城際動車組三級檢修工藝優(yōu)化

鄭錦瑞

(中車廣東軌道交通車輛有限公司 技術(shù)部，廣東 江門 529100)

1 主要部件存在的問題及工藝優(yōu)化

在城際動車組首輪三級檢修中，涉及的部件主要是水箱裝置、開閉罩、外端門及折棚風擋。水箱裝置存在的問題是液位反饋功能失效及排水故障；開閉罩存在的問題是縫隙偏大，無法正常關(guān)閉及異響;外端門存在的問題是隔離不正常，開關(guān)門運行速度不一致;折棚風擋存在的問題是其狀態(tài)修與整車氣密試驗干涉。

1.1 水箱裝置

1.1.1 水箱裝置液位反饋功能失效問題

1.1.1.1原因分析

水箱裝置在三級檢修中，列車通電之后出現(xiàn)液位反饋功能失效問題發(fā)生的概率比較高。現(xiàn)場對入廠檢修的1列城際動車組3號車水箱在裝滿水的情況下做排水試驗，試驗結(jié)果顯示，在客室配電盤的水箱控制箱的0%、25%液位顯示均沒有變化。而再按照以上的方式檢驗1號車，0%、25%液位顯示正常，因此排除電氣線路控制問題，確認是3號車的浮球功能出現(xiàn)了問題。打開3號車液位開關(guān)位置的蓋板，分別拆開0%、25%液位浮球的連接線，將浮球按逆時針方向從水箱里面擰出來，使用蜂鳴器檢測其功能，撥動浮球前端活動桿子，蜂鳴器均不響，說明這2個浮球電阻值沒有變化。由以上試驗可得出，發(fā)生液位反饋功能失效問題的原因是浮球功能失效。圖1為水箱控制箱0%、25%液位浮球位置。

為進一步分析浮球功能失效的原因，現(xiàn)場檢查拆卸出來的2個浮球，發(fā)現(xiàn)其活動桿子表面已經(jīng)結(jié)了水垢，清理水垢后再檢測浮球的阻值，0%液位浮球在檢測時蜂鳴器響，說明此浮球內(nèi)部的干簧管功能正常，而25%液位浮球在檢測時蜂鳴器仍不響，說明此浮球的干簧管功能已經(jīng)損壞。檢測其他車的浮球功能失效的情況的結(jié)果見表1，蜂鳴器不響用“0”表示，蜂鳴器響用“1”表示(包括清理水垢后的情況)。7號車0%液位浮球和3號車0%液位浮球的情況一樣，一開始檢測功能失效，清潔水垢之后再檢測其阻值是有變化的。由此分析得出，使得浮球功能失效的原因一是浮球活動桿子結(jié)水垢，二是浮球內(nèi)部的干簧管損壞。

圖1 水箱控制箱0%、25%液位浮球位置

表1 浮球功能檢測統(tǒng)計表

浮球功能失效問題發(fā)生在靜態(tài)調(diào)試車間，對靜態(tài)調(diào)試工作進度影響較大，而在組裝檢修車間沒有發(fā)現(xiàn)該問題，主要是因為組裝檢修是在單車不具備整列車通電的條件下進行。

1.1.1.2工藝優(yōu)化

調(diào)試水箱時，對于在排水試驗過程中發(fā)現(xiàn)的液位反饋功能失效的浮球，先增加對浮球清潔和檢測工步要求，識別和更換有問題的浮球，再做排水試驗，確保其水箱液位反饋功能恢復(fù)正常。

以上措施是靜態(tài)調(diào)試時發(fā)現(xiàn)問題后的再處理，需要拆卸車下設(shè)備艙的裙板和底板，還可能會因需要更換的浮球備件不足而導(dǎo)致緊急采購，這兩者都將影響整體的檢修進度。因此，為了預(yù)防此問題再次在靜態(tài)調(diào)試時發(fā)生，在組裝檢修車間對水箱裝置檢修工序增加液位開關(guān)(浮球)的檢修工步內(nèi)容。具體操作如下：

(1) 拆開液位開關(guān)位置的蓋板，扭開2個液位開關(guān)的連接線，擰出液位開關(guān)并將其清潔干凈，尤其對開關(guān)動作的感應(yīng)部位清除水垢等異物,直至干凈；

