论地铁车辆维修策略

邢浩

南京地铁运营有限责任公司江苏南京210000

摘要：地铁车辆是乘客的载体，它的安全、稳定、可靠需要一套良好的维修体系支撑，如果能对车辆全生命周期进行维修研究，了解其在服役期内的性能和故障规律，将会最大限度发挥其全部价值。严格意义上来说，地铁车辆在规划设计阶段就已进入车辆全生命周期阶段。

关键词：地铁车辆；全生命周期；维修

1车辆设计阶段维修性设计

目前国内地铁在车辆设计方面能够考虑可靠性和稳定性的较多，但同时考虑可维修性的并不多。可维修性是更深层次车辆后期维修成本的隐含因素，对生命周期成本的影响更明显，将带来更大的附加成本。如果在车辆设计阶段就能充分考虑后期车辆的可维修性，将会大大降低车辆的维修成本。因此，在原有地铁车辆设计上，应提倡增加车辆的可维修性设计，包含以下几方面：

（1）易检查性。日常巡检的车辆部位要有易于检查和工具测量的空间，易损易耗件的更换要有工器具操作的空间。

（2）易接近性。容易看到和接触到故障部位，易于用手或工具进行维修。

（3）易拆装性。车辆上所用零部件要易于拆装，避免复杂的工艺流程，减少维修难度和所用工时。

除需要考虑可维修性外，以下几方面因素也与后期车辆维修紧密相关：

（1）车辆各零部件的可靠程度。车辆上各零部件的可靠度直接影响车辆检修工作量，也直接关系到车辆故障数量。使用稳定、可靠的零部件会大大降低车辆后期的故障率和维修成本。

（2）零部件标准化。车辆用零部件标准化程度越高，种类越少，后期维修零部件的种类越少，车辆资源的共享程度越高，相应库存量和种类也会相应减少，会越有利于降低后期车辆维修成本。

2地铁车辆故障特点

目前，地铁车辆主要采用预防修和状态修相结合的维修模式。预防修主要参考指标是车辆运行公里数和车辆零部件使用寿命；状态修主要是结合车辆故障和实际运用状态进行维修。按照地铁车辆检修设计规范和车辆维修手册标准，结合其他地铁线路车辆检修经验，车辆预防修划分为：日检、月修、定修、架修和大修5个等级。车辆状态修主要针对车辆实际运用中的大故障、季节性整备、各子系统日常运行状态和故障率进行维修，主要分为：车轮镟修、临修、专项整备和故障修4个方面。

2.1故障发生规律

从时间维度考虑，地铁车辆故障遵循浴盆曲线规律（见图1）。车辆一生故障可分为3个阶段：磨合故障期、偶发故障期和损耗故障期。

（1）磨合故障期：主要是新车投入使用时各系统和连接之间需要进行磨合和相互间的配合工作，是地铁车辆投入使用时必须经历的过程，期间的故障无规律性、突发性较强，期间应细心检查、合理操作和进行基本维护保养，操作上重视紧固、调整和车辆负荷的控制，注重状态检查、记录、原因分析和参数调整。

（2）偶发故障期：该阶段车辆故障进入平缓低谷，机械类零部件故障主要因空气粉尘，螺栓松动，润滑介质失效、泄露及润滑不良引起；电气类零部件故障主要因外部冲击和影响造成，如短路、电网不稳引起突然超负荷或低负荷、尘土覆盖散热不良、绝缘烧毁等。操作误和维修过失也是造成偶发期故障的原因。因此，期间对各零部件的除尘、清扫、紧固、润滑、散热和屏蔽保护工作非常重要；另外，也要注重操作规范、维修行为规范、维修工艺规范，较少维修失误也十分必要。

2.2故障分类

从故障属性上来考虑，车辆全生命周期内的故障主要分为两大类：机械故障和电气故障。

（1）机械故障主要是由于零部件磨损、材料老化、腐蚀、疲劳等导致，故障主要由零部件配合、啮合、对中、平衡、紧固、位置变化、表面性能、匹配等缺陷引起，需定期巡检、维护，及时发现问题并尽快解决，如调整角度、距离、位置、高度、找准、加平衡块、紧固螺栓、润滑、加固、减振、水平定位等。

（2）电气类零部件故障主要是因为元器件老化、接触不良、接地不当、线网电压突变、雷电干扰等因素造成，需通过检查接线、电参数、电源模块等电子、电器元件，出现故障迹象或达到使用寿命次数的要及时更换。

