动车组高级检修规程对比分析优化研究*

张庆华， 王华胜

(1　中国铁路北京局集团公司　车辆处， 北京 100086；2　中国铁道科学研究院　机车车辆研究所， 北京 100081)

我国动车组具有多技术平台和多型号的特点，为满足不同车型动车组的高级修需求，针对不种车型制定了相应的检修规程。一方面，由于各车型动车组源于不同技术平台，在功能结构、技术特点、维修需求等方面有明显差异；另一方面，各型动车组在主要技术特征、部件功能、材料性能、载荷形式、运用环境、失效机理等方面又有许多共同点；这使得不同车型动车组检修规程在内容和标准上既有共性特征又有个性化差异。拟通过不同车型动车组检修规程间横向对比分析，按照取长补短、求同存异的原则开展检修规程优化，以实现动车组安全可靠性与检修效率效益的综合平衡和最佳匹配。

1　我国动车组高级修状况

针对我国动车组结构功能特点和运用维修需求，以现代维修理论为指导，按照计划预防修为主的原则，制定了动车组一至五级修程。其中一、二级属于运用维修，以维护保养为主，在动车所完成；三、四、五级属于高级检修，以恢复基本性能为主，在动车段或主机厂完成。各高级修主要内容包括：

(1) 三级检修—重要部件分解检修。主要针对转向架进行分解检修， 以及对制动、牵引、空调等重要系统进行状态检查和功能测试。

(2) 四级检修—重要系统全面分解检修。主要针对动车组各系统的分解检修，主要包括转向架、制动、牵引、空调等系统的分解检修，电气部件的性能测试及更换，车内设施的检修等。

(3) 五级检修—整车全面分解检修。对全车进行分解检修，较大范围地更新零部件，根据运营需要对动车组进行技术升级和改造。

表1给出了动车组各主要车型的制造单位、检修规程制定和高级修周期等信息[1]。

从表1可看出， CRH1系列、CRH5系列、CRH3C、CRH380B系列、CRH380CL车型动车组的高级修周期基本一致，其检修内容和要求也大体相当。CRH2系列、CRH380A系列动车组与其他车型动车组在高级修周期方面有较大差别，即其四级修周期(120万km)、五级修周期(240万km)、次轮五级修周期(480万km)与其他车型的三级修周期(120万km)、四级修周期(240万km)、五级修周期(480万km)相对应，其相应的检修内容和要求也大体相当。因此，在检修规程的制定时已初步考虑了相同平台、相似车型的规程整合，下一步可针对修程周期相同的不同车型间高级修规程开展横向对比分析。

2　高级修规程横向对比分析原则及目标

(1) 动车组高级修规程横向对比分析是针对修程周期相同的不同车型动车组相同或相近产品检修规程，从产品结构功能、运用条件、故障模式以及检修范围、方式、方法、参数、限度等方面开展全方位对比分析研究，按照取长补短、求同存异的原则对检修规程进行全面优化，实现确保安全性、维持可靠性、兼顾经济性的动车组检修目标。开展规程横向对比分析应遵循以下原则：

表1　动车组高级修规程制定情况

① 取长补短。我国各型动车组源自不同技术平台，运用多年来历经了不同的技术发展路线并日渐成熟，其间的许多经验和认识都在检修规程中有所体现，综合评价也各有优劣。实践经验表明，某车型在某项产品检修中的成功经验完全可以推广到其他车型类似产品检修中；经过某车型长期验证没有效果甚至有负作用的检修方式和措施也应在其他车型检修中去除。总的原则是，取某车型检修之“长”补其他车型检修之“短”，使各车型的共性检修经验共享。

② 求同存异。在取长补短的原则基础上，还要全面考虑不同车型的设计思想、功能结构、技术特点、故障规律等方面的诸多不同，有时相同或相似部件装在不同车型上，其承载水平、运用特点、故障模式、故障频率、故障后果可能均不相同。因此对其检修要求也应有所不同，不能通过横向对比分析对各车型检修规程作简单的统一处理，必须要考虑不同车型的差异性，在取长补短的同时还要做到求同存异。