(2) 采用蜂鳴器(或者萬用表)對液位開關(guān)進行功能檢查，發(fā)現(xiàn)液位開關(guān)有損壞的情況應(yīng)進行更換；

(3) 用密封膠帶纏繞液位開關(guān)的螺紋處，安裝液位開關(guān)；

(4) 恢復(fù)液位開關(guān)的線路及其蓋板。

1.1.2 水箱裝置排水故障

1.1.2.1原因分析

水箱裝置發(fā)生排水故障有以下2種情況：第1種情況是列車不通電的情況下出現(xiàn)一直在排水的異?，F(xiàn)象(5號車)；第2種情況是列車通電后出現(xiàn)一直在排水的異?，F(xiàn)象(3號車)。

圖2為某型城際動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)部分原理圖。

圖2 某型城際動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)部分原理圖

結(jié)合給水衛(wèi)生系統(tǒng)原理圖進行分析，水箱裝置進水電磁閥得電時打開，排水電磁閥得電后關(guān)閉，水箱的水經(jīng)過單向閥和流量開關(guān)到水泵，經(jīng)過壓力緩沖罐、通氣閥、揚程壓力開關(guān)、吸氣檢測壓力開關(guān)、泄漏檢測開關(guān)、過濾器之后通過供水管路到達輸出單元，即蹲式便器和洗手器。排水電磁閥1和進水電磁閥連接，排水電磁閥2接于水泵和輸出單元之間。第1種情況，在電氣控制單元(DTC)正常的條件下，進水電磁閥不得電時應(yīng)關(guān)閉，一直在排水說明進水電磁閥有異常。第2種情況，同樣在DTC正常的條件下，排水電磁閥1在不得電時應(yīng)正常關(guān)閉，一直在排水說明排水電磁閥1有異常。

現(xiàn)場打開5號車水箱裝置端部的蓋板，拆開5號車進水電磁閥，分解電磁閥發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有水垢雜質(zhì)，對其清潔干凈后重新安裝，再進行排水試驗，發(fā)現(xiàn)在未通電時一直排水的問題依然存在。因此，通過分析電磁閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)得出，在未通電時，進水電磁閥內(nèi)部的活動鐵芯在彈簧的作用下，向下頂在橡膠閥上，封住橡膠閥的中心孔，但橡膠閥未能阻擋進水，密封不嚴，橡膠閥老化失效是導(dǎo)致進水電磁閥未通電時一直排水的原因。圖3為5號車進水、排水電磁閥位置，圖4為進水電磁閥拆解圖。

圖3 5號車進水、排水電磁閥位置

圖4 進水電磁閥拆解圖

拆開3號車水箱排水電磁閥1并分解檢查，發(fā)現(xiàn)橡膠閥有水垢雜質(zhì)，使得橡膠閥密封不嚴而導(dǎo)致其一直排水。

1.1.2.2工藝優(yōu)化

如果調(diào)試水箱時發(fā)現(xiàn)排水異常，則增加排查、分解清潔、檢測3個工步要求：先結(jié)合給水衛(wèi)生系統(tǒng)原理圖分析和找出有問題的電磁閥；再通過拆卸、分解和清潔該電磁閥，檢測該電磁閥通水功能，識別和更換有問題的電磁閥；最后再次做排水試驗，確保水箱排水功能正常。

從預(yù)防的角度進行工藝優(yōu)化，縮短在靜態(tài)調(diào)試車間調(diào)試水箱的時間，提前在組裝檢修車間相應(yīng)的水箱裝置檢修工序重點對進水電磁閥和排水電磁閥進行清潔和檢測維護。具體操作如下：

(1) 從水箱裝置上拆卸電磁閥并對其分解，使用毛刷清理其內(nèi)部的水垢雜質(zhì)，再用細抹布沾清水將其擦拭干凈；

(2) 對電磁閥進行檢測，用DC 24 V的直流穩(wěn)壓電源工裝檢測電磁閥的功能，先用供水管將電磁閥接入水源，再將電源接入電磁閥的正負極，觀察電磁閥的通水狀態(tài)，電磁閥通電應(yīng)通水，斷電則不通水，若有異常應(yīng)進行更換；

