城軌車輛風源系統的故障判斷方法與流程

本發明涉及城軌車輛空氣制動系統領域，具體涉及一種城軌車輛風源系統的故障判斷方法。

背景技術：

絕大多數的城軌車輛采用空氣制動系統，風源系統是為空氣制動系統提供潔凈、干燥的壓縮空氣的設備，主要由空氣壓縮機和空氣干燥器兩大部件組成。空氣壓縮機將空氣壓縮到9bar的壓力后，再經過空氣干燥器的處理，使壓縮空氣相對濕度降低到35％以下，而后送入空氣制動系統供其使用。其中空氣干燥器為雙塔式結構，壓縮空氣在一個干燥塔內進行干燥，同時在另一個干燥塔內回流的壓縮空氣對干燥劑進行再生處理。在干燥器內的電子計時器控制兩個塔的干燥及再生轉換。

空氣壓縮機如果發生故障，則不能為空氣制動系統提供壓縮空氣，城軌車輛將失去制動力，影響行車安全。空氣干燥器如果發生故障，導致雙塔的干燥/再生功能轉換不能進行，風源系統排出的壓縮空氣的相對濕度將不滿足要求，如城軌車輛在此狀態下長時間運行，空氣制動系統會因為凝結液態水而損壞，影響行車安全。因此，快速、準確的判斷空氣壓縮機及空氣干燥器的故障是必要的。

通過充風時間來間接判斷空氣壓縮機是否發生故障。風源系統工作時的排氣量是一定的，通過估算一列完好的城軌車輛的最大耗風量，推算出風源系統的最長充風時間。如果風源系統的工作時間超出估算的最長充風時間，則認為空氣壓縮機發生故障。

現有判斷空壓機故障的方法具有以下缺點：

1)時效性差，城軌車輛的最長充風時間一般為15到20分鐘左右，為盡量避免誤報還要加上3到5分鐘的余量，因此，當風源系統發生故障后，至少需要18到25分鐘后才能報出故障，嚴重滯后，影響行車安全。

2)誤報率高，在制動系統、空氣懸掛系統等需要使用壓縮空氣的設備發生某些故障時，城軌車輛的耗風量會增大，延長風源系統的工作時間，導致誤報故障。

3)無法判斷空氣干燥器是否發生故障。

技術實現要素：

本發明提供一種城軌車輛風源系統的故障判斷方法,盡量不改變現有的風源系統設計方案，盡量少增加硬件設備，嚴密的設計故障判斷邏輯，快速、準確、直接的檢測出空氣壓縮機和空氣干燥器的故障。

本發明所采用的技術方案是城軌車輛風源系統的故障判斷方法，空氣干燥器為雙塔結構，包括干燥塔A和干燥塔B,在干燥塔A和干燥塔B上分別設置有壓力開關，壓力開關用于檢測干燥塔內的空氣壓力，每個壓力開關輸出2種狀態信號，為干燥塔狀態信號a和干燥塔狀態信號b，當信號為高電平時，分別代表干燥塔處于再生工作狀態和干燥工作狀態；

城軌車輛風源系統的故障判斷方法包括以下步驟：第一步、判斷空氣壓縮機是否故障，當同時滿足以下2個條件時，空氣壓縮機為故障狀態，

1)空氣壓縮機380V電源供電正常；

2)空氣壓縮機運行信號高電平持續10s后，兩個壓力開關的“干燥塔狀態信號a”同時為高電平或兩個壓力開關的“干燥塔狀態信號b”同時為低電平；

第二步，當空氣壓縮機為非故障狀態時，判斷空氣干燥器是否為故障，

當滿足以下條件中的任意一個時，空氣干燥器為故障狀態，

1)任一壓力開關“干燥塔狀態信號b”為高電平或“干燥塔狀態信號a”為低電平的持續時間超過110s，

2)兩個壓力開關“干燥塔狀態信號b”同時為高電平或“干燥塔狀態信號a”同時為低電平的持續時間超過50s。

所述的干燥塔A和干燥塔B結構相同，均用于壓縮空氣的干燥和再生，其干燥和再生交替工作。

本發明的有益效果是：1)空氣壓縮機啟動后10s即可判斷出是否發生故障，現有技術需20分鐘左右；2)空氣壓縮機啟動后的120s內可以準確的判斷出空氣干燥器是否發生故障，現有技術無法判斷空氣干燥器故障；3)直接檢測干燥塔的工作狀態，并且故障判斷邏輯嚴謹，因此準確度高。

附圖說明

圖1為現有技術風源系統組成示意圖。

圖2為本發明風源系統結構圖。

圖3為本發明風源系統控制回路電路原理圖。

圖中標記：a-空氣壓縮機，b-軟管，c/f-安全閥，d-空氣干燥器，e-單向閥，g-排氣口，h-壓力開關。

具體實施方式

現結合附圖1至附圖3對發明做進一步的說明，如圖1所示，風源系統的結構是，空氣壓縮機a和空氣干燥器d之間通過軟管連接，位于空氣壓縮機a和空氣干燥器d支路上設置有安全閥c,位于空氣干燥器d之后與排氣口的支路上設有單向閥e和安全閥f。如圖2所示，本發明是在空氣干燥器d的干燥塔A和干燥塔B上各安裝一個整定值為2.7bar的壓力開關h，直接檢測干燥塔內的空氣壓力。干燥塔A和干燥塔B結構相同，均進行對壓縮空氣的干燥和再生工作，干燥和再生交替進行，約60s交替一次。

風源系統的控制回路如圖3所示。空氣壓縮機接觸器(CMC)得電后，空氣壓縮機a啟動，“空壓機運行信號”為高電平，同時接通干燥器控制電源使計時器開始計時，進行干燥塔的干燥/再生轉換。干燥塔進行干燥工作時，其內部空氣壓力高于2.7bar，壓力開關h觸點1、3接通，1、2斷開，“干燥塔狀態信號a”為低電平，“干燥塔狀態信號b”為高電平；干燥塔進行再生工作時，其內部壓力低于2.7bar，壓力開關h觸點1、2接通，1、3斷開，“干燥塔狀態信號a”為高電平，“干燥塔狀態信號b”為低電平。

使用壓力開關h直接檢測干燥塔內的空氣壓力，可以快速、準確的判斷干燥塔的工作狀態，從而判斷空氣壓縮機和空氣干燥器d是否發生故障。

空氣壓縮機a和空氣干燥器d故障判斷邏輯如下：空氣壓縮機a故障的置位條件(同時滿足)：

空氣壓縮機380V電源供電正常；

“空壓機運行信號”高電平持續10s(該值可調整)后，兩個壓力開關h的“干燥塔狀態信號a”同時為高電平(或兩個壓力開關h的“干燥塔狀態信號b”同時為低電平)。

在空氣壓縮機a無故障的前提下，再進行空氣干燥器d故障的判斷，如空氣壓縮機a故障，則不進行空氣干燥器d的故障判斷。

空氣干燥器d故障的置位條件(任一條件滿足)：

任一壓力開關h“干燥塔狀態信號b”為高電平(或“干燥塔狀態信號a”為低電平)的持續時間超過110秒(該值可調整)；

兩個壓力開關h“干燥塔狀態信號b”同時為高電平(或“干燥塔狀態信號a”同時為低電平)的持續時間超過50秒(該值可調整)。