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基于等效故障注入试验的列车风源系统故障影响规律与分析.pdf

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1、May2023Chinese Journal of Scientific Instrument2023年5月Vol.44 No.5第44卷第5期表仪器仪报学D0I:10.19650/ki.cjsi.J2210440基于等效故障注入试验的列车风源系统故障影响规律与分析*丁景贤1,2,左建勇2,3,任利惠2(1.同济大学机械工程流动站上海201804;2.同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804;3.同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804)摘要:为获取列车风源系统故障诊断所需特征参量及故障影响规律,针对部分故障模式不可注入或注人具有破坏性等问题,阐述了风源系统的

2、构成原理和故障模式,提出了等效故障模型设计方法及等效故障注人流程,基于等效故障注人试验研究了5种典型故障模式在不同故障程度下的影响规律并分析了故障原因。研究结果表明:等效故障注人试验可以在不对风源系统造成破坏的情况下再现供气不足、油温高以及压缩机不加载3类典型故障现象,且不同故障模式的影响规律和特征参量不同。进气过滤器严重堵塞时总风压力不足7 40 kPa,造成供气不足现象;温控阀严重卡滞时最高喷油温度和机头排气温度分别较正常值增加了约2 0 和17,冷却油流量最大减小了约14L/min;冷却器积灰引起冷却效果下降,环境温度分别为2 0、35和50时,最大下降约3;油严重泄漏时喷油流量高出正常

3、值约19L/min,机头排气温度最高可达10 5,造成油温高现象;卸荷电磁阀卡滞造成开度为2 5%10 0%时总风压力只有6 90 kPa,造成供气不足现象,开度为0 时空压机第一次正常工作并停机后无法重新启动,造成压缩机不加载现象。研究结果为基于温度、压力等多传感器数据的故障诊断算法设计以及智能风源系统传感器布局提供了参考。关键词:列车;风源系统;等效故障注人试验;故障模式;特征参量;传感器布局中图分类号:U270.7TH-39文献标识码:A国家标准学科分类代码:58 0.30Fault influence law and analysis of train air supply syste

4、msbased on equivalent fault injection testDing Jingxian-,Zuo Jianyong3,Ren Lihui?(1.Postdoctoral Station of Mechanical Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China;2.Institute of Rail Transit,Tongji University,Shanghai 201804,China;3.Shanghai Key Laboratory ofRail Infrastructure Durability an

5、d System Safety,Tongji University,Shanghai 201804,China)Abstract:To obtain characteristic parameters and fault influence law required for fault diagnosis of the train air supply system,andaddress the problems that some fault modes cannot be injected or the injection is destructive,the structure comp

6、osition,workingprinciple and fault modes are explained.The equivalent fault model design method and the equivalent fault injection process areproposed.Based on the equivalent fault injection test,the influence laws of five typical fault modes at dfferent failure levels were studiedand the causes of

7、the faults are analyzed.The research results show that the equivalent fault injection test could reproduce the threetypical fault phenomena of insufficient air supply,high oil temperature and compressor not loading without causing damage to the airsupply system.The influence laws and characteristic

8、parameters of different fault modes are different.When the air intake filter isseverely blocked,the total air pressure is less than 740 kPa,resulting in insufficient air supply.When the temperature control valve isseverely stuck,the maximum fuel injection temperature and the compressor head exhaust

9、temperature are increased by about 20 a n d17C compared with the normal values,and the maximum cooling oil flow is decreased by about 14 L/min.The cooling effect is reduceddue to the accumulation of dust in the cooler,and the maximum drop is about 3 w h e n t h e a mb i e n t t e mp e r a t u r e v

10、a l u e s a r e 2 0,35,and 50,r e s p e c t i v e l y.W h e n t h e o i l i s s e r i o u s l y l e a k i n g,t h e f u e l i n j e c t i o n f l o w i s a b o u t 19 L/mi n h i g h e r t h a n t h e n o r ma l v a l u e,a n dthe compressor head exhaust temperature could reach up to 105,r e s u l t

11、i n g i n h i g h o i l t e mp e r a t u r e.W h e n t h e o p e n i n g d e g r e e o f t h e收稿日期:2 0 2 2-0 9-14ReceivedDate:2022-09-14*基金项目:国家自然科学基金(6 2 2 7 32 58)、中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2022J019)、上海市多网多模式轨道交通协同创新中心项目资助45第5期景贤等:基于文障注人试验的列车风源系统故障影响规律与分析unloading solenoid valve is from 25%100%,the to

