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

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入具有破坏性等问题,阐述了风源系统的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入流程,基于等效故障注入试验研究了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:等效故障注入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740 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20℃和17℃,冷却油流量最大减小了约14 L/min;冷却器积灰引起冷却效果下降,环境温度分别为20℃、35℃和50℃时,最大下降约3℃;油严重泄漏时喷油流量高出正常值约19 L/min,机头排气温度最高可达105℃,造成油温高现象;卸荷电磁阀卡滞造成开度为25%~100%时总风压力只有690 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。