(3) 恢復(fù)電磁閥安裝。

1.2 開閉罩及開閉機構(gòu)

1.2.1 開閉罩縫隙偏大問題

1.2.1.1原因分析

《城際動車組三級檢修規(guī)程》要求開閉罩縫隙≤5 mm，現(xiàn)車部分開閉罩關(guān)閉后出現(xiàn)縫隙偏大的問題，中間縫隙現(xiàn)場測量達8.5 mm。經(jīng)分析，組裝檢修車間檢查開閉罩時，開閉機構(gòu)在單車的情況下沒有DC 24 V的電源輸入給頭罩控制器，同時沒有氣源驅(qū)動來完成開合動作，只通過手動操作解鎖鋼絲繩對機構(gòu)解鎖，然后手動將開閉罩推到閉合狀態(tài)，在無電無氣的工況下對其檢查，并調(diào)整開閉罩的縫隙使之符合5 mm以下的要求。而在靜態(tài)調(diào)試車間，在列車通電有氣的工況下開閉罩閉合后的縫隙會變大，靜態(tài)調(diào)試車間只驗證開閉罩開合功能是否正常，不測量其縫隙尺寸。氣源驅(qū)動和手動2種工況的作用力大小不一樣，氣源驅(qū)動時作用力不大且恒定，而手動時作用力較大、不恒定，瞬間能達到較大的作用力，因此導(dǎo)致2種工況下開閉罩閉合的縫隙不一樣。

1.2.1.2工藝優(yōu)化

在開閉罩靜態(tài)調(diào)試時增加開閉罩開合功能試驗的次數(shù)，并且在功能試驗的同時增加縫隙測量尺寸的要求，如不符合尺寸要求，需要重新調(diào)整達到要求。

以上的處理措施可以保證列車出廠時開閉罩縫隙符合要求，但對靜態(tài)調(diào)試整體進度有影響。因此，需進行工藝優(yōu)化，在組裝檢修車間有電有氣的工況下檢查開閉罩的縫隙。具體操作如下：

(1) 實現(xiàn)臨時電源。結(jié)合頭罩控制器電氣原理圖(圖5)，由列車103B主線電壓輸入給24 V電源轉(zhuǎn)換裝置，將主線DC 100 V直流電轉(zhuǎn)化成DC 24 V直流電，給頭罩控制器一個臨時電源輸入，因此需要給頭罩控制器接一個DC 24 V的直流穩(wěn)壓電源工裝。

圖5 頭罩控制器電氣原理圖

(2) 實現(xiàn)臨時氣源。將單車制動管路接入管路保壓小車，提供(880±10) kPa的壓縮空氣作為臨時驅(qū)動氣源。

上述措施可提前在組裝檢修車間實現(xiàn)電氣調(diào)整開閉罩的縫隙，減少后續(xù)調(diào)試的作業(yè)時間，進而提高檢修效率。

1.2.2 開閉罩無法正常關(guān)閉及異響問題

1.2.2.1原因分析

經(jīng)現(xiàn)場分析，開閉罩無法正常關(guān)閉及異響問題是因開閉機構(gòu)運行不順暢導(dǎo)致的。開閉機構(gòu)的運動副為直線運動導(dǎo)軌和轉(zhuǎn)動支撐，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)運動副局部位置灰塵與原潤滑油脂的混合物未清除干凈，而且開閉機構(gòu)在檢修時涂抹的通用鋰基潤滑脂的量不足，從而引起了直線運動導(dǎo)軌與轉(zhuǎn)動支撐運行時卡滯，產(chǎn)生異響，使得開閉罩無法正常關(guān)閉。圖6為開閉機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6 開閉機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2.2.2工藝優(yōu)化

開閉機構(gòu)檢修時，通過以下措施進行優(yōu)化：

(1) 重點對直線運動導(dǎo)軌和轉(zhuǎn)動支撐的運動部位進行清潔，噴涂中性清洗劑，用白細布將原潤滑脂與灰塵等雜質(zhì)的混合物擦拭干凈；

(2) 規(guī)定對開閉機構(gòu)運動部位涂抹通用鋰基潤滑脂的具體用量，根據(jù)經(jīng)驗，涂抹量為(100±10) g為宜，使用有規(guī)定容量的注油脂槍作業(yè)，且涂抹均勻，并3次通過手動關(guān)閉和開啟開閉機構(gòu)，使得潤滑脂充分潤滑到活動部位，再次檢查確認活動部位無卡滯現(xiàn)象。