12、tal air pressure is only 690 kPa,resulting in insufficient air supply.When theopening degree is O,the air compressor could not restart after the first normal operation and shutdown,causing the compressor notloading.The research results provide a reference for the design of fault diagnosis algorithm

13、based on multi-sensor data such astemperature and pressure and sensor layout of intelligent air supply systems.Keywords:train;air supply system;equivalent fault injection test;fault mode;characteristic parameter;sensor layout0引言轨道交通凭借“高效、便捷、环保”等优点已成为城际和市域通行的主要交通方式。伴随轨道交通服役时间的增加,作为轨道交通的核心组成部分,列车设备的安全

14、可靠性受到业内的广泛关注 2-4。风源系统为制动系统、受电弓等用风设备提供工作必需的清洁、干燥的压缩空气,是列车的关键设备,其可靠性极其重要。但由于风源系统安装在车底架下,列车运行时服役于振动冲击 5-7,沙尘、潮湿 8 等恶劣环境中,启停频繁,各部件不可避免会发生性能退化甚至功能故障。目前已出现供气不足、油温高以及压缩机不加载等典型故障现象 9-,严重影响列车服役安全、效率和维护成本。随着大数据、人工智能等技术的推广应用,开展风源系统故障诊断研究能够对潜在故障做出预警,对提高风源系统安全可靠性,降低维护成本具有重要意义,关键在于获取特征参量和故障影响规律等先验知识 12。然而,目前风源系统智

15、能化程度不高,仅有少量压力、温度开关用于控制反馈,缺少服役状态数据,无法基于多传感器信息与历史数据进行故障预警和诊断 1314故障注入方法通过对故障模式进行复现,可有效获取数据和进行可靠性验证 15。Arlat等 16 运用故障注人方法对计算机系统的容错机制进行可靠性验证,方法行之有效。马骅等 17 提出了基于历史故障数据的云平台故障注人测试方法,模拟实验结果表明方法有效。彭宇等 18 通过在无人机模型上进行故障注入与仿真,获取了故障数据。故障注入方法在轨道交通领域也得到了应用,蔡伯根等【19搭建了列车运行控制系统故障注入仿真平台,对关键设备典型故障注人案例进行测试,验证了方法的有效性。田春等

16、 2 0 和左建勇等 12 运用故障注人方法在地铁制动系统试验台上分别模拟了常用和紧急制动故障,获取了相应的故障数据。上述文献表明了基于故障注人方法获取故障数据的可行性。然而,随着现代化装备复杂度和集成度的提高,有些故障模式不可注人或注人后易导致系统出现不可修复的损坏。具体到列车风源系统,进气过滤器由于杂质堆积造成的堵塞故障无法使其恢复至正常状态;温控阀、卸荷电磁阀由于封装严密,卡滞故障难以直接注人;油气筒油泄漏故障注人容易造成环境污染甚至引发火灾。上述问题限制了列车风源系统故障注人试验的开展,故障数据获取困难,试验成本高。为此,有学者对等效故障注入方法进行了相关研究。邱文昊等 2 1提出了基

17、于“故障模式-功能-状态”故障行为模型的等效故障注人方法,并通过某装备发射控制系统验证了方法的有效性。李天梅等 2 2 针对位置不可访问的故障注人问题,提出了基于故障传递特性的等效故障注入方法。但目前尚未见基于等效故障注入方法研究列车风源系统故障影响规律的相关报道。事实上,由于风源系统的工作介质具有连续性,各部件之间存在耦合联动关系,故障存在“传播性”,即某一部件的故障除了影响自身外,还会通过气路或油路进行传递造成连锁反应,引起其余部件出现故障现象 2 3,满足等效故障注入的条件。因此,本文以某列车风源系统为研究对象,详细阐述并分析风源系统的结构组成、工作原理以及典型故障模式。结合各部件数学模

