京津城際運行CRH3C動車組68C9故障的分析研究

文學鋒

(北京鐵路局 北京動車段，北京102600)

京津城際運行CRH3C動車組68C9故障的分析研究

文學鋒

(北京鐵路局 北京動車段，北京102600)

主要論述京津城際運行的CRH3C型動車組在運行中監控裝置報68C9故障的統計分析，同時對造成故障的原因進行研究，制定了部分措施，并對后期預防68C9故障措施提出建議。

CRH3C動車組;68C9故障;構架穩定性;反向運行

2013年3月至7月京津城際CRH3C型動車組運行中連續發生多起轉向架穩定性故障(故障代碼68C9)，造成部分動車組運行晚點，對動車組運行安全以及鐵路正常運行秩序帶來影響。針對這一問題，鐵路車輛部門先后采取動車組全列輪對旋修、接近限度報警車輛輪對單獨旋修、調整動車組輪對旋修周期等措施，取得了成效。

1 CRH3C動車組轉向架穩定性監控原理

CRH3C動車組每個轉向架均裝有橫向加速度傳感器，通過橫向加速度傳感器來監測轉向架在高速運行情況下的穩定性狀態。當轉向架橫向加速度達到8 m/s2以上，且持續時間超過2 s，相關車輛的制動控制單元(BCU)就會報173D(1位轉向架)或173E(2位轉向架)故障代碼，同時主CCU會報出68C9故障代碼，即轉向架失穩。主CCU報68C9故障代碼的同時會報6B1A故障代碼(橫向加速度報警和臨時限速)，隨即動車組自動限速280 km/h運行。

當BCU接收到轉向架橫向加速度報警信號消失，限速狀態維持2 min后，橫向加速度報警會自動消失。68C9、6B1A故障同時恢復，限速自動取消。發生的故障記錄在BCU和CCU中，可以通過數據下載進行分析。

CRH3C動車組報68C9故障的原因主要有以下幾種情況:

(1)轉向架構架故障，導致其在高速運行中失穩; (2)轉向架橫向加速度傳感器故障，發生誤報;

(3)轉向架輪對踏面磨損超限，輪軌匹配出現問題，在通過曲線或道岔時發生瞬時轉向架失穩情況，并達到報警門限值;

(4)區間線路出現問題。

2 京津城際CRH3C動車組68C9故障統計

自2013年3月京津城際CRH3C型動車組運行中共發生32起68C9故障，涉及北京動車段14列CRH3C型動車組，分別為:3001、3002、3003、3004、3009、3010、3011、3013、3014、3015、3016、3018、3020、3021。具體情況見表1。

從統計情況來看，發生68C9的動車組距上次旋修里程最少為126 797 km，最多為252 678 km，其中距上次旋修18萬km以下12起，占總數的37.5%。

根據對32次68C9故障情況的統計，京津城際線上行共發生12次，區間在武清—永樂間K82～K88 km;下行發生20次，區間在武清—天津間K80～K85 km。

針對上述32起發生68C9故障的CRH3C動車組，入庫后對走行部進行了專項檢查，并對相關參數進行了測量和數據分析。從現場對轉向架進行的檢查情況來看，轉向架橫向減振器、橫向緩沖器、抗蛇行減振器、車輪及踏面等各部未發現有損傷，各部緊固螺栓未松動，防松標記良好。轉向架各項結構尺寸正常，一二系懸掛參數無異常;檢查橫向加速度傳感器及線路，傳感器初始電壓值在正常范圍內，線路連接正常。

3 發生68C9故障動車組輪對數據分析

對發生68C9故障的動車組進行輪對數據測量，所有測量數據均顯示輪對輪徑值、輪緣高度、輪緣厚度、同軸輪徑差、同轉向架輪徑差、同車輪徑差等均在技術標準要求的限度范圍內。

