關(guān)于動車組運用檢修限度表的研究

王艷爽，楊 濤

(中車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062)

我國動車組檢修按照動車組的走行里程或運營時間分為5個等級：一級和二級檢修為運用檢修，三級、四級和五級檢修為定期高級檢修[1]。隨著運營動車組的增加，動車所的運用檢修任務(wù)日益繁重，在緊張的入庫時間內(nèi)完成動車組的狀態(tài)檢查，確保列車安全運營是動車所最重要的工作[2]。運用檢修限度表是運用檢修作業(yè)中重點項目的檢修標(biāo)準(zhǔn)，是動車組運用檢修的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。各型動車組運用檢修限度的要求差別較大，造成對限度的理解和執(zhí)行困難，因此合理制定清晰統(tǒng)一的運用檢修限度表顯得極為重要，對運用檢修工作具有積極的指導(dǎo)作用[3]。

1 運用檢修限度表結(jié)構(gòu)研究

運用檢修限度表既要明確檢修項目的限度值，還需實現(xiàn)不同車型檢修項目的縱向比較及相同項目限度值的橫向?qū)Ρ?，從而為檢修技術(shù)的優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

1.1 原運用檢修限度表結(jié)構(gòu)

原限度表是各型動車組單獨做一張表(圖1)，每個限度表項點依次進(jìn)行羅列，這對于單種車型沒有問題，但各動車所均運營多種型號動車組，由于不同車型之間相同部件、相同內(nèi)容的項目描述各不相同，限度描述口徑差別也很大，不利于現(xiàn)場執(zhí)行，并且對相似項目不易通過不同車型的比對實現(xiàn)技術(shù)分析和優(yōu)化。

圖1 原動車組運用檢修限度表示例

1.2 運用檢修限度表結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案建議

針對動車組的共性特點，采用產(chǎn)品樹分析方法，按照系統(tǒng)、部件、項目等層次結(jié)構(gòu)建立限度表縱向目錄；橫向目錄可設(shè)置為平臺及車型分類。在此基礎(chǔ)上納入限度值，更便于檢修限度的比較、優(yōu)化和使用管理[4]。

對原限度表結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的同時，將原限度表中的“項目”拆分成“項目”和“項點”，使具體檢修項目和缺陷形式變得更醒目，使得重點信息突出。同時增加一列“說明”，用來附注相關(guān)信息，對后續(xù)限度表增補新車型提供指導(dǎo)性建議。

將原限度表中“原型”及“備注”信息欄合并列入修程分節(jié)中，均作為限度值的備注信息。圖2為優(yōu)化后的限度表示例。另外，原限度表中電務(wù)車載接口限度混插在車輛限度中，在查詢限度表時容易遺漏，可將電務(wù)車載接口相關(guān)限度作為一大項，版面集中在一起。

圖2 優(yōu)化后動車組運用檢修限度表示例

2 各型動車組及其部件運用檢修限度項點的優(yōu)化及規(guī)范

檢修項目要依據(jù)動車組及部件的性能特征、安全等級等因素進(jìn)行制定。動車組運用檢修限度表的檢修項點主要集中在車體、輪對、空氣彈簧、制動盤、受電弓、碳滑板等零部件上。

2.1 車體

車體的運用檢修限度主要是針對排障器的。原限度表中各型動車組排障器對應(yīng)的實物部件不一致，有的車型限度表中排障器是指前鼻組成的除雪犁，有的車型是指車體的主排障，還有部分車型的排障器和安裝在轉(zhuǎn)向架上的掃石器名稱混淆。因此需對各種排障器的名稱統(tǒng)一規(guī)范，以避免在現(xiàn)場執(zhí)行過程中出現(xiàn)辨識錯誤。

通過對各類排障功能部件進(jìn)行梳理，將其名稱進(jìn)行統(tǒng)一和分類，可分為車體主排障器、車體輔助排障器和轉(zhuǎn)向架掃石器三大類，各車型依據(jù)各自結(jié)構(gòu)特點確定相應(yīng)的限度值。

2.2 車輪

2.2.1踏面缺陷

車輪踏面發(fā)生擦傷、剝離等缺陷后，導(dǎo)致車輪與鋼軌接觸不良，加大振動和沖擊，在動車組每日入庫時需對車輪踏面狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。對于車輪踏面缺陷，CRH1型動車組要求檢查踏面擦傷、剝離；CRH2型動車組要求檢查踏面擦傷、剝離、硌傷、接觸疲勞；CRH3型動車組要求檢查踏面擦傷、金屬堆積、脫層、剝落、氧化皮、剝離、凹陷及車輪卷邊；CRH5型動車組要求檢查踏面擦傷、剝離、連續(xù)碾長。在現(xiàn)場執(zhí)行中主要是根據(jù)缺陷大小及形成原因判斷，但是對于很多缺陷的種類無法辨識明確，如發(fā)生金屬堆積時，需先修復(fù)表面后再進(jìn)行判斷。