(2) 通过对不同车型各级检修规程进行横向对比分析，开展规程修订优化工作，实现确保安全性、维持可靠性、兼顾经济性的动车组检修工作目标。

① 确保安全性

动车组结构功能复杂，各系统及部件的维修需求和故障后果不同，对于车体重要结构、转向架、车下悬吊、制动以及高压牵引等涉及安全的系统和部件，在检修时应本着慎之又慎、适度保守的原则分析检修范围和标准的适用性和有效性，相关检修要求只要有效就应采用。对于由于设计、制造缺陷引起的惯性故障和源头质量问题，没有适用而有效的检修措施可采用时，需要通过源头质量整治、加装改造等改进性维修措施，从根本上提高产品固有可靠性。

② 维持可靠性

动车组牵引、辅助、网络等功能系统均具有较高的冗余度，其故障一般没有安全后果，可以按照适用、有效、经济的原则选择预防性维修方式和策略，最大限度维持产品固有可靠性。

③ 兼顾经济性

对于动车组内装、客服设备等故障后既不影响安全又不影响运用的产品，除进行必要的维护保养外，可从经济性角度综合权衡是否需要预防性维修，有些采用故障后再维修的事后维修方式可能更加经济和有效，在检修规程中可不必做太多要求。

3　高级修规程横向对比分析方法

3.1　确定各型动车组共性重要部件

基于各型动车组共有技术特点分析，筛选对动车组高级修技术、人员、设备、设施、成本、停时等具有显著影响的部件作为共性重要部件，针对共性重要部件开展检修规程横向对比分析，按照取长补短、求同存异的原则对相关规程进行修订、优化，可起到事半功倍的效果。按照动车组车体、转向架、制动、牵引、辅助、网络、空调、给水卫生、内装等9大功能系统，初步梳理出50种共性重要部件，具体部件如下：

(1) 车体：侧门、风挡、端部车钩、中间车钩、开闭机构、刮雨器。

(2) 转向架：构架组成、轮对、轴箱轴承、轴箱装置、轴箱弹簧、油压减振器、空气弹簧装置、抗侧滚扭杆、齿轮箱、联轴节、制动夹钳、速度传感器、温度传感器、接地装置。

(3) 制动系统：主空压机、辅助空压机、制动控制装置。

(4) 牵引系统：受电弓、主断路器、避雷器、互感器、保护接地开关、高压隔离开关、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、冷却风机。

(5) 辅助系统：蓄电池、充电机。

(6) 网络控制及信息系统：烟火报警器、自动过分相装置、旅客信息系统、车载电视。

(7) 空调系统：客室空调、司机室空调、电加热器、换气装置。

(8) 给排水及卫生系统：电开水炉、集便器。

(9) 内装与设备：车内感应电动门、司机室座椅、客室座椅、冰箱、冷藏柜。

3.2　定义动车组检修工作类型

目前各型动车组检修规程对于共性重要部件不仅在检修方式、要求、限度、参数方面有所不同，而且相同检修方式、要求的描述也有很大差别，给检修规程横向对比带来很大困难。为此，文献[2]根据动车组预防性维修工作不同特点，基于检修复杂程度、技术水平、资源要求的差别，从低到高可把维修工作类型依次定义为以下9种：目视检查、清洁、润滑、限度检查、功能检查、性能测试、修复或更换、分解检修、组装调试。依据上述工作类型对各型动车组检修规程进行提炼、规范，在此基础上开展横向对比分析。

3.3　高级修规程横向对比分析示例

表2以动车组蓄电池三级修为例，分别针对CRH1、CRH2、CRH3、CRH5系列型号动车组进行对比分析[3-6]，给出规程优化综合建议。

4　规程横向对比优化典型项目分析

通过各型动车组各级检修规程横向对比分析，提出检修规程增加项目建议、减少项目建议和简统项目建议，在此基础上结合运用、检修实践和故障率做进一步研究，为检修规程修订和优化提供参考建议。