3地铁车辆维修模式及特点

维修是解决并处理故障的根本途径。当维修时间周期接近车辆零部件磨损发生故障的实际周期时，这种维修才是最佳的，其经济效益才是最显著的。地铁车辆是一个涉及到多专业的复杂系统，通过车辆状态的监测和各子系统的故障分析，确定车辆故障属性，并需要通过研究不同的车辆故障特点选择不同的维修策略进行故障处理。

3.1维修模式分类

从以往的维修经验来看，地铁车辆维修模式可总结为以下几种：

（1）定期维修。也称作预防维修，指按照固定周

期对车辆零部件的检查、修理和更换。适用于故障特征随时间变化、有明显和固定损坏周期的零部件。如按照一定周期进行分解检修的转向架、基础制动装置、车钩、牵引电机、门机构等，如按一定速度磨损的紧固件、接地装置、接触器、受电靴、闸瓦等金属、绝缘或消耗部件，按一定速度老化的一二系悬挂装置、蓄电池、电源模块、密封胶条等橡胶、电子元器件或化工材料，按一定速度挥发或变质的介质（如润滑脂、润滑油）等。

（2）状态维修。也称作视情维修，是指根据状态检查和趋势监测信息进而决定维修策略的一种预知维修模式。适用于可实施监测、易于实施监测、监测信息可以准确定位并预知故障发生时间的零部件，如构架检测、车轮镟修、车轴检测、风机维修等，目前经常采用的状态监测方式包括量具测量、无损检测、实验设备检测等。

3.2具体维修方式

地铁车辆的复杂性造成了其维修模式组合的复杂性，同样，车辆各子系统分包商的不同也造成了各子系统的维修项目和时间周期有所差异。可以结合车辆各零部件的性能特点进行维修策略的研究，找出规律性，指导后期车辆维修。

（1）有发展期的规律性故障，建议采用定期维修。

（2）有发展期的随机性故障，通过检查，可以预测故障时间，建议采用定期维修。

（3）无发展期的随机性故障，无法预测，只能采取事后维修。

（4）潜在性故障，故障发生前的一些预兆是可以识别的，如裂纹、振动、噪声、过热、磨损等，建议采用定期维修。

（5）危害车辆安全的故障必须采用定期维修。

（6）功能性故障，会导致车辆丧失某种规定功能，必须采用定期维修。

3.3组合维修方式分析

车辆维修的重点问题是根据各零部件的状态对具体零部件选择正确的维修方式和维修层次，合理安排修理计划并付诸实施非常重要。车辆定期维修是地铁车辆全生命周期中维修工作量最大的部分之一，车辆大修是其中技术含量最高、工况最复杂、时间周期最长也是费用最高的任务之一，是保证车辆运行安全最重要的一级修程。科学维修是保持或恢复车辆正常运行、充分发挥效能、保证各零部件完好的基本条件。针对地铁车辆重要零部件的维修模式（见表1，其中寿命和维修周期仅供参考）

表1地铁车辆重要零部件维修模式

（1）转向架构架进行定期探伤和划线检查；轮对进行轮缘经济性镟修，并辅以定期探伤检查；齿轮传动装置的轴承达到寿命进行更换并进行齿轮检查，轴箱轴承在生命期内进行定期检修；一系橡胶弹簧的蠕变是一个逐渐变化的过程，8年的生命期是保守估计，通过蠕变规律推算一般能坚持到10年大修期，如遇蠕变量过大的建议架修提前更换；二系弹簧的劣化也是一个逐渐变化的过程，如泄漏量达标，且不出现明显橡胶变质，一般可坚持到10年大修期。

（2）电气系统控制单元建议15年修时（半生命期）更换一次（不是12年），在车辆全生命期内能够少更换一次控制单元。10年大修后进行事后维修，只对故障率高的个

别部件进行更换。

（3）制动系统控制单元也建议15年修时（半生命期）更换一次，10年大修后进行事后维修，只对故障率高的个别部件进行更换。

（4）空调压缩机一般运行时间能够达到5万h，由于各地空调使用时间长短不同，更换时间也不同，以实际运行时间为准。

车辆检修也不能忽略社会维修资源，在保证车辆维修核心能力的前提下，成熟的社会化维修资源不仅能节约维修成本，提高维修效率，又能解决维修瓶颈问题。车辆维修资源配置可遵循的规律见表2。

车辆报废是车辆全生命周期的最后一个环节，意味着车辆将停止使用，车辆的所有零部件即便还未达到生命期，但缺少了使用载体也无法继续服役。因此对于车辆使用末期大修时的零部件，建议尽量与报废时间节点相匹配。

车辆扩编方式也会使新增车辆未达到设计年限而与既有车辆同时提前报废，造成车辆浪费。如果由于客流不断增长而需要列车载客量增加，可以考虑车辆重联的方式实现，不推荐采用无头车的车辆扩编方式。