動(dòng)車組高級(jí)檢修規(guī)程對(duì)比分析優(yōu)化研究*

張慶華， 王華勝

(1　中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)公司　車輛處， 北京 100086；2　中國(guó)鐵道科學(xué)研究院　機(jī)車車輛研究所， 北京 100081)

我國(guó)動(dòng)車組具有多技術(shù)平臺(tái)和多型號(hào)的特點(diǎn)，為滿足不同車型動(dòng)車組的高級(jí)修需求，針對(duì)不種車型制定了相應(yīng)的檢修規(guī)程。一方面，由于各車型動(dòng)車組源于不同技術(shù)平臺(tái)，在功能結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、維修需求等方面有明顯差異；另一方面，各型動(dòng)車組在主要技術(shù)特征、部件功能、材料性能、載荷形式、運(yùn)用環(huán)境、失效機(jī)理等方面又有許多共同點(diǎn)；這使得不同車型動(dòng)車組檢修規(guī)程在內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)上既有共性特征又有個(gè)性化差異。擬通過(guò)不同車型動(dòng)車組檢修規(guī)程間橫向?qū)Ρ确治?，按照取長(zhǎng)補(bǔ)短、求同存異的原則開(kāi)展檢修規(guī)程優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組安全可靠性與檢修效率效益的綜合平衡和最佳匹配。

1　我國(guó)動(dòng)車組高級(jí)修狀況

針對(duì)我國(guó)動(dòng)車組結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)和運(yùn)用維修需求，以現(xiàn)代維修理論為指導(dǎo)，按照計(jì)劃預(yù)防修為主的原則，制定了動(dòng)車組一至五級(jí)修程。其中一、二級(jí)屬于運(yùn)用維修，以維護(hù)保養(yǎng)為主，在動(dòng)車所完成；三、四、五級(jí)屬于高級(jí)檢修，以恢復(fù)基本性能為主，在動(dòng)車段或主機(jī)廠完成。各高級(jí)修主要內(nèi)容包括：

(1) 三級(jí)檢修—重要部件分解檢修。主要針對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解檢修， 以及對(duì)制動(dòng)、牽引、空調(diào)等重要系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)檢查和功能測(cè)試。

(2) 四級(jí)檢修—重要系統(tǒng)全面分解檢修。主要針對(duì)動(dòng)車組各系統(tǒng)的分解檢修，主要包括轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)、牽引、空調(diào)等系統(tǒng)的分解檢修，電氣部件的性能測(cè)試及更換，車內(nèi)設(shè)施的檢修等。

(3) 五級(jí)檢修—整車全面分解檢修。對(duì)全車進(jìn)行分解檢修，較大范圍地更新零部件，根據(jù)運(yùn)營(yíng)需要對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和改造。

表1給出了動(dòng)車組各主要車型的制造單位、檢修規(guī)程制定和高級(jí)修周期等信息[1]。

從表1可看出， CRH1系列、CRH5系列、CRH3C、CRH380B系列、CRH380CL車型動(dòng)車組的高級(jí)修周期基本一致，其檢修內(nèi)容和要求也大體相當(dāng)。CRH2系列、CRH380A系列動(dòng)車組與其他車型動(dòng)車組在高級(jí)修周期方面有較大差別，即其四級(jí)修周期(120萬(wàn)km)、五級(jí)修周期(240萬(wàn)km)、次輪五級(jí)修周期(480萬(wàn)km)與其他車型的三級(jí)修周期(120萬(wàn)km)、四級(jí)修周期(240萬(wàn)km)、五級(jí)修周期(480萬(wàn)km)相對(duì)應(yīng)，其相應(yīng)的檢修內(nèi)容和要求也大體相當(dāng)。因此，在檢修規(guī)程的制定時(shí)已初步考慮了相同平臺(tái)、相似車型的規(guī)程整合，下一步可針對(duì)修程周期相同的不同車型間高級(jí)修規(guī)程開(kāi)展橫向?qū)Ρ确治觥?/p>