18、型设计了等效故障模型,并给出了等效故障注人流程。最后,开展等效故障注人试验研究了列车风源系统在不同故障程度下的故障影响规律,并分析了故障原因一风源系统故障模式分析1.1工作原理如图1所示,典型风源系统主要由空气压缩机组、双塔干燥器、过滤器、电控单元以及气控单元组成!,其工作过程包含3个阶段,即:空载启动阶段(吸气过程),供风阶段(压缩过程)和卸荷阶段(排气过程)。双塔干燥器气控单元过滤器空气压缩机组电控单元图1风源系统Fig.1Air supply system电控单元和气控单元负责压缩机启停控制。压缩机启动后,空气经进气过滤器过滤,打开进气阀后通过压缩机头产生压缩空气。压缩空气与油形成油气混

19、合物进人表46报仪器仪第44卷学油气分离器并打在油气筒隔板上凝聚成液态沉降在油气筒底部,完成油的粗滤。剩余部分由油气分离器进行油气精细分离后被收集在油气分离器的底部,在压缩空气的作用下通过回油管返回压缩机头。温控阀中的感温元件能控制阀芯位移进而控制油直接或经油冷却器冷却后到达油过滤器。当油气分离器内压力达到最小压力阀开启值时,压缩空气经过空气冷却器冷却后对外输出。由于冷却后的高压湿空气中含有水蒸气和油雾,在进人双塔干燥器之前依次经过汽水过滤器和除油过滤器过滤后通过排水(污)电磁阀定时排出。在双塔干燥器切换和排水(污)过程中总风压力均会下降,且前者下降幅度大,后者较小。双塔干燥器对空气冷却器冷却

20、后的高压湿空气进行干燥。除尘过滤器负责去除压缩空气经过双塔干燥器后携带的粉尘。总风压力达到目标值后压缩机停机,油气分离器内压力经卸荷电磁阀卸放至进气阀内,确保压缩机组下次能够在低负载的情况下重新启动。1.2故障模式由风源系统工作原理可知,卸荷电磁阀、温控阀等关键部件对于确保风源系统正常工作必不可少,部件失效会引起风源系统故障,进而影响行车安全。根据实地调研和风源系统工程师运维经验,归纳分析风源系统关键部件典型故障模式如表1所示。表1风源系统关键部件典型故障模式Table 1Typical failure modes of key components ofthe air supply syst

21、em序号故障模式故障机理1进气过滤器堵塞空气中尘土等杂质堆积在滤芯表面2进气阀卡滞阀芯被杂质等异物卡住不动3油气分离器堵塞金属微粒、油的劣化物等杂质堵塞滤芯4温控阀卡滞阀芯被杂质等异物卡住不动5冷却器积灰散热翅面被灰尘、油污等覆盖6油过滤器堵塞金属微粒、油的劣化物等杂质堵塞滤芯7油气筒油量不足密封不严或老化失效,带压油泄漏8卸荷电磁阀卡滞阀芯被杂质等异物卡住不动2等效故障注入试验2.1等效故障模型故障注人 15是人为向系统中引入需求故障,加速系统失效同时观测和回收系统对注人故障的响应信息,并对信息进行分析,是获取故障数据的有效方法。故障注入主要有硬件故障注人和软件故障注入,前者是在实物上的物理

22、故障实现方法,后者是通过建模与仿真软件在计算机仿真模型中注人故障的方法。由风源系统构成原理可知,风源系统实属一个“机-电-气-液”耦合复杂非线性系统,难以获取风源系统精细准确的模型,而模型的简化处理容易使试验结果的精确性降低甚至得到错误的结果。为保证获取故障影响规律的准确性,本文采用基于硬件的故障注入方法此外,风源系统因各部件封装集成度较高,存在部分故障模式不可注人,或注人后难以恢复至正常状态甚至出现不可修复的损坏等问题,限制了故障注人试验的开展。考虑到风源系统工作介质具有连续性,故障发生后会在风源系统内部进行传递,满足等效故障注人的条件,风源系统等效故障注人流程如图2 所示。故障模式进气过滤

23、器堵塞温控阀卡带冷却器积灰油气筒油量不足卸荷电磁阀卡带等效故障模型故障注入故障数据故障特征参量故障影响规律图2风源系统等效故障注入流程Fig.2Equivalent fault injection flow chart of the airsupply system显然,图2 中等效故障模型越接近风源系统各部件实际运行期间所发生的故障,试验结果就越准确。为此,本文提出基于数学模型分析的等效故障模型设计方法。基于该方法得到的各部件等效故障模型因具有严格的理论基础而具有可信性以进气过滤器堵塞故障模型为例,由于空气经过进气过滤器后温度变化很小,可以忽略不计,因此只需考虑压力损失,进气过滤器的压力损失

