侯秀芳 桑占良 李善文 董建磊

摘 要：文章介紹了用TT4CA型四路溫度變送器和LED指示燈設(shè)計的一種內(nèi)燃動車組、發(fā)電車用調(diào)試用功能試驗器。TT4CA型四路溫度變送器模擬中冷水和高溫水傳感器給動車的控制微機(jī)信號，進(jìn)行冷卻風(fēng)扇的功能試驗；采用LED指示燈顯示鐵路車輛貫穿線是否加壓，驗證貫穿線的加壓功能。

關(guān)鍵詞：溫度變送器；功能試驗器；冷卻風(fēng)扇；貫穿線

1 引言

內(nèi)燃機(jī)車、內(nèi)燃動車組或鐵路客車發(fā)電車中，為保證柴油機(jī)處于一個比較理想的工作溫度，必須對柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制，使得柴油機(jī)高溫水和中冷水溫度處于設(shè)定的溫度范圍才能保證柴油機(jī)的正常工作，因此在內(nèi)燃機(jī)車和發(fā)電車的水阻試驗中，散熱裝置內(nèi)冷卻風(fēng)扇運行狀態(tài)的控制和功能試驗驗證就顯得尤為重要。冷卻風(fēng)扇的運行狀態(tài)是根據(jù)中冷水和高溫水的溫度變化進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，在傳統(tǒng)的水阻試驗中一般是根據(jù)柴油機(jī)加載后，利用車輛冷卻水管路上安裝的高溫水和中冷水溫度傳感器進(jìn)行功能試驗驗證，這種情況下僅能驗證冷卻風(fēng)扇正常開閉和運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對于保護(hù)性試驗項目尤其是高溫水、中冷水超溫報警、柴油機(jī)卸載、停機(jī)等功能性試驗在正常水阻試驗中一直沒有一個方便、安全的試驗驗證方法。

鐵路車輛編組后的線路連接全部是通過車端連接器連掛實現(xiàn)，貫穿線的連接正確與否直接決定了車輛編組后能否正常運用。在鐵路車輛的電氣調(diào)試試驗中，對于車輛貫穿線部分，尤其是信號控制、重聯(lián)通訊線等均需進(jìn)行測量以確認(rèn)貫穿線是否連接正確、信號傳遞有無缺陷，現(xiàn)有的試驗方法是在車輛不通電的狀態(tài)下利用校線器首先確認(rèn)線路的貫穿性，然后在車輛供電狀態(tài)下利用萬用表等手持式測量儀器在車端連接器處測量各輸出點的帶電加壓情況是否正常， 這種方法操作繁瑣、安全性差，存在萬用表表針短路和人員觸電的隱患，且測量準(zhǔn)確性不高。

為解決以上問題，經(jīng)過設(shè)計分析和試驗驗證，設(shè)計制作了內(nèi)燃機(jī)車、發(fā)電車的功能試驗器以實現(xiàn)方便、安全、有效的進(jìn)行冷卻風(fēng)扇功能試驗和車輛貫通線驗證試驗。在斯里蘭卡內(nèi)燃動車組的試驗中得到了很好的應(yīng)用。

2 冷卻風(fēng)扇控制用溫度信號電路設(shè)計

圖1所示為溫度信號電路，功能試驗器上安裝有2個可調(diào)電阻器以及溫度變送器，利用電位器可調(diào)特性和溫度變送器將電阻信號轉(zhuǎn)化為電流信號的原理，采用模擬溫度傳感器的方式，將電流模擬信號送給車載微機(jī)。車載微機(jī)根據(jù)所模擬的溫度信號值進(jìn)行運算并產(chǎn)生控制信號，同時車載微機(jī)顯示屏顯示溫度數(shù)值。

TT4CA型4路溫度變送器通過CN2過渡連接器與車載電路通信，其中T1線連接車輛冷卻水管路上安裝的高溫水溫度傳感器1，T2線連接輛冷卻水管路上安裝的中冷水溫度傳感器2，PLC1和PLC2線與車載微機(jī)通信，24V電源線與車載微機(jī)電源線相連，100線為備用線。

當(dāng)選擇開關(guān)K3打到“模擬”位時，通過調(diào)節(jié)電位器1和電位器2，TT4CA型4路溫度變送器輸出兩路（4～24）mA的電流信號到車載微機(jī)的模擬輸入模塊，通過調(diào)節(jié)兩個可調(diào)電阻器模擬高溫水和中冷水溫度變化，達(dá)到控制冷卻風(fēng)扇進(jìn)行功能試驗的目的。通過調(diào)節(jié)電阻器可以方便地實現(xiàn)高溫水、中冷水超溫報警、柴油機(jī)卸載、停機(jī)等保護(hù)性試驗驗證。當(dāng)開關(guān)打到“實測”位時，T2線與PLC2線相連，T1線與PLC1線相連，將溫度傳感1和溫度傳感器2的信號直接送入車載微機(jī)，車載微機(jī)所取得的是車輛中實際的中冷水和高溫水的溫度信號。

T14CA型四路溫度變送器共有四路輸入點和輸出點，當(dāng)該試驗器用于發(fā)電車試驗時，按照相同的設(shè)計思想可將兩個柴油發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)的四個溫度傳感器全部接入四路輸入輸出點來實現(xiàn)分別控制。當(dāng)發(fā)電車為三機(jī)組時，可通過再增設(shè)一個T14CA型四路溫度變送器來實現(xiàn)。