2　高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治鲈瓌t及目標(biāo)

(1) 動(dòng)車組高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治鍪轻槍?duì)修程周期相同的不同車型動(dòng)車組相同或相近產(chǎn)品檢修規(guī)程，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能、運(yùn)用條件、故障模式以及檢修范圍、方式、方法、參數(shù)、限度等方面開(kāi)展全方位對(duì)比分析研究，按照取長(zhǎng)補(bǔ)短、求同存異的原則對(duì)檢修規(guī)程進(jìn)行全面優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)確保安全性、維持可靠性、兼顧經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)車組檢修目標(biāo)。開(kāi)展規(guī)程橫向?qū)Ρ确治鰬?yīng)遵循以下原則：

表1　動(dòng)車組高級(jí)修規(guī)程制定情況

① 取長(zhǎng)補(bǔ)短。我國(guó)各型動(dòng)車組源自不同技術(shù)平臺(tái)，運(yùn)用多年來(lái)歷經(jīng)了不同的技術(shù)發(fā)展路線并日漸成熟，其間的許多經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)都在檢修規(guī)程中有所體現(xiàn)，綜合評(píng)價(jià)也各有優(yōu)劣。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，某車型在某項(xiàng)產(chǎn)品檢修中的成功經(jīng)驗(yàn)完全可以推廣到其他車型類似產(chǎn)品檢修中；經(jīng)過(guò)某車型長(zhǎng)期驗(yàn)證沒(méi)有效果甚至有負(fù)作用的檢修方式和措施也應(yīng)在其他車型檢修中去除?？偟脑瓌t是，取某車型檢修之“長(zhǎng)”補(bǔ)其他車型檢修之“短”，使各車型的共性檢修經(jīng)驗(yàn)共享。

② 求同存異。在取長(zhǎng)補(bǔ)短的原則基礎(chǔ)上，還要全面考慮不同車型的設(shè)計(jì)思想、功能結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)、故障規(guī)律等方面的諸多不同，有時(shí)相同或相似部件裝在不同車型上，其承載水平、運(yùn)用特點(diǎn)、故障模式、故障頻率、故障后果可能均不相同。因此對(duì)其檢修要求也應(yīng)有所不同，不能通過(guò)橫向?qū)Ρ确治鰧?duì)各車型檢修規(guī)程作簡(jiǎn)單的統(tǒng)一處理，必須要考慮不同車型的差異性，在取長(zhǎng)補(bǔ)短的同時(shí)還要做到求同存異。

(2) 通過(guò)對(duì)不同車型各級(jí)檢修規(guī)程進(jìn)行橫向?qū)Ρ确治?，開(kāi)展規(guī)程修訂優(yōu)化工作，實(shí)現(xiàn)確保安全性、維持可靠性、兼顧經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)車組檢修工作目標(biāo)。

① 確保安全性

動(dòng)車組結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜，各系統(tǒng)及部件的維修需求和故障后果不同，對(duì)于車體重要結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向架、車下懸吊、制動(dòng)以及高壓牽引等涉及安全的系統(tǒng)和部件，在檢修時(shí)應(yīng)本著慎之又慎、適度保守的原則分析檢修范圍和標(biāo)準(zhǔn)的適用性和有效性，相關(guān)檢修要求只要有效就應(yīng)采用。對(duì)于由于設(shè)計(jì)、制造缺陷引起的慣性故障和源頭質(zhì)量問(wèn)題，沒(méi)有適用而有效的檢修措施可采用時(shí)，需要通過(guò)源頭質(zhì)量整治、加裝改造等改進(jìn)性維修措施，從根本上提高產(chǎn)品固有可靠性。

② 維持可靠性

動(dòng)車組牽引、輔助、網(wǎng)絡(luò)等功能系統(tǒng)均具有較高的冗余度，其故障一般沒(méi)有安全后果，可以按照適用、有效、經(jīng)濟(jì)的原則選擇預(yù)防性維修方式和策略，最大限度維持產(chǎn)品固有可靠性。