24、表示为 2 4:Ap=U2(1)式中:Ap为压力损失;为阻力损失系数;p为空气密度;U为进气过滤器面流速由式(1)可知,可以通过调整或U来设计进气过滤器堵塞故障模型,其余等效故障模型可依据各部件数学模型来获取。综合故障传递特性和等效故障模型获取的47第5期厂景贤等:基于等效故障注人试验的列车风源系统故障影响规律与分析可操作性,本文基于“等效故障注人思想”设计的5种典型等效故障模型的实现方法如表2 所示。表2风源系统典型等效故障模型实现方法Table2Typical equivalent fault models realizationmethods of the air supply syst

25、em序号故障模式等效故障模型实现方法进气过滤器在进气过滤器和进气阀之间放置橡胶板,通1堵塞过控制橡胶板开孔直径模拟不同堵塞程度在温控阀轴端固定座加工一螺纹孔,通过控2温控阀卡滞制螺栓旋进深度模拟不同卡滞程度用油泥遮挡不同面积的冷却器翅片以模拟3冷却器积灰不同积灰程度油气筒油量通过注油口抽取不同体积的油以模拟不同4不足泄漏程度卸荷电磁阀在卸荷电磁阀后端串联一针阀并拔掉电插5卡头,控制针阀的开度模拟不同卡滞程度2.2传感器布置风源系统正常工作状态主要受进气温度、进气压力、总风压力等环境和负载因素的影响,而风源系统典型故障涉及气路和油路,具有连续性,各部件间存在耦合关系,但目前风源系统只设有压力开关

26、和温度开关,无法实时获取各测点传感器数据。为了能够实时监测风源系统关键部件在正常以及故障时的状态变化,便于提取特征参量,在风源系统中布置了相应的传感器,传感器布置明细如表3所示。表3传感器布置明细Table3Sensorlayoutdetails序号监测对象序号监测对象1进气压力8油气分离器前后端压力2进气温度9空气冷却器前后端温度3进气过滤器后端压力10除尘过滤器前后端压力4喷油流量11油冷却器前后端温度5冷却油流量12油过滤器前后端压力6喷油温度13总风缸容积流量7机头排气温度14总风压力2.3试验设备为了真实模拟实际故障,等效故障注人试验在与实际列车相同的风源系统上开展。按照表2 等效故

27、障模型实现方法和表3传感器布置明细对风源系统进行改造,改造后的风源系统以及测试设备如图3所示。传感器组风源系统N采集设备总风菜集界面图3风源系统试验现场Fig.3Test site of the air supply system等效故障注人试验过程中进气压力为大气压,进气温度通过高低温试验箱调节,可调节温度范围为-6 0 100,总风压力目标值为90 0 kPa。表3中各传感器信号通过信号调理电路模块转化并滤波后由NI采集设备实现同步采集、显示和保存,采样频率为10 Hz。3风源系统故障影响规律与分析等效故障注入试验记录了表3中所有传感器数据,数据量较大,为便于观察,经初步分析后给出了5种典

28、型故障模式下与正常值具有明显变化的特征参量-时间历程曲线。需要说明的是,由于风源系统工作过程包含空载启动(吸气),供风(压缩)和卸荷(排气)3个阶段,所以总风压力曲线呈现先增加,然后保压,最后下降的特点。3.1进气过滤器堵塞正常情况下进气过滤器后端有效通径为50 mm,图4给出了进气过滤器滤芯正常、轻微、中等以及严重堵塞时进气过滤器后端压力和总风压力变化曲线由图4可知,风源系统发生进气过滤器轻微堵塞时,进气过滤器后端压力与正常值基本无差异。但随着滤芯堵塞程度的增加,进气过滤器后端压力不断减小,中等堵塞时的进气过滤器后端压力比正常值低约2 kPa,但总风压力仍可以达到目标值附近;当发生严重堵塞时

