160 km/h動力集中動車組D2修輪對鏇修周期調研分析

陳建華 鄭 陽 葉勝華 中國鐵路上海局集團有限公司上海車輛段

1 前言

時速160 km動力集中動車組（以下簡稱動集）是復興號動車組系列的重要組成部分，是普速旅客列車的迭代升級產品，其運用維修可充分利用既有檢修資源，減少基礎投入和設備維護成本。當前，充分借鑒已有動力分散動車組和普速列車的運維經驗，針對動集多專業協同作業的特點，在標準優化、技術完善、修程修制改革等方面進行有益探索和創新，用以保障動集的運行安全，是動集運維部門需要應對的一個課題。

上海車輛段自2019年初開行動集以來，高度重視動集運維管理，杭州運用車間老牛工作室以高級技師葉勝華為核心，集中運用一線人才骨干力量開展動集運行信息采集、故障診斷、技術攻關等工作。

2 合理制定車輪鏇修周期的意義

從客車運用的實際情況來看，影響車輛運行品質的關鍵部件是走行部，特別是輪對狀態更是直接影響車輛運行品質的主要因素。列車運行過程中，車輪與鋼軌反復接觸，產生滾動接觸磨耗、剝離、擦傷等現象會導致車輛運行穩定性、舒適性、安全性降低。車輪踏面被破壞，會引起車輛系統的振動加大，是造成車輛走行部故障的主要原因之一。從2018、2019年統計數據看，上海車輛段杭州運用車間配屬客車約315輛，2018年處理走行部配件折損故障13件，2019年處理7件。分析發現轉向架搖枕安全吊裂損、軸箱彈簧折斷、垂向減振器折斷等重點故障的發生與車輪品質存在較大的關聯性。對比發現，2019年車間加強輪對品質的跟蹤檢測，有效利用TPDS系統報警信息，及時對故障輪對進行鏇修或更換處理，走行部故障與2018年相比出現明顯減少。

為保證輪對品質，要對故障車輪進行鏇修修形使之恢復標準踏面外形。但車輪經過鏇修后直徑會減小直至報廢。長期以來，車輪鏇修周期的制定存在安全舒適性和經濟性之間的矛盾。車輪鏇修周期短，車輪壽命短，且勞動組織強度大，運維成本高；車輪鏇修周期過長，車輪使用壽命延長，但是車輛的安全舒適性得不到充分保障。顯然，車輪鏇修影響著車輛運用的安全性和經濟性。

對動集來說，目前還沒有專門性的文件對車輪鏇修周期進行指導說明，現階段主要是按照普速客車A1修規程，對踏面尺寸不符合限度要求的或發生TPDS系統報警的輪對進行鏇修。同時受到客整所鏇修設施的限制，動集鏇修需要解編作業，而不定期地臨時性解編不僅影響運用和檢修的效率，而且帶來了一定的安全風險。那么，參考既有客車和動力分散動車組的車輪運維經驗，為動集制定科學合理的車輪鏇修策略有利于在保障動集安全、舒適運行的前提下，經濟地運用車輪。

老牛工作室在動集開行之初就對車輪運行品質進行專門性地跟蹤監測，從車輪品質、生產組織、站場條件等多個方面進行調研，著手從實際出發，合理制定動集車輪鏇修策略，為動集安全高效運行提供有價值的參考。

3 既有客車和動力分散動車組車輪鏇修周期規律統計分析

既有客車輔（A1）修對車輪限度作出具體規定，當車輪磨耗達到一定程度后，不符合標準限度要求時要進行鏇修修形。2019年4月至2020年3月，上海車輛段杭州運用車間共實施車輪鏇修共約180輛次，輪對約502條。分析發現客車車輪一個鏇修周期平均為42.8萬km，周期在20萬km-40萬km占35%（見圖1）。

在動力分散動車組實際運用中，各型號車組運用修輪對修形周期基本為20萬km到30萬km不等。其中動車組Ⅰ型車在實際運行中的平均速度為170 km/h，其車輪修形周期為30萬公里，對動集有參考價值。

老牛工作室認為通過既有客車和動力分散動車組車輪鏇修周期的比較分析，表明動集在運行至30萬km時進行全列車輪鏇修有一定的理論基礎和經驗基礎。

圖1 客車車輪鏇修周期規律占比

4 D2修時輪對狀態分析

老牛工作室對動集5008車組和5009車組全列輪對情況進行了長達一年的跟蹤監測，對6008車組運行接近30萬km時進行輪對狀態檢查（見表1）。

表1 跟蹤車組基本情況

4.1 車輪故障分析

對三組車在D2修（運行30萬公里）時64條輪對整體狀態進行了檢測分析，發現全列輪對踏面出現了程度不一的剝離現象，并有擦傷、TPDS系統報警故障（見圖2、圖3、圖4）。輪軌接觸關系發生變化，踏面錐度被破壞現象明顯，伴生偏磨現象。