③ 兼顧經(jīng)濟(jì)性

對(duì)于動(dòng)車組內(nèi)裝、客服設(shè)備等故障后既不影響安全又不影響運(yùn)用的產(chǎn)品，除進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)外，可從經(jīng)濟(jì)性角度綜合權(quán)衡是否需要預(yù)防性維修，有些采用故障后再維修的事后維修方式可能更加經(jīng)濟(jì)和有效，在檢修規(guī)程中可不必做太多要求。

3　高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治龇椒?/h2>

3.1　確定各型動(dòng)車組共性重要部件

基于各型動(dòng)車組共有技術(shù)特點(diǎn)分析，篩選對(duì)動(dòng)車組高級(jí)修技術(shù)、人員、設(shè)備、設(shè)施、成本、停時(shí)等具有顯著影響的部件作為共性重要部件，針對(duì)共性重要部件開(kāi)展檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治?，按照取長(zhǎng)補(bǔ)短、求同存異的原則對(duì)相關(guān)規(guī)程進(jìn)行修訂、優(yōu)化，可起到事半功倍的效果。按照動(dòng)車組車體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)、牽引、輔助、網(wǎng)絡(luò)、空調(diào)、給水衛(wèi)生、內(nèi)裝等9大功能系統(tǒng)，初步梳理出50種共性重要部件，具體部件如下：

(1) 車體：側(cè)門(mén)、風(fēng)擋、端部車鉤、中間車鉤、開(kāi)閉機(jī)構(gòu)、刮雨器。

(2) 轉(zhuǎn)向架：構(gòu)架組成、輪對(duì)、軸箱軸承、軸箱裝置、軸箱彈簧、油壓減振器、空氣彈簧裝置、抗側(cè)滾扭桿、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、制動(dòng)夾鉗、速度傳感器、溫度傳感器、接地裝置。

(3) 制動(dòng)系統(tǒng)：主空壓機(jī)、輔助空壓機(jī)、制動(dòng)控制裝置。

(4) 牽引系統(tǒng)：受電弓、主斷路器、避雷器、互感器、保護(hù)接地開(kāi)關(guān)、高壓隔離開(kāi)關(guān)、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)。

(5) 輔助系統(tǒng)：蓄電池、充電機(jī)。

(6) 網(wǎng)絡(luò)控制及信息系統(tǒng)：煙火報(bào)警器、自動(dòng)過(guò)分相裝置、旅客信息系統(tǒng)、車載電視。

(7) 空調(diào)系統(tǒng)：客室空調(diào)、司機(jī)室空調(diào)、電加熱器、換氣裝置。

(8) 給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)：電開(kāi)水爐、集便器。

(9) 內(nèi)裝與設(shè)備：車內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)門(mén)、司機(jī)室座椅、客室座椅、冰箱、冷藏柜。

3.2　定義動(dòng)車組檢修工作類型

目前各型動(dòng)車組檢修規(guī)程對(duì)于共性重要部件不僅在檢修方式、要求、限度、參數(shù)方面有所不同，而且相同檢修方式、要求的描述也有很大差別，給檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ葞?lái)很大困難。為此，文獻(xiàn)[2]根據(jù)動(dòng)車組預(yù)防性維修工作不同特點(diǎn)，基于檢修復(fù)雜程度、技術(shù)水平、資源要求的差別，從低到高可把維修工作類型依次定義為以下9種：目視檢查、清潔、潤(rùn)滑、限度檢查、功能檢查、性能測(cè)試、修復(fù)或更換、分解檢修、組裝調(diào)試。依據(jù)上述工作類型對(duì)各型動(dòng)車組檢修規(guī)程進(jìn)行提煉、規(guī)范，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展橫向?qū)Ρ确治觥?/p>

3.3　高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治鍪纠?/h3>

表2以動(dòng)車組蓄電池三級(jí)修為例，分別針對(duì)CRH1、CRH2、CRH3、CRH5系列型號(hào)動(dòng)車組進(jìn)行對(duì)比分析[3-6]，給出規(guī)程優(yōu)化綜合建議。

