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摘要：司控器是机车控制的重要关键部件，其性能直接影响机车的正常运行。当司控器出现机械互锁失效、机车档位信号缺失等严重故障时则影响机车的行车安全。本文分析了HXN5机车司控器故障的一些主要原因，并提出了预防措施。
关键词：司控器 机械互锁失效 档位信号缺失
1问题的提出
HXN5机车司机控制器原设计为老式机械式结构，其技术源自上世纪70年代，与ND5机车司控器设计原理一致。此司控器自投入使用以来，因其机械结构复杂，拆装调试相当耗时耗工；其中司控器上辅助制动电压输出的关键零件电位器面临停产；同时在使用过程中机械档位卡滞现象时有发生，在此情况下开发了编码器型司控器以取代原司控器。17KC120E型编码器司控器自投入HXN5机车装车以来，在机车运行过程中陆续发生司控器机械互锁失效、机车档位信号缺失等严重故障，对机车正常行驶造成了影响。
2司控器故障的主要原因分析
2.1 机械互锁失效
17KC120E司控器在设计时，换向手柄应只能在“0”位时能够被拔出，处于“向前”或“向后”位时应不能被拔出，而故障件在“向后”位时被拔出。通过实际操作故障机发现，换向手柄在“向后”位时，还有余量可以继续向后下压，在向后下压一定角度后，机械互锁失效，导致换向手柄可以拔出。此机构互锁原理如下：
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换向手柄应拔出时，锁舌插入联锁轮限位孔内，此时控制手柄无法操作，当换向手柄插入后，锁舌弹出，此时控制手柄可操作至1-8档位。此机构中导向块作为最终限位使用。
理论设计中，当换向手柄处于“向前”或“向后”位时，换向联锁支块应与导向块贴合，实际检测故障司控器发现，此处存在0.8-0.9mm间隙，导致换向手柄在向后位时仍然能够继续推动，导致锁舌滑出联锁轮限位范围后换向手柄被拔出。
2.2 机车档位信号缺失
对故障件进行拆解发现机车档位信号缺失由限流电阻烧损及电源模块故障导致。对限流电阻进行进一步分析发现电源模块是将机车DC74V电源转为DC24V供电，它的工作电压范围是40V到160V。如果蓄电池电压低到40V左右，为保证后级24V正常输出，电源模块就会加大输入电流，导致前级的这个限流电阻因电流过大发热严重而烧毁。电源模块在设计阶段未考虑到运行过程中欠压、过压、过流等状况，输出功率设计冗余量不足，造成电源模块老化烧损。
3 减少司控器故障的控制措施
3.1 优化零件配合公差尺寸
增加联锁轮限位面积，对支承板关键配合尺寸；换向联锁支块关键配合尺寸；导向块关键配合尺寸重新设计计算，优化零件尺寸，缩小关键配合尺寸公差带。在司控器组装过程中增加联锁支块与导向块之间的间隙检查，在机车出厂检验时增加换向手柄极限位置时互锁检查。
3.2 对电源模块重新进行选型设计
更换电源模块，新电源模块将在输入电压低于43V时候进入休眠；对电源模块采用冗余备份设计，即设置两组电源模块，采取2块并联输出，使用2极管相互隔离，支持欠压、过压、过流、短路保护，性能有较大提升。同时增加电源模块指示灯便于发现故障。控制板上继电器全部采用之前未发生过故障的机械式继电器进行优化设计，原理如下：
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改进前电源模板 改进后电源模板
4 结论
通过采取以上措施，公司HXN5机车司控器故障相比以往大大降低。除此之外，公司还加强与客户的交流沟通，输出在段机车检查方案及机车运用过程中应急处置方案，确保机车正常运行。