法进行控制。
郑
州机务段配合克诺尔公司对配属的和谐型电力机车制动机软件进行了全部升级，
升级后和谐型电力机车运行途中出现花屏、黑屏时制动机不再产生惩罚制动，可
以维持运行。
该措施效果良好，制动机软件升级后未再发生因花屏、黑屏造成的
机破。
但是，制动机软件升级后只解决了因花屏、黑屏产生惩罚制动造成的机破
的问题，并未彻底根除花屏、黑屏产生根源。
3.2针对系统设计制造存在问题采取的措施
因和谐型电力机车在实际运用中受到线路、网压、工况等各种因素的影响和
制约，机车实际运用中难以避免各种干扰的存在，IPM的设计制造与机车实际运
行环境的需求不够匹配。
对于该问题，克诺尔公司、GE公司针对和谐型电力机车
的实际运用需要进行改造，提高IPM的抗干扰性。
该项措施近期将按上级统一部
署实施，同时，主机厂在新造机车上积极采取加装抗干扰屏蔽装置，净化IPM的
工作环境。
多措并举有利于更好地解决和谐机车运用途中惩罚制动误动作的发生。
4几点建议
①目前国内铁路运输客货混跑的状况依然将在一定时期内普遍存在，繁忙、
复杂的运输状况必然对机车制动系统的可靠性、稳定性有相当高的要求，遇到各
类问题在世界范围内难以有现成的成熟经验借鉴，因此和谐机车CCB-Ⅱ制动机的IPM问题需要厂家对国内机车实际运用状况进行深入、全面的研究，有针对性地
对IPM硬件、软件进行改造，避免各类隐患，提高配件的运用稳定性，以更好地
适应实际需要。
②和谐机车制动机IPM和RIM内K5继电器出现的问题属于动态
故障，往往在库内难以试验出当时的现象，厂家在试验室对故障部件进行检查、
分析时可能也是正常的，尤其在IPM问题上，国内试验室的检测目前难以对动态
故障做到准确判断。
这种状况必然给故障分析带来直接影响，同时存在隐患的部
件经检测合格后可能又进入循环使用状态，将给和谐机车的正常安全运用埋下严
重隐患。
目前克诺尔公司、GE公司已采取措施避免此类现象，建议厂家对实验室
的测试手段进行全面完善，根据和谐机车实际运用状况有针对性地对返修IPM进
行检测、分析，及时发现共性问题，更好更快地解决配件质量问题。
③主机厂应
更严格地监督部件生产厂家的生产过程、质量体系运行情况、售后服务情况，以
确保整机的质量。
参考文献：
［1］张曙光.H X D 3型电力机车［M］.北京：中国铁道出版社，2009.
［2］刘豫湘，陆缙华，潘清熙.D K-1型电空制动机与电力机车空气管路系
统［M］.北京：中国铁道出版社，1 9 9 8.
［3］中国北车集团大连机车车辆有限公司．ＨＸＤ３型交流传动电力机车
运用保养说明书（２）［Ｒ］．２００７．。