29、,进气过10510095100909985988075970正常((o50mm)65-轻微堵塞(o40mm).中等堵塞(o20mm)60.严重堵塞(0 5mm)551001200140160180200220240260280300320340时间/s(a)进气过滤器后端压力(a)Rearpressure of air intakefilter表48仪报器仪第44卷学1000双塔干燥器切换正常(o50mm)950排水(污)-轻微堵塞(p40mm)900:中等堵塞(o20mm).严重堵塞(5mm)85080075070065060055050010012014016018020022024026

30、0280300320340时间/s(b)总风压力(b)Total airpressure图4进气过滤器堵塞试验结果Fig.4Test results of air intake filter clogging滤器后端压力不足6 0 kPa,总风压力不足7 40 kPa。分析原因为:严重堵塞时进气压力损失急剧增加,进气阀阀芯两端压力差不足以使进气阀阀芯运动到位,进气通道不能完全开启,最终造成供气不足现象。3.2温控阀卡滞正常情况下温控阀阀芯最大行程为9mm,由于温控阀在油温高时起作用,图5给出了50 下温控阀阀芯正常、轻微、中等以及严重卡滞4种情况的试验结果。104r严重卡滞(0 mm)100中

31、等卡滞(3mm)96-轻微卡滞(6 mm)正常(9mm)920./88848076726864050100150200250300时间/s(a)喷油温度(a)Fuel injectiontemperature104严重卡滞(0 mm)100中等卡滞(3mm)-轻微卡滞(6 mm)96正常(9 mm)9288848076721050100150200250300时间/s(b)机头排气温度(b)Exhaust temperature of compressor head25严重卡滞(0 mm)中等卡滞(3mm)轻微卡滞(6 mm)20正常(9mm)151010050100150200250300时

32、间/s(c)冷却油流量(c)Coolingoilflow图5温控阀卡滞试验结果Fig.5Test results of temperature control valve stuck由图5可知,随着温控阀阀芯卡滞程度增加而导致行程不断减小时,喷油温度和机头排气温度均不断增加,而冷却油流量却减小,严重卡滞时最高喷油温度和机头排气温度分别较正常值增加了约2 0 和17,冷却油流量最大减小了约14L/min。这是因为阀芯卡滞时温控阀的旁通回路无法完全打开并截止主回路,部分油从温控阀主回路直接返回压缩机头,导致从旁通回路流经油冷却器的油量减少,无法充分发挥油冷却器的冷却作用,造成油温高现象。3.3冷却

33、器积灰考虑到冷却器面积较大,冷却器积灰不会特别严重,本文在冷却器被遮挡2 5%面积的前提下,依次调整环境温度分别为2 0、35和50,观察冷却器冷却效果,试验结果如图6 所示由图6 可知,环境温度分别为2 0、35和50 时,冷却器积灰情况下冷却效果均下降,最大下降约3这是由于当冷却器散热翅面被灰尘、油污等覆盖时,离心风扇抽人的冷空气与压缩机排出的压缩空气进行热交换的能力减弱,散热不畅,导致机体温度上升。此外,随着环境温度的升高,冷却器冷却效果提高,说明冷却器在环境温度高的时候更能发挥其冷却能力。因此,为避免更为恶劣环境下由于压缩机工作产生的温度不能及时与环境温度置换,油温和排气温度过高而停机

34、,需要定期清洗冷却器以确保其冷却效果。3.4油气筒油量不足正常情况下油气筒油量为4.5L,考虑到油气筒漏油一般不会特别严重,但在环境温度过高时可能会因油量不足造成压缩机工作产生的温度不能充分冷却,图7 给出了50 下油气筒油量分别为正常、轻微、中等以及严重泄漏的试验结果。49厂景贤等:基于等效故障注人试验的列车风源系统故障影响规律与分析第5期1514正常2 0 13-积灰2 0 1210807654321110-1-2050100150200250300350400450500550600650700750时间/s(a)20 13-正常35-积灰351211109816050100150200

35、250300350400450500550600650700750时间/s(b)35 15-正常50 14-积灰50 0./13121110-98050100150200250300350400450500550600650700750时间/s(c)50图6 冷却器积灰试验结果Fig.6Test results of cooler dust accumulation由图7 可知,风源系统发生油气筒油量不足故障时,随着油气筒中油量不断减少,喷油流量和机头排气温度均增加。这是因为油除了起到润滑作用外还起冷却作用,当油路系统密封不严或老化失效导致带压油泄漏时,油量减少而又未能够及时补充,其冷却效果减

