動車組高級檢修規程對比分析優化研究*

張慶華， 王華勝

(1　中國鐵路北京局集團公司　車輛處， 北京 100086；2　中國鐵道科學研究院　機車車輛研究所， 北京 100081)

我國動車組具有多技術平臺和多型號的特點，為滿足不同車型動車組的高級修需求，針對不種車型制定了相應的檢修規程。一方面，由于各車型動車組源于不同技術平臺，在功能結構、技術特點、維修需求等方面有明顯差異；另一方面，各型動車組在主要技術特征、部件功能、材料性能、載荷形式、運用環境、失效機理等方面又有許多共同點；這使得不同車型動車組檢修規程在內容和標準上既有共性特征又有個性化差異。擬通過不同車型動車組檢修規程間橫向對比分析，按照取長補短、求同存異的原則開展檢修規程優化，以實現動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　我國動車組高級修狀況

針對我國動車組結構功能特點和運用維修需求，以現代維修理論為指導，按照計劃預防修為主的原則，制定了動車組一至五級修程。其中一、二級屬于運用維修，以維護保養為主，在動車所完成；三、四、五級屬于高級檢修，以恢復基本性能為主，在動車段或主機廠完成。各高級修主要內容包括：

(1) 三級檢修—重要部件分解檢修。主要針對轉向架進行分解檢修， 以及對制動、牽引、空調等重要系統進行狀態檢查和功能測試。

(2) 四級檢修—重要系統全面分解檢修。主要針對動車組各系統的分解檢修，主要包括轉向架、制動、牽引、空調等系統的分解檢修，電氣部件的性能測試及更換，車內設施的檢修等。

(3) 五級檢修—整車全面分解檢修。對全車進行分解檢修，較大范圍地更新零部件，根據運營需要對動車組進行技術升級和改造。

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

從表1可看出， CRH1系列、CRH5系列、CRH3C、CRH380B系列、CRH380CL車型動車組的高級修周期基本一致，其檢修內容和要求也大體相當。CRH2系列、CRH380A系列動車組與其他車型動車組在高級修周期方面有較大差別，即其四級修周期(120萬km)、五級修周期(240萬km)、次輪五級修周期(480萬km)與其他車型的三級修周期(120萬km)、四級修周期(240萬km)、五級修周期(480萬km)相對應，其相應的檢修內容和要求也大體相當。因此，在檢修規程的制定時已初步考慮了相同平臺、相似車型的規程整合，下一步可針對修程周期相同的不同車型間高級修規程開展橫向對比分析。

2　高級修規程橫向對比分析原則及目標

(1) 動車組高級修規程橫向對比分析是針對修程周期相同的不同車型動車組相同或相近產品檢修規程，從產品結構功能、運用條件、故障模式以及檢修范圍、方式、方法、參數、限度等方面開展全方位對比分析研究，按照取長補短、求同存異的原則對檢修規程進行全面優化，實現確保安全性、維持可靠性、兼顧經濟性的動車組檢修目標。開展規程橫向對比分析應遵循以下原則：

表1　動車組高級修規程制定情況

① 取長補短。我國各型動車組源自不同技術平臺，運用多年來歷經了不同的技術發展路線并日漸成熟，其間的許多經驗和認識都在檢修規程中有所體現，綜合評價也各有優劣。實踐經驗表明，某車型在某項產品檢修中的成功經驗完全可以推廣到其他車型類似產品檢修中；經過某車型長期驗證沒有效果甚至有負作用的檢修方式和措施也應在其他車型檢修中去除。總的原則是，取某車型檢修之“長”補其他車型檢修之“短”，使各車型的共性檢修經驗共享。

② 求同存異。在取長補短的原則基礎上，還要全面考慮不同車型的設計思想、功能結構、技術特點、故障規律等方面的諸多不同，有時相同或相似部件裝在不同車型上，其承載水平、運用特點、故障模式、故障頻率、故障后果可能均不相同。因此對其檢修要求也應有所不同，不能通過橫向對比分析對各車型檢修規程作簡單的統一處理，必須要考慮不同車型的差異性，在取長補短的同時還要做到求同存異。

