城轨车辆风源系统的故障判断方法与流程

本发明涉及城轨车辆空气制动系统领域，具体涉及一种城轨车辆风源系统的故障判断方法。

背景技术：

绝大多数的城轨车辆采用空气制动系统，风源系统是为空气制动系统提供洁净、干燥的压缩空气的设备，主要由空气压缩机和空气干燥器两大部件组成。空气压缩机将空气压缩到9bar的压力后，再经过空气干燥器的处理，使压缩空气相对湿度降低到35％以下，而后送入空气制动系统供其使用。其中空气干燥器为双塔式结构，压缩空气在一个干燥塔内进行干燥，同时在另一个干燥塔内回流的压缩空气对干燥剂进行再生处理。在干燥器内的电子计时器控制两个塔的干燥及再生转换。

空气压缩机如果发生故障，则不能为空气制动系统提供压缩空气，城轨车辆将失去制动力，影响行车安全。空气干燥器如果发生故障，导致双塔的干燥/再生功能转换不能进行，风源系统排出的压缩空气的相对湿度将不满足要求，如城轨车辆在此状态下长时间运行，空气制动系统会因为凝结液态水而损坏，影响行车安全。因此，快速、准确的判断空气压缩机及空气干燥器的故障是必要的。

通过充风时间来间接判断空气压缩机是否发生故障。风源系统工作时的排气量是一定的，通过估算一列完好的城轨车辆的最大耗风量，推算出风源系统的最长充风时间。如果风源系统的工作时间超出估算的最长充风时间，则认为空气压缩机发生故障。

现有判断空压机故障的方法具有以下缺点：

1)时效性差，城轨车辆的最长充风时间一般为15到20分钟左右，为尽量避免误报还要加上3到5分钟的余量，因此，当风源系统发生故障后，至少需要18到25分钟后才能报出故障，严重滞后，影响行车安全。

2)误报率高，在制动系统、空气悬挂系统等需要使用压缩空气的设备发生某些故障时，城轨车辆的耗风量会增大，延长风源系统的工作时间，导致误报故障。

3)无法判断空气干燥器是否发生故障。

技术实现要素：

本发明提供一种城轨车辆风源系统的故障判断方法,尽量不改变现有的风源系统设计方案，尽量少增加硬件设备，严密的设计故障判断逻辑，快速、准确、直接的检测出空气压缩机和空气干燥器的故障。

本发明所采用的技术方案是城轨车辆风源系统的故障判断方法，空气干燥器为双塔结构，包括干燥塔A和干燥塔B,在干燥塔A和干燥塔B上分别设置有压力开关，压力开关用于检测干燥塔内的空气压力，每个压力开关输出2种状态信号，为干燥塔状态信号a和干燥塔状态信号b，当信号为高电平时，分别代表干燥塔处于再生工作状态和干燥工作状态；

城轨车辆风源系统的故障判断方法包括以下步骤：第一步、判断空气压缩机是否故障，当同时满足以下2个条件时，空气压缩机为故障状态，

1)空气压缩机380V电源供电正常；

2)空气压缩机运行信号高电平持续10s后，两个压力开关的“干燥塔状态信号a”同时为高电平或两个压力开关的“干燥塔状态信号b”同时为低电平；

第二步，当空气压缩机为非故障状态时，判断空气干燥器是否为故障，

当满足以下条件中的任意一个时，空气干燥器为故障状态，

1)任一压力开关“干燥塔状态信号b”为高电平或“干燥塔状态信号a”为低电平的持续时间超过110s，

2)两个压力开关“干燥塔状态信号b”同时为高电平或“干燥塔状态信号a”同时为低电平的持续时间超过50s。

所述的干燥塔A和干燥塔B结构相同，均用于压缩空气的干燥和再生，其干燥和再生交替工作。

本发明的有益效果是：1)空气压缩机启动后10s即可判断出是否发生故障，现有技术需20分钟左右；2)空气压缩机启动后的120s内可以准确的判断出空气干燥器是否发生故障，现有技术无法判断空气干燥器故障；3)直接检测干燥塔的工作状态，并且故障判断逻辑严谨，因此准确度高。

附图说明

图1为现有技术风源系统组成示意图。

图2为本发明风源系统结构图。

图3为本发明风源系统控制回路电路原理图。

图中标记：a-空气压缩机，b-软管，c/f-安全阀，d-空气干燥器，e-单向阀，g-排气口，h-压力开关。

具体实施方式

现结合附图1至附图3对发明做进一步的说明，如图1所示，风源系统的结构是，空气压缩机a和空气干燥器d之间通过软管连接，位于空气压缩机a和空气干燥器d支路上设置有安全阀c,位于空气干燥器d之后与排气口的支路上设有单向阀e和安全阀f。如图2所示，本发明是在空气干燥器d的干燥塔A和干燥塔B上各安装一个整定值为2.7bar的压力开关h，直接检测干燥塔内的空气压力。干燥塔A和干燥塔B结构相同，均进行对压缩空气的干燥和再生工作，干燥和再生交替进行，约60s交替一次。

风源系统的控制回路如图3所示。空气压缩机接触器(CMC)得电后，空气压缩机a启动，“空压机运行信号”为高电平，同时接通干燥器控制电源使计时器开始计时，进行干燥塔的干燥/再生转换。干燥塔进行干燥工作时，其内部空气压力高于2.7bar，压力开关h触点1、3接通，1、2断开，“干燥塔状态信号a”为低电平，“干燥塔状态信号b”为高电平；干燥塔进行再生工作时，其内部压力低于2.7bar，压力开关h触点1、2接通，1、3断开，“干燥塔状态信号a”为高电平，“干燥塔状态信号b”为低电平。

使用压力开关h直接检测干燥塔内的空气压力，可以快速、准确的判断干燥塔的工作状态，从而判断空气压缩机和空气干燥器d是否发生故障。

空气压缩机a和空气干燥器d故障判断逻辑如下：空气压缩机a故障的置位条件(同时满足)：

空气压缩机380V电源供电正常；

“空压机运行信号”高电平持续10s(该值可调整)后，两个压力开关h的“干燥塔状态信号a”同时为高电平(或两个压力开关h的“干燥塔状态信号b”同时为低电平)。

在空气压缩机a无故障的前提下，再进行空气干燥器d故障的判断，如空气压缩机a故障，则不进行空气干燥器d的故障判断。

空气干燥器d故障的置位条件(任一条件满足)：

任一压力开关h“干燥塔状态信号b”为高电平(或“干燥塔状态信号a”为低电平)的持续时间超过110秒(该值可调整)；

两个压力开关h“干燥塔状态信号b”同时为高电平(或“干燥塔状态信号a”同时为低电平)的持续时间超过50秒(该值可调整)。