圖2 三組車輪對踏面故障統計

圖3 三組車輪對圓周磨耗不同程度占比

圖4 三組車同軸輪徑差占比

客車A1修車輪踏面圓周磨耗限度為≤3 mm，同一輪對車輪直徑差≤2 mm。三組動集在運行接近30萬km時，96%的車輪出現剝離故障，車輪圓周磨耗≥1.5 mm的平均占60%，輪徑差≥1 mm的平均占34%。其中對剝離故障進行分類分析，可分為輕度剝離、中度剝離和重度剝離（見圖5、圖6）。

圖5 剝離程度分類

圖6 三組車剝離故障分析

分類分析表明三組車在運行接近30萬km時50%以上輪對出現中度以上剝離。對重點的輪對進行跟蹤監測，車輪圓周磨耗隨著走行公里增加出現加劇趨勢（見圖7）。

圖7 車輪圓周磨耗變化圖

4.2 鏇修情況分析

從2019年的統計數據來看，上海車輛段杭州運用車間既有客車車輪鏇修平均鏇削量為4.5 mm。5008、5009兩組動集的車輪在D2修時車輪平均鏇削量為5.4 mm，其中鏇削量達8 mm的占15%左右。例如500904車一位輪擦傷0.2 mm，鏇削量卻達14 mm（見圖8）。表明動集運行至30萬km以后，部分車輪故障特征表面顯示輕微，但是踏面內部實際損傷較大，存在潛在故障。若結合D2修時對車輪進行鏇修修形可以有效防止車輪故障加重，降低走行部故障風險。

圖8 500904車一位輪鏇修情況

4.3 D2修后的輪對狀態

5008車組運行至30萬km時進行了全列輪對鏇修修形，5009車組則對重點車輛500904/05輪對進行了鏇修。對比發現，D2修后5008車組運行至40萬km時全列輪對處于正常狀態。5009車組在D2修后輪對踏面均持續存在不同程度的剝離、擦傷、凹入等故障，并有惡化跡象（如圖9）。其中500911車A6輪出現TP三級報警6次。為了確保運行安全，5009車組在運行35萬km時進行了全列鏇修修形。

老牛工作室認為動集在運行至30萬km時，車輪踏面連續磨耗，輪軌接觸關系、輪徑差等不斷變化，部分車輪出現連續剝離和擦傷故障，且有加劇趨勢。進一步預測，動集運行至30萬km-40萬km需對全列車輪進行鏇修修形，使其恢復至標準踏面，以確保運行的安全性和舒適性。從風險研判的角度看，利用D2修檢修期進行全列車輪修形可以有效消除輪對故障，降低安全風險，同時減少因輪對問題帶來的不定期臨時性解編問題。

5 車輪鏇修作業分析

國鐵集團規定，動集原則上采用固定編組方式，成組使用、成組檢備，保證動力車、控制車、拖車走行公里基本一致，確保成組實施D1修-D6修。顯然，動集不能缺編運行，不具備既有客車運維時可以按需更換車體的優勢。下面以上海車輛段杭州運用車間為例分析動集運用修時組織車輪鏇修作業的影響因素。

5.1 站場工裝條件

鏇輪庫是車輪鏇修作業的場所，其檢修作業能力是直接影響動集運維部門實施車輪鏇修策略的重要因素。杭州運用車間鏇輪庫線路長度僅250 m左右，無法滿足整組動集調入庫內進行鏇修作業。故而對動集進行鏇輪作業需要進行車組解編。

5.2 在D1修期實施鏇修作業

目前動集D1修作業時間一般為6 h，無法滿足動集解編鏇修后再復編開行。對動集進行鏇輪作業要臨時下線解編，時間周轉至少為2天。如果因輪對問題解編過頻，帶來工作量增加，勞動強度大，影響車組上線率，在一定程度上會影響車輛、機務、電務、客運、車站等部門一體化管理秩序的穩定。

5.3 在D2修期實施鏇修作業

動集下線進行D2修的作業周期一般為4-6天。動集運維部門利用D2修檢修期對全列車輪進行鏇修修形，以四輛車為一組（共16輛）分段進行，只需4輛次鏇修作業。作業時間充裕，勞動生產組織效率高，安全風險低。

老牛工作室認為動集在D2修時進行全列輪對鏇修修形可以提高車輪品質，減少故障發生率，有效減少動車組臨時下線鏇修帶來的問題，降低D1修勞動生產強度，提高檢修效率，保障生產秩序的穩定。

6 總結及建議

從目前動集運維實際情況看，老牛工作室認為動集在D2修（30萬km）時實施全列輪對鏇修修形是合理的、必要的。

（1）符合動車組、客車車輪磨耗的一般規律，有一定的理論基礎和經驗基礎。

（2）符合動車組對車輪品質的要求，保障動車組的舒適性和安全性。

（3）符合運用車間站場的客觀條件，有利于生產秩序的穩定。

（4）符合高質量高效率發展的要求，提高勞動生產效率，確保了動車組的上線率。

由于車輛運行環境、工況的不同以及檢修運用的差異，對動集制定統一的鏇修周期，還需要長期調研分析，以考核其安全性和經濟實用性。