广州地铁14号线司控器问题分析及改进措施

引言

司控器是地铁车辆用于操纵运行的主令控制器,是利用控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备,其动作性能直接影响到地铁车辆的平稳操纵以及各种工况的实现。随着国内城市轨道交通行业不断发展,地铁车辆司控器种类也越来越多,应用过程中出现了许多问题。

本文对广州地铁14号线车辆司控器的常见问题进行了分析,并提出了相应的改进措施。

1广州地铁14号线车辆司控器概况

广州地铁14号线车辆使用的司控器型号为S316CC.003,该型号司控器主要有控制手柄、方向开关以及钥匙开关等3种可操作机构。控制手柄在"0"位、牵引最大位、牵引最小位、制动最大位、制动最小位、快速制动位等均有定位,在这些定位之间为无级调节,控制手柄通过转动同轴的电位器来调节输入电压指令,从而达到调节牵引力和电制动力的目的。方向开关在"RMR""0FF""PM""RMF"4个档位均有定位,操作时可稳定落在对应的档位中。控制手柄、方向开关和钥匙开关之间相互联锁。

2典型故障及原因分析

2.1司控器钥匙不能插入

2.1.1结构组成及原理

司控器钥匙开关的结构如图1所示。当插入钥匙时,钥匙开关内部的5组弹子依次弹开,随后可通过旋转钥匙触发行程开关激活司机台实现占有功能。

图1司控器锁芯实物及内部示意图

2.1.2故障分析

当司控器锁芯内部的弹子卡滞时,钥匙不能完全插入锁芯,无法实现占有功能,这给正线运营带来了严重影响。如图2、图3所示,钥匙插入锁芯仅能到达一定的深度,对照锁芯故障时钥匙的卡滞位置,在分解的锁芯上进行测试模拟,当钥匙插入相同深度时,钥匙头正好与第3个弹子接触,判断为第3个弹子无法正常缩回导致钥匙无法继续插入。

2.1.3结论

锁芯内部的弹子及弹簧因卡滞不能正常伸缩,导致钥匙无法完全插入锁芯。

2.2方向开关回零后无法关钥匙

2.2.1结构组成及原理

钥匙开关与方向开关存在联锁关系,其联锁结构如图4所示。钥匙开关处于"0N"位时,钥匙开关凸轮的凹槽转向联锁轴,使联锁轴有向右滑动的空间,即此时方向开关可进行旋转操作,方向开关转动后钥匙开关被联锁不能关闭:当方向开关回零后,联锁轴存在向左滑动的空间,此时钥匙开关可转动至"0FF"位。

图2故障时钥匙插入深度

图3锁芯拆卸后进行模拟

图4钥匙开关凸轮与联锁轴

2.2.2故障分析

司控器联锁座与联锁轴的结构如图5所示,联锁轴为扁块形,在联锁座的方形孔内左右平移,两端圆弧形头部与凸轮接触起到联锁的作用。在对故障件拆解、试验的过程中发现,联锁轴与凸轮的接触面积相对较大,当方向开关回零后,钥匙开关关闭时容易出现偶发性卡滞,甚至无法关闭。

图5联锁座与联锁轴结构

2.2.3结论

司控器钥匙开关和方向开关的联锁结构存在设计缺陷,两者之间为面接触,接触面积较大,容易导致方向开关回零后钥匙无法关闭。

3改进措施

3.1司控器钥匙不能插入的改进措施

3.1.1锁芯弹子去三留二

司控器锁芯内部主要是5组弹子及弹簧,如图6、图7所示,其中弹子孔3、4、5号处主要用于区分78#、77#钥匙(前者主要由司机、检修人员使用,后者则由保洁等服务界面使用）,而弹子孔1号处弹子为钥匙插入时第一个接触钥匙的弹子,其在非钥匙插入情况下可起到一定的封堵异物的作用,故1号处弹子不考虑拆除。鉴于弹子孔3号处故障概率最高,综合考虑将3、4、5号处的弹子拆除,以提升锁芯的可靠性。

3.1.2定期清洁、润滑锁芯

结合维修规程,每年使用锁芯润滑剂对司控器锁芯进行润滑、清洁,确保锁芯内部弹子、弹簧之间活动顺畅,避免因卡滞而导致钥匙无法插入。

3.2方向开关回零后无法关钥匙的改进措施

针对钥匙开关与方向开关之间的联锁方式为面接触形式,对联锁座和联锁轴的结构进行优化、换型,优化后结构及实物分别如图8、图9所示,将原方形联锁轴改为圆形联锁轴,联锁轴两端头部改为半球形:将接触形式改为点接触,减小接触面积,减少卡滞现象。

图6锁芯内5组弹子拆解图

图7锁芯弹子孔结构示意图

图8联锁轴改造后结构

图9联锁轴改造后实物

4结语

本文分析了当前广州地铁14号线车辆司控器存在的问题,并提出拆除锁芯部分弹子、定期清洁润滑锁芯、联锁机构优化换型等改进措施,有效降低了该型号司控器故障率,为提高地铁车辆操作的安全性、稳定性提供了有力保障和支持。