(1)輪對輪徑及輪緣厚度數值分析

表2為發生68C9故障動車組輪對測量數據統計，從表2中可以發現，報警車輛同軸輪徑差超出一級修運用規程1 mm的僅CRH3018C3車1軸，其他車輛均滿足一級修運用規程，且左右輪徑差較小，說明車輪踏面未發生偏磨現象。所有報警車輛輪緣厚度均大于22 mm，說明輪緣厚度是否接近22 mm運用最低限度值，與發生68C9故障沒有直接關系，但輪緣厚度差最大值達到5.5 mm，最小值為1.3 mm，即報警車輛車輪輪緣處存在明顯偏磨現象。

表1 京津城際CRH3C動車組68C9故障匯總表

(2)輪對踏面等效錐度分析

為了進一步了解京津城際CRH3C動車組運行不同里程后的輪對踏面情況，對發生過68C9故障的動車組輪對等效錐度進行了抽樣測量。表3為CRH3C型動車組輪對踏面等效錐度，圖1為等效錐度隨運用里程變化趨勢。

從表3和圖1分析發現，輪對旋修后走行5萬km時，踏面等效錐度值平均在0.23左右，走行10萬km時，踏面等效錐度值平均在0.26左右，走行15萬km時，踏面等效錐度值平均在0.29左右，走行20萬km時，踏面等效錐度值平均在0.33左右。隨著走行公里的增加等效錐度變大，也就是輪軌關系變差，運行平穩性下降。

另外，通過表3中數據分析還可以發現，輪對踏面等效錐度增大并不是導致68C9故障的唯一因素，它只是導致動車組發生68C9故障的主要原因之一。如2013年5月28日 C2054次 CRH3018C列3車發生68C9故障時，該車輪對最大等效錐度為0.39，但同編組中等效錐度最大的1車4軸(0.41)未報故障;2013年5月30日C2069次CRH3004C列3車發生68C9故障時，該車輪對最大等效錐度為0.34，但同編組中等效錐度更大的6車1軸(0.37)、6車3軸(0.37)、7車3軸(0.37)均未報故障。

4 發生故障后采取的措施

4.1 對CRH3C動車組橫向穩定性測試分析

京津城際68C9故障發生后，為確認具體原因，利用專用裝置對部分發生68C9故障的動車組轉向架進行了構架橫向穩定性測試。測試區間為京津城際全線，選取發生報警的CRH3002C列8車1位轉向架、CRH3009C列1車2位轉向架、CRH3016C列7車1位轉向架作為測試對象，其中CRH3009C列在測試之前車輪已經過修形。圖2為車輪踏面處凹形磨耗，圖3為等效錐度隨橫移量變化圖，圖4為3列動車組在經過相同公里標(武清站附近)時構架橫向加速度波形，圖5為構架橫向加速度頻譜圖，圖6為CRH3002C列車橫向平穩性散點圖。

表2 發生68C9故障動車組輪對測量數據

表3 CRH3C型動車組輪對踏面等效錐度

圖1 等效錐度隨運用里程變化趨勢

測試結果表明:

(1)京津城際出現構架失穩報警的CRH3C動車組車輪踏面出現明顯凹形磨耗，輪軌匹配等效錐度在0.30～0.50之間，動車組在經過道岔等線路激擾時轉向架構架會出現橫向持續振蕩的跡象，振動頻率8.5 Hz左右。