為更有效地結(jié)合現(xiàn)場執(zhí)行，并保證運行安全，可綜合缺陷的技術(shù)特征及限值要求，將車輪踏面缺陷合并為剝離、擦傷、硌傷3項，對各車型形成統(tǒng)一的項點要求。

2.2.2車輪直徑差

車輪直徑差(簡稱輪徑差)較大時，將拉大各車輪線速度，使輪軌出現(xiàn)非對稱接觸而加劇車輪的磨耗。原限度表中，CRH1型動車組明確了同一輪對及同一轉(zhuǎn)向架的輪徑差要求；CRH3型動車組增加了同一車輛輪徑差要求；CRH2型動車組又增加了同一車輛單元內(nèi)車輛間輪徑差要求；CRH5型動車組因轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)的特殊性增加了同一動車內(nèi)2條動力輪對的輪徑差要求(CRH5型動車組動力轉(zhuǎn)向架配有一條動力輪對和一條非動力輪對)。

從各車型輪徑差要求來看，各車型的測量口徑各不相同，這主要由各車型轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)及制動系統(tǒng)決定的。因此需要尋找更合理的項點口徑，即滿足各技術(shù)平臺的參數(shù)要求，又能對項點進(jìn)行統(tǒng)型，以方便各動車所現(xiàn)場執(zhí)行。因此，將輪徑差統(tǒng)一為同一輪對、同一動力轉(zhuǎn)向架、同一非動力轉(zhuǎn)向架、同一車廂(動車車廂動輪間、拖車車廂非動力輪間)幾個項目，這樣除CRH2型動車組同一車輛單元輪徑差外，實現(xiàn)了各車型輪徑差的要求口徑統(tǒng)一，并且兼容了CRH5型動車組的特殊性。

動車組輪徑差計算方法有兩種：CRH1、CRH2型動車組是對范圍內(nèi)所有車輪中最大輪徑值和最小輪徑值進(jìn)行比較；CRH3、CRH5型動車組是先對同一輪對兩車輪直徑取完平均值后再對平均值進(jìn)行比較。從技術(shù)角度分析，對平均值進(jìn)行比較會對峰值有削弱的作用，對輪徑差分析會產(chǎn)生很小范圍的偏差，且在現(xiàn)場執(zhí)行過程中，增加了人為工作量。因此很多動車所在實際執(zhí)行過程中亦將CRH3、CRH5型動車組按照CRH1、CRH2型的計算方法進(jìn)行了統(tǒng)型。為更嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并實現(xiàn)各平臺的統(tǒng)型，可明確輪徑差的比較應(yīng)為車輪直徑的最大值與最小值之差。

2.2.3車輪踏面外形

動車組輪對在運行一定里程后需對踏面進(jìn)行旋修。所有動車組均已實現(xiàn)經(jīng)濟型薄輪緣踏面，根據(jù)車輪踏面狀態(tài)選擇更合理的踏面尺寸進(jìn)行旋修。原限度表中明確的踏面外形(輪緣高度、厚度等尺寸)標(biāo)準(zhǔn)是指車輪運行中的極限值，如果旋修尺寸選擇不合適將產(chǎn)生浪費，減少車輪的使用壽命。因此在限度表中需明確旋修的尺寸及旋修后的尺寸。

2.3 車軸

各車型限度表中，只有CRH2型動車組包含車軸軸身擦傷撞擊等限度要求，其他車型均無車軸運用檢修標(biāo)準(zhǔn)。動車所在進(jìn)行檢修工作時，為保證運行安全，對車軸管控過分嚴(yán)格，甚至有時對無需大修的車軸按照高級修標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下車修復(fù)。

車軸缺陷應(yīng)在滿足技術(shù)要求的條件下綜合運用與高級修作業(yè)條件的區(qū)別，將限度項點按照是否有涂層分開考慮，統(tǒng)型為車軸軸身擦傷深度、車軸軸身局部撞擊損傷深度、涂層3種。