1.3 外端門

1.3.1 外端門隔離不正常問題

1.3.1.1原因分析

圖7為隔離鎖與隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。使用六角鑰匙打開門扇的隔離鎖，但外端門不能被正常隔離，此問題有2種情況：

(1) 隔離鎖被打開時，應(yīng)推動鎖桿觸碰門機構(gòu)上的隔離開關(guān)S1的觸頭，但由于行程不足而導(dǎo)致無法正常觸碰到隔離開關(guān)S1的觸頭，因此隔離開關(guān)得不到觸發(fā)，進而外端門的門控器得不到隔離信號，最終導(dǎo)致外端門無法正常隔離；

(2) 鎖桿能觸發(fā)隔離開關(guān)，發(fā)出“滴答”響聲，說明鎖桿已達到行程，但隔離開關(guān)未能正常發(fā)出門被隔離的信號，由此推斷外端門隔離開關(guān)已經(jīng)損壞。

圖7 外端門隔離結(jié)構(gòu)示意圖

1.3.1.2工藝優(yōu)化

(1) 對于外端門隔離鎖無法觸發(fā)開關(guān)問題，現(xiàn)場測量鎖桿行程，得到鎖桿行程的偏差量。若偏差量在3 mm以內(nèi)(含3 mm)，可采用微調(diào)整的方法：在隔離開關(guān)的位置增加相應(yīng)厚度的調(diào)整墊片使得開關(guān)向下偏移，并更換更長些的螺栓，保證此螺栓在不與門扇的承載輪干涉的條件下滿足鎖桿的行程要求，使得隔離鎖正常被觸發(fā)。若偏差量在3 mm以上，則需采用整體調(diào)整的方法：松開外端門承載驅(qū)動機構(gòu)固定于車體的螺栓,調(diào)整門機構(gòu)兩端的調(diào)節(jié)支架上的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整門機構(gòu)離地面的高度，往下調(diào)整，直到鎖桿正常觸發(fā)到隔離鎖，且保證門扇下沿與下導(dǎo)軌上表面的距離為(5±2) mm。

(2) 對于外端門隔離開關(guān)損壞的問題，通過更換開關(guān)，可恢復(fù)隔離功能。

以上措施在靜態(tài)調(diào)試車間列車通電的情況下才能實施。為了不影響調(diào)試的整體進度，可在組裝檢修車間外端門檢修工序增加外端門隔離功能檢修內(nèi)容，通過使用六角鑰匙對外端門隔離鎖進行操作，檢查鎖桿是否能觸發(fā)隔離開關(guān)。若不能正常觸發(fā)，按照(1)的方法處理；若能正常觸發(fā)，開關(guān)發(fā)出“滴答”響聲，還需要進一步驗證開關(guān)是否完好，通過蜂鳴器(或萬用表測電阻值)檢測隔離開關(guān)功能，用蜂鳴器的正極線和負極線分別與隔離開關(guān)連接好，觸發(fā)隔離開關(guān)，蜂鳴器發(fā)出響聲說明隔離開關(guān)完好，若沒有響聲則按照(2)的方法處理。

1.3.2 外端門開關(guān)門運行速度不一致問題

1.3.2.1原因分析

在列車通電工況下，外端門開關(guān)門運行速度不一致。表2為現(xiàn)場統(tǒng)計的一列車外端門開關(guān)門的時間(為了避開初始啟動反應(yīng)時間的影響，在每個門運行2次后開始記錄時間)。從表2可以看出，開門時間普遍比關(guān)門時間短，開關(guān)門時間大部分在5 s以內(nèi)，僅5號車1位端開門時間超出5 s，3號車1位端開門時間比關(guān)門時間長。實際運用情況顯示，5號車1位端開門緩慢，阻力較大，而關(guān)門正常；4號車2位端關(guān)門時剛開始有顫動，后面順暢，而開門正常；3號車1位端開門時開始卡滯，后面順暢，而關(guān)門正常。實際運用情況和表2的開關(guān)門時間統(tǒng)計基本符合。