4.1　典型增加项目分析

通过开展检修规程横向对比分析发现，有些方法和措施在确保动车组运行安全性和可靠性方面非常有效，可在其他车型上进行推广。

(1) 车体、转向架等安全结构部件在不同车型高级修要求中差异较大，有的要求彻底分解、检查、测量、探伤，有的仅进行简单目视检查。这些部件随材料性能、应力水平可能不同，但承载形式、故障模式及影响大同小异，按照累积损伤原理，随着动车组运行里程的增加，车体和转向架的承载部件出现疲劳、裂损、变形的概率会增加，虽然这些部件设计安全余量比较大，首轮高级修时状态也都比较好，但长时间运用后在次轮高级修时出现疲劳、裂损、变形的风险会增大。为此，建议动车组高级修时，结合拆解范围，对车体、转向架相关部件可达关键部位进行探伤检查和形位尺寸测量，以便及时掌握部件状态，防止安全隐患发生。

(2) 各型动车组牵引电机三级修均为分解检修，检修项目及要求基本相同，通过对比分析发现，某型动车组牵引电机分解检修时不对转子进行探伤检查，而其他车型三级修时均要求对转子进行探伤检查，转子轴长期承载、高速旋转属于疲劳件，尤其是轴颈等部位应力条件复杂，存在裂纹萌生和扩展的风险，应该充分利用电机分解修机会进行彻底隐患排查和检测，为此，建议在全面分析论证基础上，三级修时增加该型动车组牵引电机转子轴探伤检测项目。

4.2　典型减少项目分析

减少项目主要是指检修工作不适用、检修效果不佳甚至会产生负作用、检修费效比明显不合理等检修要求和项目。比较典型的减少项目包括：

(1) 某些电气产品为验证其耐电压性能，在部件检修试验时进行耐压试验，整机组装测试阶段再次进行耐电压试验。但耐电压试验对产品具有一定的破坏性，尤其是同一产品多次做耐压试验可能会缩短其剩余寿命，为此，建议电气产品只在组装测试阶段进行耐电压试验，避免重复做耐电压试验。

(2) 某型动车组在四级修时对牵引变流器功率模块进行OC关断试验，其他车型均没有此项要求。分析表明，该试验对器件具有较大损伤性，属新品型式试验内容，此外，即使功率模块出现故障，还有其他多重保护措施，不会造成严重后果。为此，建议相关部门进行充分试验论证后，取消该试验项目。

4.3　典型简统项目分析

通过高级修规程横向对比分析发现，很多检修项目和要求可在综合分析基础上进行简统化，主要包括以下

表2　典型系列动车组蓄电池三级检修规程横向对比分析

几种情况：

(1) 相同或相近厂家及型号产品装在不同车型动车组上检修要求明显不同。如某型主断路器装在不同车型上，有的要求下车分解检修，有的要求现车状态检查，建议在充分论证基础上，统一执行现车状态检查要求。

(2) 同类产品的组装测试项目可简统化。如：各型动车组牵引电机高级修时均为分解检修，但检修后的组装测试项目差别较大，完全可以统一测试要求；又如：动车组轴箱弹簧高级修须下车检修测试，比较有效的检修测试项目包括弹簧间压痕检查以及自由高、载荷高、垂直度测量，可以把上述项目作为轴箱弹簧高级修的简统化要求。

5　结　论

针对我国各型动车组运用检修共性需求和个性化差异，提出了不同车型动车组高级修规程横向对比分析方法，创新了修程修制优化途径。

(1) 提出了动车组检修规程横向对比分析的取长补短、求同存异原则，制定了确保安全性、维持可靠性、兼顾经济性的规程优化目标。

(2) 基于各型动车组结构、功能共性特点，确定了对动车组检修技术、人员、设备、设施、成本、停时等具有显著影响的动车组共性重要部件，明确了检修规程横向对比分析目标和对象。

(3) 按照检修复杂程度、技术水平、资源需求不同，对动车组检修工作类型进行了定义和分类，为检修规程横向对比分析提供了规范化标准和尺度。

(4) 选取典型部件示例说明检修规程横向对比分析方法，结合规程分析结果，列举规程典型增加项目、减少项目和简统项目建议，验证了方法的适用性和有效性。

随着动车组修程范围的不断深入和检修经验、统计数据的不断积累，相应检修规程也需不断修订和完善。检修规程横向对比分析工作是实现不同车型检修经验和成果共享的有效途径，通过该项工作的持续开展，对于提高动车组检修质量、降低检修成本会起到事半功倍的效果。