2.4 制動盤

2.4.1制動盤裂紋

各型動車組制動盤結(jié)構(gòu)及材料基本相同，但其制動盤裂紋限度要求差異很大，裂紋定義易混淆，檢測方式多樣，如各車型制動盤裂紋普遍分為初始裂紋、表面裂紋、發(fā)紋等，但各車型裂紋的含義各不相同，甚至出現(xiàn)有些車型制動盤裂紋含義正好相反的情況，這對現(xiàn)場執(zhí)行造成相當(dāng)大的困難。

制動盤裂紋類型需從裂紋的形成原因、表現(xiàn)形式及位置進(jìn)行分析，制動盤裂紋在摩擦環(huán)徑向比厚度方向安全敏感度高，摩擦環(huán)的邊緣區(qū)域比中間區(qū)域安全敏感度高。

綜合分析后可按照裂紋在摩擦環(huán)厚度方向是否貫穿將其分為表面裂紋(未貫穿摩擦環(huán)厚度方向的裂紋)和非表面裂紋(貫穿摩擦環(huán)厚度方向的裂紋)。非表面裂紋按照摩擦環(huán)徑向是否貫穿又分為初始裂紋(貫穿摩擦環(huán)的厚度方向，但尚未從摩擦環(huán)的內(nèi)徑到達(dá)外徑的裂紋)和穿透裂紋(貫穿摩擦環(huán)的厚度方向，且從摩擦環(huán)內(nèi)徑貫穿到摩擦環(huán)外徑的裂紋)。

按裂紋所在摩擦環(huán)表面區(qū)域可將裂紋分為中間區(qū)域裂紋(a裂紋)、邊緣區(qū)域裂紋(b裂紋)及組合裂紋(摩擦環(huán)上2條及以上且最小距離小于7 mm的裂紋)三大類。

通過上面的分析，將制動盤裂紋檢修限度按照材質(zhì)和安裝部位進(jìn)行統(tǒng)型，分為軸盤(灰口鑄鐵)、軸盤(球墨鑄鐵、鑄鋼)、輪盤(鑄鋼)三大類。對限度描述規(guī)范后明確各車型檢修限度項點，對限度一致的進(jìn)行統(tǒng)型。在限度表中將制動盤裂紋作為各車型公用的附件，如表3所示。

表3 制動盤裂紋檢修限度項點優(yōu)化建議表

2.4.2制動盤磨耗

制動盤磨耗主要是為了保證制動盤有足夠的有效接觸面，從接觸情況考慮需檢測剩余磨耗量、兩側(cè)厚度差及摩擦環(huán)傾斜情況。原限度表中關(guān)于制動盤磨耗的要求有整體測量與單側(cè)測量兩種方式。采用整體測量時依然需先進(jìn)行單側(cè)測量再進(jìn)行計算，否則無法卡控厚度差，因此可明確檢修限度描述口徑，統(tǒng)型為單側(cè)測量方式下的參數(shù)。

從磨耗類別上分析，可將各車型制動盤磨耗限度統(tǒng)型為：輪盤磨耗限度(單側(cè)測量)、軸盤磨耗限度(單側(cè)測量)、制動盤偏磨限度(摩擦環(huán)厚度差)、制動盤摩擦環(huán)傾斜磨損限度(最高點和最低點之差)。

2.5 空氣彈簧

各型動車組空氣彈簧的結(jié)構(gòu)形式及工作原理是相同的，且動車組在設(shè)計的時候均已充分考慮空簧的安全裕量。但原限度表中，對空簧橡膠氣囊缺陷的運用檢修要求按照三級修的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，這必然會導(dǎo)致極度浪費橡膠氣囊的使用壽命。

綜合運用情況，橡膠氣囊缺陷項點可統(tǒng)型為深度、長度、單處面積及鼓包。因橡膠材料的特性，缺陷深度很難保證人工測量的準(zhǔn)確性，因此根據(jù)結(jié)構(gòu)原理對各缺陷深度可統(tǒng)型規(guī)定為“充氣狀態(tài)下裂紋、磨損、外傷、龜裂等各類缺陷不得出現(xiàn)簾線外露”。根據(jù)空簧的運用經(jīng)驗，缺陷長度和面積均可在三級修標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上放寬，并實現(xiàn)各車型統(tǒng)型。因橡膠氣囊的層次結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空簧出現(xiàn)鼓包時，必須考慮是否有漏氣情況，鼓包限度的判定既要方便執(zhí)行，又要避免存在隱患，因此當(dāng)鼓包限度未超限時，還需人工接觸判斷是否有氣壓感。