表2 外端門開關(guān)門時間統(tǒng)計表 s

現(xiàn)場進一步分析，在外端門沒有異常運行的情況下，影響其運行速度的直接因素之一是門扇和滑道的位置狀態(tài)，門扇的防跳輪的松緊度對開關(guān)門阻力大小有影響，防跳輪越緊，阻力越大，速度越慢，時間越長，具體量化尺寸體現(xiàn)在防跳輪與上導(dǎo)軌圓弧面的間隙大小上；另外，復(fù)位器的復(fù)位力大小對開門阻力大小也有影響(復(fù)位器位置見圖8)，電機驅(qū)動開門需克服機械復(fù)位力，復(fù)位力越大，電機驅(qū)動力越大，也將影響開門的時間。間接因素則是電機及運動部件潤滑不足。

對于外端門存在運行抖動、卡滯和異響的問題，經(jīng)現(xiàn)場分析，在通電工況下有2種情況：

(1) 非電機驅(qū)動原因。外端門存在運行過程中的純機械阻礙項點，有因門扇下沿與下導(dǎo)軌的間隙過小而導(dǎo)致的卡滯，有因下導(dǎo)軌與門扇下沿的間隙里面有灰塵與油脂混合物或異物而導(dǎo)致的卡滯，有因門框防擠手膠條與門扇干涉導(dǎo)致的卡滯。

(2) 電機驅(qū)動原因。松開門扇與電機鏈條的連接支架(具體位置見圖8)，發(fā)現(xiàn)外端門在沒有電機驅(qū)動的情況下能正常開關(guān)門，沒有卡滯，非常順暢，說明外端門的電機驅(qū)動出現(xiàn)問題，因無法正常驅(qū)動而導(dǎo)致外端門運行抖動、卡滯甚至異響的問題。

圖8 外端門的零部件位置示意圖

1.3.2.2工藝優(yōu)化

明確外端門開關(guān)門速度，可通過時間來量化。參考新造外端門的技術(shù)條件，開關(guān)門時間要求5 s以內(nèi)，檢修也可參照這個要求，設(shè)置在5 s以內(nèi)，具有可操作性。其次在調(diào)整門扇運行速度前，需先處理外端門異常運行的問題。非電機驅(qū)動問題調(diào)整門扇與下導(dǎo)軌間隙符合(5±2) mm要求，清除門扇下沿和下導(dǎo)軌間隙的異物，調(diào)整門框防擠手膠條的安裝位置使之不與門扇干涉；若是電機驅(qū)動問題，則更換電機。

在確保以上異常問題處理完成的情況下，按以下方法調(diào)整門扇運行速度：首先檢查電機及運動部件鋰基潤滑脂的量是否足夠，不足時增加潤滑脂，再適當調(diào)節(jié)防跳輪的松緊，保證防跳輪與上導(dǎo)軌圓弧面的間隙為0.1～0.15 mm；然后松開復(fù)位器的緊固螺釘,通過一字螺絲刀調(diào)節(jié)復(fù)位器的復(fù)位力大小,進而調(diào)整電機驅(qū)動開門時間，同時在自動復(fù)位與門機構(gòu)不連接的狀態(tài)下，使用彈簧秤檢查手動開關(guān)門力，確保其不大于150 N；最后再次通電檢查外端門運行狀態(tài)，運行時間控制在5 s以內(nèi)。

1.4 折棚風擋

折棚風擋的問題是其狀態(tài)修與整車氣密試驗干涉。

1.4.1 原因分析

《城際動車組三級檢修規(guī)程》只要求折棚風擋狀態(tài)修，不要求分解檢修，但要求做整車氣密試驗，即整車封堵后對車體進行充氣，氣壓從4 kPa降至1 kPa的時間不小于50 s。新造車整車氣密試驗是在折棚風擋安裝前進行的，且新造車的標準是要求氣壓達到8 kPa，整車氣密端門封堵工裝是為了滿足氣密試驗的氣壓要求，使用了加固橫桿在車體端墻上面折棚風擋的側(cè)墻導(dǎo)向機構(gòu)的安裝孔進行固定，且在車輛內(nèi)部使用了封堵工裝旋轉(zhuǎn)卡扣將工裝固定于車輛內(nèi)部的端墻上。而檢修時折棚風擋已經(jīng)安裝好，若使用原整車氣密端門封堵工裝加上橫桿及工裝內(nèi)部的卡扣，將與折棚風擋篷布及風擋各部件(渡板、踏板等)、外端扶手、外端門壓條以及客室端部間壁發(fā)生干涉，無法正常做整車氣密試驗。