4　規(guī)程橫向?qū)Ρ葍?yōu)化典型項(xiàng)目分析

通過(guò)各型動(dòng)車組各級(jí)檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治?，提出檢修規(guī)程增加項(xiàng)目建議、減少項(xiàng)目建議和簡(jiǎn)統(tǒng)項(xiàng)目建議，在此基礎(chǔ)上結(jié)合運(yùn)用、檢修實(shí)踐和故障率做進(jìn)一步研究，為檢修規(guī)程修訂和優(yōu)化提供參考建議。

4.1　典型增加項(xiàng)目分析

通過(guò)開(kāi)展檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治霭l(fā)現(xiàn)，有些方法和措施在確保動(dòng)車組運(yùn)行安全性和可靠性方面非常有效，可在其他車型上進(jìn)行推廣。

(1) 車體、轉(zhuǎn)向架等安全結(jié)構(gòu)部件在不同車型高級(jí)修要求中差異較大，有的要求徹底分解、檢查、測(cè)量、探傷，有的僅進(jìn)行簡(jiǎn)單目視檢查。這些部件隨材料性能、應(yīng)力水平可能不同，但承載形式、故障模式及影響大同小異，按照累積損傷原理，隨著動(dòng)車組運(yùn)行里程的增加，車體和轉(zhuǎn)向架的承載部件出現(xiàn)疲勞、裂損、變形的概率會(huì)增加，雖然這些部件設(shè)計(jì)安全余量比較大，首輪高級(jí)修時(shí)狀態(tài)也都比較好，但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用后在次輪高級(jí)修時(shí)出現(xiàn)疲勞、裂損、變形的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增大。為此，建議動(dòng)車組高級(jí)修時(shí)，結(jié)合拆解范圍，對(duì)車體、轉(zhuǎn)向架相關(guān)部件可達(dá)關(guān)鍵部位進(jìn)行探傷檢查和形位尺寸測(cè)量，以便及時(shí)掌握部件狀態(tài)，防止安全隱患發(fā)生。

(2) 各型動(dòng)車組牽引電機(jī)三級(jí)修均為分解檢修，檢修項(xiàng)目及要求基本相同，通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，某型動(dòng)車組牽引電機(jī)分解檢修時(shí)不對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行探傷檢查，而其他車型三級(jí)修時(shí)均要求對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行探傷檢查，轉(zhuǎn)子軸長(zhǎng)期承載、高速旋轉(zhuǎn)屬于疲勞件，尤其是軸頸等部位應(yīng)力條件復(fù)雜，存在裂紋萌生和擴(kuò)展的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該充分利用電機(jī)分解修機(jī)會(huì)進(jìn)行徹底隱患排查和檢測(cè)，為此，建議在全面分析論證基礎(chǔ)上，三級(jí)修時(shí)增加該型動(dòng)車組牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子軸探傷檢測(cè)項(xiàng)目。

4.2　典型減少項(xiàng)目分析

減少項(xiàng)目主要是指檢修工作不適用、檢修效果不佳甚至?xí)a(chǎn)生負(fù)作用、檢修費(fèi)效比明顯不合理等檢修要求和項(xiàng)目。比較典型的減少項(xiàng)目包括：

(1) 某些電氣產(chǎn)品為驗(yàn)證其耐電壓性能，在部件檢修試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，整機(jī)組裝測(cè)試階段再次進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)。但耐電壓試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品具有一定的破壞性，尤其是同一產(chǎn)品多次做耐壓試驗(yàn)可能會(huì)縮短其剩余壽命，為此，建議電氣產(chǎn)品只在組裝測(cè)試階段進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)，避免重復(fù)做耐電壓試驗(yàn)。