3 車輛貫穿線功能試驗驗證電路設(shè)計

以目前四方股份公司在產(chǎn)的斯里蘭卡內(nèi)燃動車組為例說明車輛貫穿線功能試驗驗證電路的設(shè)計，圖2為斯蘭卡動車控制原理圖，+110，-110為110V電源線，來自動車的直流電源配電柜，L3、YJ、BJ、WS、F2、F1、L2、L1、+110、-110線為整列車的貫穿控制線。從圖中可以看出閉合1Q1斷路器，并且電壓正常（1KM3吸合），當(dāng)1SA1轉(zhuǎn)換到“半載”位時，1KM5得電吸合，1KM5觸頭閉合，L1線（客室照明I控制線）得電；當(dāng)1SA1轉(zhuǎn)換到“全載”位 時，1KM5、1KM6得電吸合，1KM5、1KM6觸頭閉合，L1、L2（客室照明II控制線）得電；當(dāng)1SA2轉(zhuǎn)換到“半載”位時，1KM7得電吸合，1KM7觸頭閉合，F(xiàn)1（風(fēng)扇控制I）得電；當(dāng)1SA2轉(zhuǎn)換到“全載”位時，1KM7、1KM8得電吸合，1KM7、1KM8觸頭閉合，F(xiàn)1、F2（風(fēng)扇控制II）得電；當(dāng)1SA3轉(zhuǎn)換到“開”位時1KM9得電吸合，1KM9觸頭閉合，L3（腳蹬燈控制線）得電。

圖2 斯蘭卡動車控制原理圖

在車輛單車電氣調(diào)試試驗中，如何采用一種簡便、直觀的方式為驗證車輛貫穿線的連接和功能的正確性，基于以上的車輛電氣原理分析和相關(guān)要求，提出如下設(shè)計思路來解決以上問題：

圖3為車輛貫穿線功能試驗驗證電路。D1指示燈與F1線相連，用來是指示列車第一組供電信號（風(fēng)扇控制1）的控制信息；D2指示燈與F2線相連，用來指示列車第二組供電信號（風(fēng)扇控制2）控制信息；D3指示燈與L1線相連，用以指示第一組供電電源（照明I）的控制信息；D4指示燈與L2相連，用以指示第二組供電電源（照明II）的控制信息，D5指示燈與L3線相連，用以指示第三組供電電源（腳蹬燈）的控制信息。

D6～D9與+110線相連，用以指示+110V電源線的貫通線是否貫通；BJ線（報警信號線）經(jīng)K1轉(zhuǎn)換開關(guān)可以與D10指示燈相連，也可以與+110線連接，當(dāng)將K1轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“拖車”位時，BJ與D10指示燈相連用于試驗拖車，當(dāng)將K1轉(zhuǎn)換開關(guān)打至“動車”位時，BJ與+110線連接用于測試動車，當(dāng)BJ為+110V時，動車的報警信號燈亮、蜂鳴器鳴叫；YJ線（應(yīng)急電源線）經(jīng)K2轉(zhuǎn)換開關(guān)可以與D11指示燈相連，也可以與-110線連通，當(dāng)將K2轉(zhuǎn)換至“動車”位時，與D11指示燈相連用于動車試驗，當(dāng)將K2轉(zhuǎn)換至“拖車”位時與-110線連接用與測試拖車。車輛功能試驗器的CN1連接器經(jīng)過渡連接器可直接與斯里蘭卡動車組的車端連接器相連接

在車輛單車試驗中，直接將功能試驗器接至車端連接器處，車輛通電時驗各貫穿線的加壓情況可直觀地通過LED指示燈的亮滅來驗證各貫穿線加壓情況，以直觀、簡便的方法驗證了貫穿線的連接和功能。該功能試驗器用于其車輛試驗時，可按照同樣的設(shè)計思路將來調(diào)整線路連接形式實現(xiàn)貫穿線的試驗驗證。

4 功能試驗器顯示面板布置及箱體設(shè)計

圖4為顯示面板布置圖，功能試驗器顯示采用指示燈顯示；指示燈采用LED，功耗小亮度高，指示燈安裝于絕緣板上，發(fā)光體鑲嵌在箱體面板，指示燈標(biāo)識采用面板貼膜形式，可根據(jù)不同的貼膜實現(xiàn)不同的功能指示標(biāo)識，圖中D1～D12為LED指示燈，K1～K3為轉(zhuǎn)換開關(guān)，RT1～RT2為電位器（0～200）Ω，CT1～CT2為檢測輸出點。

功能試驗器的箱體采用鋁合金材料制作而成，箱體為長方體結(jié)構(gòu)，其中長為240mm，寬為180mm，高為120mm。在箱體的側(cè)面安裝有CN1、CN2兩個連接器，連接器固定牢靠，便于插拔并具有良好的防水防塵性能。

5 結(jié)束語

本文中介紹的車輛功能試驗器采用模擬溫度信號的方式，進(jìn)行冷卻風(fēng)扇功能模擬試驗，采用LED指示燈顯示驗證貫通線是否加壓，方便了車輛的電氣系統(tǒng)調(diào)試工作。該試驗器經(jīng)過在斯里蘭卡內(nèi)燃動車組中的應(yīng)用試驗證明該設(shè)計是可行的，利用該功能試驗器可以準(zhǔn)確、安全、連續(xù)、有效的進(jìn)行試驗，同時提高調(diào)試試驗工作效率。按照功能試驗器的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法，在鐵路客車及其他軌道車輛的貫穿線功能驗證中完全可以按照此方法進(jìn)行功能試驗器設(shè)計制作進(jìn)行功能驗證試驗，具有很強(qiáng)的實用性和推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1]TT4CA型4路溫度變送器使用說明書.

[2]斯里蘭卡動車組電氣原理接線圖.