1.4.2 工藝優(yōu)化

拆卸折棚風擋篷布及風擋各部件、外端門扶手、外端門壓條、端部間壁，使用原整車氣密端門封堵工裝進行試驗，理論上可行，但折棚風擋篷布與端墻一周在新造時已施加密封膠，若拆卸篷布，先要割膠，再拆緊固件，比較耗時，也影響檢修進度；而拆卸外端門壓條，容易損壞壓條及其美觀膠條，增加檢修成本；拆卸端部間壁，則需拆卸客室端部的扶手、側(cè)頂板、邊頂板、中頂板及平頂板，拆卸部件多，增加檢修時間和成本。

因此，不拆折棚風擋篷布、外端門壓條及端部間壁等內(nèi)裝件，只拆影響整車氣密性的風擋各部件、外端扶手，則需要根據(jù)篷布內(nèi)側(cè)的尺寸來制作端門封堵工裝進行工藝優(yōu)化。結(jié)合檢修氣密試驗的氣壓要求(4 kPa)，通過封堵工裝承受的氣密壓力和結(jié)構(gòu)強度計算，取消固定于側(cè)墻導(dǎo)向機構(gòu)安裝孔的橫桿及工裝內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)卡扣，只需制作避開篷布和外端門門框壓條的端門封堵工裝，在端門封堵板外4個角上增加4個固定座，使用M8×40的六角頭螺栓將固定座安裝于原車體側(cè)墻導(dǎo)向機構(gòu)的安裝孔，制作2個橫桿分別卡在同一水平線位置的固定座凹槽內(nèi),并順時針方向轉(zhuǎn)動橫桿上4個壓緊裝置的轉(zhuǎn)輪,通過螺旋副機構(gòu)旋出壓緊塊頂住端門封堵板,同時橫桿的長度根據(jù)風擋篷布內(nèi)尺寸的實際情況來制作,這樣可適應(yīng)篷布內(nèi)有限的空間。端門封堵工裝安裝見圖9，通過現(xiàn)車驗證，該工裝能滿足檢修整車氣密要求。

2 共性問題及工藝優(yōu)化

分析以上水箱裝置、開閉罩、外端門偶發(fā)的故障,其共性問題是設(shè)備零部件的故障都在列車調(diào)試階段才發(fā)現(xiàn)，延長了列車調(diào)試的整體時間。因此，提出如下工藝優(yōu)化措施：

圖9 氣密試驗端門封堵工裝安裝圖

(1) 在組裝車間進行精細檢修，針對故障率比較高的零部件進行清潔和檢測維護，防止有問題的零部件流轉(zhuǎn)到列車調(diào)試階段，從而縮短列車調(diào)試的整體時間。

(2) 通過制作簡易模擬零部件作業(yè)工況的工裝實現(xiàn)快速檢測。例如通電工況，可制作直流穩(wěn)壓電源裝置，輸出端設(shè)置鐵夾子；通水工況，可更改工業(yè)水龍頭的連接接頭，單獨引出一條用于檢測通水的細水管，其管徑需與零部件的管徑一致。

(3) 做好每個零部件的檢測記錄，做到可追溯和查詢，便于后面優(yōu)化檢測方法。

3 結(jié)束語

本文對城際動車組三級檢修中遇到的部件檢修問題進行了原因分析，提出了處理措施和工藝優(yōu)化措施，并在某型城際動車組7列車的三級檢修中得以驗證。這些處理措施及工藝優(yōu)化不僅有利于提高城際動車組的檢修工作效率，也對后續(xù)城際動車組高級檢修具有借鑒意義。