2.6 主供電

2.6.1受電弓

原限度表中各車型受電弓靜態(tài)接觸壓力、升降弓時間測量口徑差異較大，不利于現(xiàn)場操作。受電弓靜態(tài)接觸壓力測量可統(tǒng)一為：不拆阻尼器時測量受電弓靜態(tài)接觸壓力，測量落弓位以上0.5 m處、可測量的最高點(不超過1.9 m)及兩者中間任一點(建議選靠近中點處)3處。測量值卡控項點為3個參數(shù)：上升過程中、下降過程中、上升及下降過程中同一高度點的受電弓靜態(tài)接觸壓力的差值。對不同受電弓檢修限度值分別進(jìn)行說明，升降弓時間計時統(tǒng)一為不拆阻尼器情況下以受電弓開始動作點計時。

2.6.2絕緣子

不同車型車頂絕緣子檢查要求和內(nèi)容均不同，不利于現(xiàn)場檢查作業(yè)。可將25 kV絕緣子的檢修限度按材質(zhì)進(jìn)行歸類，分為陶瓷絕緣子和非陶瓷絕緣子(硅橡膠絕緣子、環(huán)氧樹脂絕緣子)兩大類。這樣劃分后實現(xiàn)了同類絕緣子執(zhí)行完全一致的檢修限度。

2.6.3碳滑板

原限度表中CRH1、CRH2、CRH5型動車組對碳滑板磨耗后的高度和兩滑板高度差有要求，CRH3型動車組在此基礎(chǔ)上又增加了側(cè)面及上表面裂紋要求。目前各車型動車組對磨耗后的高度要求均為≥5 mm，兩碳滑板高度差均為≤3 mm，但各型號碳滑板鋁基座和氣道結(jié)構(gòu)差異較大，隨著供應(yīng)商的不斷增加，有些碳滑板不能滿足此標(biāo)準(zhǔn)，有些碳滑板標(biāo)準(zhǔn)又偏于保守。

根據(jù)磨耗件的特性，不應(yīng)只給出一個運用檢修限度，在執(zhí)行過程中，動車組出庫后對于接近檢修限度要求的磨耗件，雖然符合要求，卻不好判定能不能出車。因此，首先應(yīng)該明確安全極限，即動車組在運行過程中均要滿足此限度要求，然后在安全極限的基礎(chǔ)上根據(jù)碳滑板的磨耗性能并結(jié)合一級修運行里程制定出庫磨耗限度。這樣各動車所可根據(jù)動車組的下次運行里程合理優(yōu)化檢修標(biāo)準(zhǔn)。

2.7 供風(fēng)制動

2.7.1閘片磨耗

原限度表中閘片磨耗限度僅針對克諾爾閘片，隨著國產(chǎn)化閘片供應(yīng)商的增加，現(xiàn)有閘片磨耗已不能單一根據(jù)車型來制定。原限度制定時，各型號閘片剩余厚度的測量基準(zhǔn)不同，在現(xiàn)場執(zhí)行過程中容易混淆。

通過對各型號閘片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可統(tǒng)一規(guī)范閘片剩余磨耗測量基準(zhǔn)為鋼背外側(cè)(即包含燒結(jié)小鋼背)。同碳滑板的磨耗理念相似，需要制定閘片磨耗的安全極限及出庫磨耗限度。目前動車組用閘片主要有粉末冶金和有機兩種材質(zhì)，相同材質(zhì)閘片的磨耗能力基本相同，因此在確定各閘片的安全極限后，可對安全極限以外的磨耗限度實現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，方便各動車所執(zhí)行。

2.7.2閘片與制動盤摩擦面間隙

原限度表中，閘片與制動盤摩擦面的間隙要求單側(cè)測量，即分別測量每側(cè)間隙，此種測量方法誤差大?？蓪⑺熊囆徒y(tǒng)一為測量兩側(cè)間隙之和，測量時將閘片壓緊到盤面上，測量另外一側(cè)間隙。

3 結(jié)束語

動車組車型較多，同類部件運用限度口徑差異較大，不僅對動車所的工作造成相當(dāng)大困難，更不利于我國動車組運用檢修技術(shù)的深化研究。

本文對動車組運用檢修限度表實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的規(guī)范，同時又將不同車型的檢修項目及限值的優(yōu)化需求更直觀地表現(xiàn)出來，對后續(xù)新增車型運用限度的制定給出了更合理的指導(dǎo)性規(guī)則。目前優(yōu)化后的運用檢修限度表已初步運用，得到了各動車所的認(rèn)可。動車組運用檢修限度的優(yōu)化是一項長期的工程，需要經(jīng)過實踐檢驗后不斷完善和修正。