轨道交通车辆故障统计与可靠性分析

轨道交通车辆故障统计与可靠性分析

蔡瑞明

中车长春轨道客车股份有限公司  长春市  130000

摘要：城市的建设与发展使得人们的出行变得越来越便捷，当前，我国轨道交通建设工作的开展正在加快脚步，正是因为地铁车辆提升了人们运行的便捷性，所以有效解决了城市交通的人流拥堵问题。但在轨道交通车辆的运行中经常会出现一些故障，相关部门需要对这些故障进行统计，然后提出预防性的维护策略，这样才能提升轨道交通车辆的可靠性。

关键词：故障信息;可靠性；轨道交通车辆；

引言：随着城市交通压力的不断提升，交通出现了不断拥堵的现象。解决的办法其实很简单，大力发展轨道交通，不仅可以确保人们的安全出行，同时还能减少能源的消耗等，所以城市轨道交通的建设是城市未来发展的重要方向。但在轨道交通的运营中会出现各式各样的故障，想要提升车辆的可靠性，需要从多角度去分析，这样才能为人们提供一个更加安全的出行环境。

一、轨道交通车辆故障的分析

以某市轨道交通运行故障为例。

司机在下行线报，车厢内有明显的烧焦味。车辆调度组织该车在某站下行线清客退出服务。列车清客完毕，发现车辆闸瓦不缓解，随车工班人员在现场拉开停放制动，车辆缓解，空车自行开回车辆段。

列车回库后，排查车下制动箱体内部，未发现有接线损坏，烧损现象。下载车上数据进行分析，发现该故障为两点故障，第一点为紧急阀故障；第二点为R2电磁阀故障，由于两点故障的同时发生最终导致了车辆1转闸瓦不缓解，列车出紧急制动，目前已将故障的阀件进行了更换（车辆故障消除）。

原因分析

一、对返回的紧急制动电磁阀进行测试，具体如下：

1）测试电磁阀电阻为2.08kΩ，电阻正常（标准值为1.85~2.18kΩ），无断路或断路故障；

2）进气口压力为0kPa，逐渐升高电磁阀供电电压，测试其开启电压为60V，满足＜77V的标准要求。

3）供电DC 110V，得失电三次，电磁阀可正常切换，功能正常；

4）以调压模块为单位，进行模块级试验，各项性能正常；

5）将调压模块安装到制动控制单元内，将整机为单位进行联调试验，以实现现车工况模拟，多次试验后故障仍不复现；连续进行3次设备自检，试验均合格。

为了进一步分析原因，将调压模块进行拆解，如下图所示，活塞和弹簧的油脂状态正常，活动腔内无划痕或者卡滞痕迹，手动推活塞的手感正常，未发现可能的故障点。

拆解紧急电磁阀，阀体内无异物或划痕，动铁芯橡胶状态良好，未发现可能的故障点。

查看故障曲线，只能明确发生故障的一段时间内总预控未能连接常用预控，即紧急制动未缓解，而回库自检时紧急阀已能正常切换阀，调压模块的测试分析及拆解过程也未发现异常现象。结合以上分析，本次紧急阀故障可能原因是故障紧急阀接线或连接器的接触偶发不良。

二、排风电磁阀（R2电磁阀）

对返回的排风电磁阀进行测试，具体如下：

1）测试R2电磁阀电阻为230Ω，电阻正常（标准值为230±5%Ω），无断路或断路故障；

2）进气口压力为0kPa，逐渐升高电磁阀供电电压，测试其开启电压为23.3V，明显偏高。

3）供电DC 24V，得失电三次，电磁阀可正常切换，功能正常；

4）供电DC24V，持续10min，再次测试电磁阀在24V下的动作性能，电磁阀不能正常切换，功能异常，测试其开启电压为25.2V，已经超过了电路板的正常供电电压；

5）分别在800kPa和40kPa下进行气密性试验，未发现漏风；

6）外观检查过程中发现电磁阀底部盖板存在轻微变形翘起，分析为安装螺栓扭矩过大导致的。

本次排风电磁阀的主要故障表现为开启电压过高，分析原因包含以下几个方面：

1）扭矩原因：电磁阀底部盖板存在变形，分析为电磁阀安装时扭矩过大导致了阀体轻微变形。变形使得故障电磁阀在失电时动铁芯的相对位置向下偏移，进而影响了线圈内静铁芯与动铁芯之间的气隙，而气隙越大意味着吸合所需的电磁力越大，即开启电压越高。

2）线圈温度原因：线圈温度也是影响电磁阀开启电压的主要因素之一，其温度的上升会使得线圈电阻升高，即供电电压不变的情况下线圈电流和功率都会变小，意味着电磁阀开启电压也会升高。

3）对于R2电磁阀，进气口压力也会影响电磁阀的正常开启，该压力会帮助电磁阀动静铁芯吸合，因此得电时切换电压会随着压力增大而逐渐降低，即紧急预控接近0kPa时为最恶劣工况。

综上所述，扭矩过大使得电磁阀开启电压偏高，而夏季高温天气和电磁阀频繁得电动作加剧了开启升高的幅度。因此，当紧急支路预控压力偏低时排风动作失效，符合监控曲线的故障现象。

纠正措施

1.针对紧急制动电磁阀：

（1）针对“接线或连接器的接触不良”此项可能原因，再次检查、测量该车1架紧急阀连接器到列车紧急环路接线，并通过检查运营数据持续跟踪该架1个月，确认紧急阀工作正常。

（2）进行全线普查，车辆频繁施加、缓解紧急制动，记录过程数据，查看分析紧急阀是否存在异常，发现异常及时更换。

2.排风电磁阀（R2电磁阀)

将电磁阀安装扭矩由1N优化为0.5N，并对电磁阀开启电压的进行普查。

后续预防措施

制动自检能够模拟各工况下的制动缸压力，对电磁阀进行检查确认，能够提前发现由于开启电压过高引起的电磁阀动作异常，建议列车上线载客运营前进行制动自检。

二、结束语

综上所述，在当前的城市轨道交通故障统计以及可靠性分析这项工作中，将重点放在设计源头上以及运营状况中。通过采用最新的理念以及最新的技术去创新并完善传统轨道交通故障的可靠性分析技术，这样才能保证我国轨道交通系统分析技术实现可靠性的提升，然后在这个基础上去推动我国轨道交通系统的绿色健康发展。

【参考文献】
[1]宋雅琳.城轨同相供电系统同相补偿装置可靠性分析方法[J].电气化铁道，2019，30（06）：67-71.

[2]刘运斌.城市轨道车辆故障信息统计与检修策略提升探讨[J].技术与市场，2019，26（10）：115-116.