(2) 通過對不同車型各級檢修規程進行橫向對比分析，開展規程修訂優化工作，實現確保安全性、維持可靠性、兼顧經濟性的動車組檢修工作目標。

① 確保安全性

動車組結構功能復雜，各系統及部件的維修需求和故障后果不同，對于車體重要結構、轉向架、車下懸吊、制動以及高壓牽引等涉及安全的系統和部件，在檢修時應本著慎之又慎、適度保守的原則分析檢修范圍和標準的適用性和有效性，相關檢修要求只要有效就應采用。對于由于設計、制造缺陷引起的慣性故障和源頭質量問題，沒有適用而有效的檢修措施可采用時，需要通過源頭質量整治、加裝改造等改進性維修措施，從根本上提高產品固有可靠性。

② 維持可靠性

動車組牽引、輔助、網絡等功能系統均具有較高的冗余度，其故障一般沒有安全后果，可以按照適用、有效、經濟的原則選擇預防性維修方式和策略，最大限度維持產品固有可靠性。

③ 兼顧經濟性

對于動車組內裝、客服設備等故障后既不影響安全又不影響運用的產品，除進行必要的維護保養外，可從經濟性角度綜合權衡是否需要預防性維修，有些采用故障后再維修的事后維修方式可能更加經濟和有效，在檢修規程中可不必做太多要求。

3　高級修規程橫向對比分析方法

3.1　確定各型動車組共性重要部件

基于各型動車組共有技術特點分析，篩選對動車組高級修技術、人員、設備、設施、成本、停時等具有顯著影響的部件作為共性重要部件，針對共性重要部件開展檢修規程橫向對比分析，按照取長補短、求同存異的原則對相關規程進行修訂、優化，可起到事半功倍的效果。按照動車組車體、轉向架、制動、牽引、輔助、網絡、空調、給水衛生、內裝等9大功能系統，初步梳理出50種共性重要部件，具體部件如下：

(1) 車體：側門、風擋、端部車鉤、中間車鉤、開閉機構、刮雨器。

(2) 轉向架：構架組成、輪對、軸箱軸承、軸箱裝置、軸箱彈簧、油壓減振器、空氣彈簧裝置、抗側滾扭桿、齒輪箱、聯軸節、制動夾鉗、速度傳感器、溫度傳感器、接地裝置。

(3) 制動系統：主空壓機、輔助空壓機、制動控制裝置。

(4) 牽引系統：受電弓、主斷路器、避雷器、互感器、保護接地開關、高壓隔離開關、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機、冷卻風機。

(5) 輔助系統：蓄電池、充電機。

(6) 網絡控制及信息系統：煙火報警器、自動過分相裝置、旅客信息系統、車載電視。

(7) 空調系統：客室空調、司機室空調、電加熱器、換氣裝置。

(8) 給排水及衛生系統：電開水爐、集便器。

(9) 內裝與設備：車內感應電動門、司機室座椅、客室座椅、冰箱、冷藏柜。

3.2　定義動車組檢修工作類型

目前各型動車組檢修規程對于共性重要部件不僅在檢修方式、要求、限度、參數方面有所不同，而且相同檢修方式、要求的描述也有很大差別，給檢修規程橫向對比帶來很大困難。為此，文獻[2]根據動車組預防性維修工作不同特點，基于檢修復雜程度、技術水平、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、潤滑、限度檢查、功能檢查、性能測試、修復或更換、分解檢修、組裝調試。依據上述工作類型對各型動車組檢修規程進行提煉、規范，在此基礎上開展橫向對比分析。

3.3　高級修規程橫向對比分析示例

表2以動車組蓄電池三級修為例，分別針對CRH1、CRH2、CRH3、CRH5系列型號動車組進行對比分析[3-6]，給出規程優化綜合建議。

4　規程橫向對比優化典型項目分析

通過各型動車組各級檢修規程橫向對比分析，提出檢修規程增加項目建議、減少項目建議和簡統項目建議，在此基礎上結合運用、檢修實踐和故障率做進一步研究，為檢修規程修訂和優化提供參考建議。