(2)出現構架失穩報警的動車組轉向架在車輪經既定薄輪緣修形方法修形后構架橫向加速度不再出現持續振蕩的跡象，車輪修形可解決運行過程中的68C9報警問題。

圖2 車輪踏面處磨耗

圖3 等效錐度隨橫移量變化

圖4 3列動車組經過相同公里標時構架橫向加速度波形

圖5 構架橫向加速度頻譜圖

圖6 車體橫向平穩性散點圖

(3)出現構架失穩報警的動車組車體橫向平穩性和垂向平穩性均能維持在優級的水平，無明顯晃車現象。

(4)除各車站道岔區段外，上行線K85～K90非道岔區段易激起轉向架構架橫向加速度持續振蕩。需要工務部門對區間線路進行檢測。

4.2 調整旋修周期

為了改善輪軌匹配關系，中國鐵路總公司根據對動車組運行的周期監測以及實際情況，從2013年5月份開始調整了CRH3C動車組輪對踏面修形旋修周期，由原來的25～30萬km調整為20～25萬km。從前述統計表1中可以看出，2013年5月15日前京津城際CRH3C型動車組共發生68C9故障24起，屬于故障多發階段，2013年5月15日以后發生68C9故障僅8起，分析其故障減少的原因是采取了走行公里數到限動車組全列輪對旋修、接近限度報警車輛輪對單獨旋修的模式。說明調整旋修周期有效。

4.3 京津城際試行換向運營

通過前期的現場調查和研究，以及針對京津城際運行CRH3C動車組輪緣偏磨嚴重的情況，2013年6月5日CRH3C型動車組開始換向運行試驗，換向后輪對與鋼軌間耦合關系發生改變，使得部分動車組發生68C9故障的臨界耦合條件不足，從而避免了部分68C9故障的發生。如2013年5月28日CRH3018C列3車曾發生68C9故障，動車所對1～5車輪對進行了旋修，未旋修的6～8車輪對踏面等效錐度在0.32～0.36間，2013年6月5日開始反向運行后動車組未發生68C9故障。

5 結束語

京津城際動車組68C9故障的消除是階段性的，在輪軌間耦合關系達到臨界值時，仍有可能發生68C9故障，需要在后續工作中加強數據積累，做好動車組、線路檢修維護工作。對動車組來說，一是要嚴格執行旋修周期和輪對旋修質量。從實際檢修經驗來看，CRH3C型動車組發生68C9故障后，采取輪對踏面修形，恢復踏面曲線幾何尺寸是較為有效的措施。二是加強動車組走行部部件的日常檢修質量，包括各類傳感器狀態檢查。對踏面診斷系統報警超限的輪對踏面進行復核，確保技術狀態良好;三是對全列輪對旋修后走行15萬km以上的CRH3C動車組輪對數據通過現車測量和輪對診斷系統的手段重點監控。

另外，為解決京津城際CRH3C動車組輪對輪緣偏磨現象，造成走行部橫向擺動加大，從而影響動車組列車運行品質，增大動車組發生68C9故障的概率，北京鐵路局可以制定相關制度將京津城際列車定期換向運行常態化，提高動車組運行品質，確保動車組運行安全，同時提高輪對的使用效率。

后期車輛部門與工務部門加強信息溝通及數據交換，進一步研究摸索68C9故障的發生規律，同時邀請科研院校、主機廠對68C9故障多發區段進行重點跟蹤測試，積累輪軌關系數據，研究動車組輪對與鋼軌間耦合關系的臨界周期，指導現場開展針對性檢修作業，從而消除由于車輛和工務部門對相關設備檢修、維護保養不到位，造成的CRH3C動車組發生68C9故障。

［1］ 中國鐵路總公司.鐵路動車組運用維修規程［M］.北京:中國鐵道出版社，2013.

［2］ 北京動車段.CRH系列動車組探傷及旋輪作業指導書［R］.北京:北京動車段，2013.

［3］ 鐵道部運輸局.CRH3型動車組途中應急故障處理手冊［M］(第2版).北京:中國鐵道出版社，2010.

Research of 68C9 Fault for CRH3CEMU Running in Beijing－Tianjin Intercity Railway

WEN Xuefeng
(Beijing Locomotive Deport，Beijing EMU Deport，Beijing 102600，China)

This paper mainly describes the statistical analysis of CRH3CEMU’s 68C9 fault，which has been found by monitor device during its running in Beijing－Tianjin intercity railway.At the same time，the cause of this problem has been researched.In order to prevent this trouble later，some measures have been made and some suggestions have also been put forward.

CRH3CEMU;68C9 fault;research

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.25

1008－7842(2015)01－0109－06

8—)男，工程師(

2014－07－29)