36、弱,造成油温高现象。此时,油的粘性下降,流动阻力降低,油流速增加进而引起喷油流量增加。当发生严重泄漏时,喷油流量高出正常值约19L/min,机头排气温度最高可达70正常(4.5L)-轻微泄漏(4L)60中等泄漏(3.5L)严重泄漏(3L)5040302010!i00100200300400500600700时间/s(a)喷油流量(a)Fuel injection flow115正常(4.5L)-轻微泄漏(4L)110中等泄漏(3.5L)严重泄漏(3L)0./11051009590850100200300400500600700时间/s(b)机头排气温度(b)Exhausttemperature

37、of compressorhead图7 油气筒油量不足试验结果Fig.7Test results of insufficient oil in oil cylinder105,接近报警阈值,进一步泄漏会使温度开关断开,压缩机断电停机。3.5卸荷电磁阀卡滞图8 给出了卸荷电磁阀开度分别为0、2 5%、50%、75%以及10 0%这5种情况时油气分离器压力和总风压力变化曲线。由图8 可知,风源系统发生卸荷电磁阀卡滞故障,开度为2 5%10 0%时的总风压力只有6 90 kPa左右,无法达到目标值;在开度为0 时,压缩机第一次正常工作并停机后无法重新启动。这是因为卸荷电磁阀开度为25%100%时,风

38、源系统工作过程中油气分离器与进气阀阀座内一直处于连通“漏气”状态,总风压力无法达到目标值,造成供气不足故障。此时,由于总风压力低于列车正常运营要求,在压力开关的反馈下空压机会一直处于运转状态,造成能源浪费。卸荷电磁阀开度为0 时,由于油气分离器压力无法通过卸荷电磁阀卸放至进气阀阀座内,油气分离器压力高于设定值(2 50 kPa),在压力开关的反馈下压缩机无法重新启动(如图8(a),造成压缩机不加载现象。表仪第44卷报仪器50学1000?开度10 0%:开度7 5%900开度50%800开度2 5%开度0700600500400无法启动30020010000100200 300400500600

39、700800时间/s(a)油气分离器压力(a)Oil-gasseparatorpressure900870开度10 0%840开度7 5%开度50%810开度2 5%780开度07507206906606306005705405100100200300400500600700800时间/(b)总风压力(b)Totalairpressure图:年卸荷电磁阀卡滞试验结果Fig.8Test results of unloading solenoid valve stuck3.6等效故障注入试验效果由图4 8 及上述分析结果可知,基于等效故障注人试验开展的风源系统5种典型故障模式能够有效再现供气不足、

40、油温高以及压缩机不加载3类典型故障现象,提高了风源系统的故障注人率,且未对风源系统造成破坏,降低了试验成本。另外表4归纳出了5种典型故障模式的影响规律与涉及的特征参量。由表4可知,风源系统5种典型故障模式造成的故障影响规律不完全相同。进气过滤器后端压力、总风压力、喷油温度、机头排气温度、冷却油流量、冷却器前后端温度、喷油流量以及油气分离器压力可有效表征风源系统5种典型故障,可作为特征参量予以重点监测。另外,由于各故障模式涉及的特征参量不同,可结合故障影响规律设计各部件的故障诊断算法。表4风源系统典型故障影响规律与特征参量Table4Typical fault influence rules a

41、nd characteristicparameters of the air supply system影响规律部件名称供气油温压缩机特征参量不足高不加载进气过滤器100进气过滤器后端压力;总风压力喷油温度;机头排气温度;温控阀010冷却油流量冷却器010冷却器前后端温度油气筒010喷油流量;机头排气温度卸荷电磁阀101油气分离器压力;总风压力注:表中“1 代表有影响,“0 代表无影响。4结论本文为了获取列车风源系统故障诊断所需特征参量等先验知识,基于等效故障注入试验研究了风源系统5种典型故障模式的影响规律并分析了故障原因。主要结论如下:1)基于等效故障注人方法开展的5种典型故障模式故障注人试