4.1　典型增加項目分析

通過開展檢修規程橫向對比分析發現，有些方法和措施在確保動車組運行安全性和可靠性方面非常有效，可在其他車型上進行推廣。

(1) 車體、轉向架等安全結構部件在不同車型高級修要求中差異較大，有的要求徹底分解、檢查、測量、探傷，有的僅進行簡單目視檢查。這些部件隨材料性能、應力水平可能不同，但承載形式、故障模式及影響大同小異，按照累積損傷原理，隨著動車組運行里程的增加，車體和轉向架的承載部件出現疲勞、裂損、變形的概率會增加，雖然這些部件設計安全余量比較大，首輪高級修時狀態也都比較好，但長時間運用后在次輪高級修時出現疲勞、裂損、變形的風險會增大。為此，建議動車組高級修時，結合拆解范圍，對車體、轉向架相關部件可達關鍵部位進行探傷檢查和形位尺寸測量，以便及時掌握部件狀態，防止安全隱患發生。

(2) 各型動車組牽引電機三級修均為分解檢修，檢修項目及要求基本相同，通過對比分析發現，某型動車組牽引電機分解檢修時不對轉子進行探傷檢查，而其他車型三級修時均要求對轉子進行探傷檢查，轉子軸長期承載、高速旋轉屬于疲勞件，尤其是軸頸等部位應力條件復雜，存在裂紋萌生和擴展的風險，應該充分利用電機分解修機會進行徹底隱患排查和檢測，為此，建議在全面分析論證基礎上，三級修時增加該型動車組牽引電機轉子軸探傷檢測項目。

4.2　典型減少項目分析

減少項目主要是指檢修工作不適用、檢修效果不佳甚至會產生負作用、檢修費效比明顯不合理等檢修要求和項目。比較典型的減少項目包括：

(1) 某些電氣產品為驗證其耐電壓性能，在部件檢修試驗時進行耐壓試驗，整機組裝測試階段再次進行耐電壓試驗。但耐電壓試驗對產品具有一定的破壞性，尤其是同一產品多次做耐壓試驗可能會縮短其剩余壽命，為此，建議電氣產品只在組裝測試階段進行耐電壓試驗，避免重復做耐電壓試驗。

(2) 某型動車組在四級修時對牽引變流器功率模塊進行OC關斷試驗，其他車型均沒有此項要求。分析表明，該試驗對器件具有較大損傷性，屬新品型式試驗內容，此外，即使功率模塊出現故障，還有其他多重保護措施，不會造成嚴重后果。為此，建議相關部門進行充分試驗論證后，取消該試驗項目。

4.3　典型簡統項目分析

通過高級修規程橫向對比分析發現，很多檢修項目和要求可在綜合分析基礎上進行簡統化，主要包括以下

表2　典型系列動車組蓄電池三級檢修規程橫向對比分析

幾種情況：

(1) 相同或相近廠家及型號產品裝在不同車型動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，有的要求現車狀態檢查，建議在充分論證基礎上，統一執行現車狀態檢查要求。

(2) 同類產品的組裝測試項目可簡統化。如：各型動車組牽引電機高級修時均為分解檢修，但檢修后的組裝測試項目差別較大，完全可以統一測試要求；又如：動車組軸箱彈簧高級修須下車檢修測試，比較有效的檢修測試項目包括彈簧間壓痕檢查以及自由高、載荷高、垂直度測量，可以把上述項目作為軸箱彈簧高級修的簡統化要求。

5　結　論

針對我國各型動車組運用檢修共性需求和個性化差異，提出了不同車型動車組高級修規程橫向對比分析方法，創新了修程修制優化途徑。

(1) 提出了動車組檢修規程橫向對比分析的取長補短、求同存異原則，制定了確保安全性、維持可靠性、兼顧經濟性的規程優化目標。

(2) 基于各型動車組結構、功能共性特點，確定了對動車組檢修技術、人員、設備、設施、成本、停時等具有顯著影響的動車組共性重要部件，明確了檢修規程橫向對比分析目標和對象。

(3) 按照檢修復雜程度、技術水平、資源需求不同，對動車組檢修工作類型進行了定義和分類，為檢修規程橫向對比分析提供了規范化標準和尺度。

(4) 選取典型部件示例說明檢修規程橫向對比分析方法，結合規程分析結果，列舉規程典型增加項目、減少項目和簡統項目建議，驗證了方法的適用性和有效性。

隨著動車組修程范圍的不斷深入和檢修經驗、統計數據的不斷積累，相應檢修規程也需不斷修訂和完善。檢修規程橫向對比分析工作是實現不同車型檢修經驗和成果共享的有效途徑，通過該項工作的持續開展，對于提高動車組檢修質量、降低檢修成本會起到事半功倍的效果。