(2) 某型動(dòng)車組在四級(jí)修時(shí)對(duì)牽引變流器功率模塊進(jìn)行OC關(guān)斷試驗(yàn)，其他車型均沒(méi)有此項(xiàng)要求。分析表明，該試驗(yàn)對(duì)器件具有較大損傷性，屬新品型式試驗(yàn)內(nèi)容，此外，即使功率模塊出現(xiàn)故障，還有其他多重保護(hù)措施，不會(huì)造成嚴(yán)重后果。為此，建議相關(guān)部門(mén)進(jìn)行充分試驗(yàn)論證后，取消該試驗(yàn)項(xiàng)目。

4.3　典型簡(jiǎn)統(tǒng)項(xiàng)目分析

通過(guò)高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治霭l(fā)現(xiàn)，很多檢修項(xiàng)目和要求可在綜合分析基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)統(tǒng)化，主要包括以下

表2　典型系列動(dòng)車組蓄電池三級(jí)檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治?/p>

幾種情況：

(1) 相同或相近廠家及型號(hào)產(chǎn)品裝在不同車型動(dòng)車組上檢修要求明顯不同。如某型主斷路器裝在不同車型上，有的要求下車分解檢修，有的要求現(xiàn)車狀態(tài)檢查，建議在充分論證基礎(chǔ)上，統(tǒng)一執(zhí)行現(xiàn)車狀態(tài)檢查要求。

(2) 同類產(chǎn)品的組裝測(cè)試項(xiàng)目可簡(jiǎn)統(tǒng)化。如：各型動(dòng)車組牽引電機(jī)高級(jí)修時(shí)均為分解檢修，但檢修后的組裝測(cè)試項(xiàng)目差別較大，完全可以統(tǒng)一測(cè)試要求；又如：動(dòng)車組軸箱彈簧高級(jí)修須下車檢修測(cè)試，比較有效的檢修測(cè)試項(xiàng)目包括彈簧間壓痕檢查以及自由高、載荷高、垂直度測(cè)量，可以把上述項(xiàng)目作為軸箱彈簧高級(jí)修的簡(jiǎn)統(tǒng)化要求。

5　結(jié)　論

針對(duì)我國(guó)各型動(dòng)車組運(yùn)用檢修共性需求和個(gè)性化差異，提出了不同車型動(dòng)車組高級(jí)修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治龇椒?，?chuàng)新了修程修制優(yōu)化途徑。

(1) 提出了動(dòng)車組檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治龅娜￠L(zhǎng)補(bǔ)短、求同存異原則，制定了確保安全性、維持可靠性、兼顧經(jīng)濟(jì)性的規(guī)程優(yōu)化目標(biāo)。

(2) 基于各型動(dòng)車組結(jié)構(gòu)、功能共性特點(diǎn)，確定了對(duì)動(dòng)車組檢修技術(shù)、人員、設(shè)備、設(shè)施、成本、停時(shí)等具有顯著影響的動(dòng)車組共性重要部件，明確了檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治瞿繕?biāo)和對(duì)象。

(3) 按照檢修復(fù)雜程度、技術(shù)水平、資源需求不同，對(duì)動(dòng)車組檢修工作類型進(jìn)行了定義和分類，為檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治鎏峁┝艘?guī)范化標(biāo)準(zhǔn)和尺度。

(4) 選取典型部件示例說(shuō)明檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治龇椒ǎY(jié)合規(guī)程分析結(jié)果，列舉規(guī)程典型增加項(xiàng)目、減少項(xiàng)目和簡(jiǎn)統(tǒng)項(xiàng)目建議，驗(yàn)證了方法的適用性和有效性。

隨著動(dòng)車組修程范圍的不斷深入和檢修經(jīng)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不斷積累，相應(yīng)檢修規(guī)程也需不斷修訂和完善。檢修規(guī)程橫向?qū)Ρ确治龉ぷ魇菍?shí)現(xiàn)不同車型檢修經(jīng)驗(yàn)和成果共享的有效途徑，通過(guò)該項(xiàng)工作的持續(xù)開(kāi)展，對(duì)于提高動(dòng)車組檢修質(zhì)量、降低檢修成本會(huì)起到事半功倍的效果。