42、验有效再现了风源系统供气不足、油温高以及压缩机不加载3类典型故障现象且未对风源系统造成破坏,解决了风源系统部分故障模式不可注人或注入后易导致系统出现不可修复的损坏等问题,避免了对风源系统的破坏作用,降低了试验成本。2)风源系统5种典型故障模式的影响规律和所涉及的特征参量不完全相同,为基于温度、压力等多传感器数据融合的系统故障预警、关键部件故障定位以及易损易耗件故障预测算法研究以及智能风源系统开展监测传感器布局优化设计提供了依据。参考文献1 1PERIS E,GOIKOETXEA J.Roll2Rail:New dependablerolling stock for a more sustain

43、able,intelligent andcomfortable rail transport in EuropeJ.TransportationResearch Procedia,2016,14:567-574.2左建勇,冯富人,丁景贤基于Supersmoother和3g原理的列车动态测试趋势性异常数据清洗方法与分析 J.仪器仪表学报,2 0 2 0,41(10):6 5-7 3.ZUO J Y,FENG F R,DING J X.Method and analysisof train dynamic test trending abnormal data cleaningbased on s

44、uper smoother and 3o principles J.ChineseJournal of Scientific Instrument,2020,41(10):65-73.51第5期厂景贤等:基于等效故障注人试验的列车风源系统故障影响规律与分析3白彦超,安超,李明高,等CRH,型动车组武广客运专线服役性能跟踪研究J.铁道机车与动车,2018(1):37-40,43.BAI Y CH,AN CH,LI M G,et al.Tracking researchon service performance of CRH,EMU in Wuhan-Guangzhou passenger de

45、dicated line J.RailwayLocomotives and EMUs,2018(1):37-40,43.4田永洙,沙淼,史学玲,等.动车组牵引系统服役安全性评估方法与标准研究 J.铁道车辆,2 0 15,53(3):21-24.TIAN Y ZH,SHA M,SHI X L,et al.The safetyevaluation method for service of traction system onmultiple units and research on standards J.RailwayVehicle,2015,53(3):21-24.5王文静,李广全,韩俊臣

46、,等高速列车齿轮箱箱体动应力影响规律J.交通运输工程学报,2 0 19,19(1):85-95.WANG W J,LI G Q,HAN J CH,et al.Influence ruleofdynamicstressofhigh-speedtraingearboxhousingJ.Journal of Traffic andTransportationEngineering,2019,19(1):85-95.6李广全,刘志明,呙如兵,等高速列车齿轮箱应力响应与疲劳损伤评估 J交通运输工程学报,2 0 18,18(1):79-88.LI G Q,LIU ZH M,GUO R B,et al.St

47、ress responseand fatigue damage assessment of high-speed traingearbox J.Journal of Traffic and TransportationEngineering,2018,18(1):79-88.7朱海燕,王超文,邬平波,等基于小滚轮高频激励的高速列车齿轮箱箱体振动试验 J交通运输工程学报,,2 0 2 0,2 0(5):135-150.ZHUH Y,WANG CH W,WU P B,et al.High-speedtrain gearbox housing vibration test based on smal

48、l rollerhigh-frequency excitation J.Journal of Traffic andTransportation Engineering,2020,20(5):135-150.8WHITE B T,NILSSON R,OLOFSSON U,et al.Effectof the presence of moisture at the wheel-rail interfaceduring dew and damp conditions J.Proceedings of theInstitution of Mechanical Engineers,Part F:Jou

49、rnal ofRail and Rapid Transit,2018,232(4):979-989.9王群伟,范荣巍,金哲,等.北京地铁昌平线制动系统总风欠压故障分析与探讨 J.铁道机车车辆,2 0 19,39(1):123-126.WANGQW,FAN R W,JIN ZH,et al.Analysis anddiscuss of main pipe under pressure fault of the brakesystem in beijing subway changping line J.RailwayLocomotive&Car,2019,39(1):123-126.10王莲芝.

50、螺杆式空压机机油乳化分析 J.城市轨道交通研究,2 0 12(10):93-94,10 6.WANG L ZH.Analysis of the oil emulsification for screwcompressorJ.Urban Mass Transit,2012(10):93-94,106.11刘军.CKD,型机车螺杆泵空压机高温故障的分析与处理 J.铁道机车与动车,2 0 13(11):46-48,11.LIU J.Fault analysis and treatment of high temperaturein GKD,locomotives screw pump air com

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