貴陽地鐵1號線電客車輪軸卡死、閘片抱死異常情況下應急處理措施研究

李大偉 何開滸 李蘭

摘? 要：文章主要是分析了貴陽地鐵1號線電客車輪軸卡死、閘片抱死故障可能性、故障的概率，以及在不同故障時的故障現象、判斷方法、處理流程、安全性、可行性和經濟性。通過理論計算對比以及現場的試驗結果，提出了輪軸卡死、閘片抱死情況下的應急處理方案，為公司應急預案的編制提供基礎。

關鍵詞：貴陽市軌道交通;輪軸卡死;應急處理;現場試驗

中圖分類號：U279.3 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）22-0128-03

Abstract： This paper mainly analyzes the possibility and probability of axle jamming and brake locking failure of electric bus in Guiyang Metro Line 1， as well as the failure phenomenon， judgment method， processing flow， safety， feasibility and economy in different failures. Based on the comparison of theoretical calculation and field test results， this paper puts forward the emergency treatment plan under the condition of axle stuck and brake disc locked， which provides the basis for the preparation of emergency plan of the company.

Keywords： Guiyang Rail Transit; axle stuck; emergency treatment; field test

1 研究背景

為盡最大可能減少因電客車故障導致正線客運服務質量的降低，貴陽地鐵不斷修訂完善《車輛故障專項應急預案》，其中由于輪軸卡死/閘片抱死故障的特殊性，當正線運行的列車出現輪軸卡死/閘片抱死故障時，將嚴重威脅運行安全，給運營造成極大的影響，因而輪軸卡死/閘片抱死故障的應急處理是否合理，關系到是否會造成列車脫軌、傾覆等次生災害事故。因此，有必要對列車輪軸卡死/閘片抱死的應急處理進行分析和探討，為應急預案的修訂提供基礎。

且為掌握輪對在卡死、閘片抱死的運行過程中對輪軌的損傷程度，貴陽地鐵在試車線進行了制動不緩解模擬輪對卡死、閘片抱死時的車輛運行試驗，以便理論結合實際，推導出適合于貴陽地鐵1號線的最優應急處理措施。

2 輪軸卡死、閘片抱死故障可能性

貴陽地鐵1號線列車為4動2拖六節編組列車。

即：=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=

TC車：帶司機室的無動力拖車;Mp車：帶受電弓的動車;M車：不帶受電弓的動車。

=：全自動車鉤;+：半自動車鉤;-：半永久牽引桿。

（1）TC車無機械傳動裝置，只可能發生閘片抱死或軸箱軸承卡死故障。（2）Mp、M車有機械傳動裝置，不僅可能發生閘片抱死或軸箱軸承卡死故障，還可能發生齒輪箱卡死或牽引電機卡死故障。綜上，Mp、M車發生輪軸卡死/閘片抱死故障的可能性較大。

3 正線輪軸卡死、閘片抱死故障概率

輪軸卡死：輪軸卡死可分為：（1）齒輪箱卡死（僅動車）;（2）聯軸節卡死（僅動車）;（3）電機卡死（僅動車）;（4）軸箱軸承卡死。

原因分析：由設備構造原理可知，所有設備的機械部件發生故障都是一個由量變到質變的過程。齒輪箱、聯軸節、電機和軸箱軸承故障也是一樣，一般情況下要經過振動、噪聲、發熱、失效這4個階段。

防范措施：由上述規律可知，預防軸承故障重點要從振動、噪聲、發熱等方面著手進行監控，從報警周期初期（即振動開始）至發熱這個階段是最好的故障防范階段，如能在該階段及時發現問題，則可有效避免較大故障的發生。

為確保地鐵列車的安全運營，針對輪軸轉動異常故障，貴陽地鐵現場采取了多項預防措施。（1）車輛到段組裝完成后，在工程車聯掛帶動電客車工況下，車輛檢修人員旁站監聽輪軸是否存在異常振動和異響。（2）貴陽地鐵安排列車收車回金陽車輛段時，經過“輪對、受電弓檢測裝置”，對車輪踏面、輪緣數據進行精準測量;若發現車輪數據異常時，則通過不落輪鏇床對不符合標準的輪對進行鏇修修復。（3）實行正線添乘聽音。每日駐站人員正線添乘列車時對車輪轉動狀態進行聽音監測，對疑似輪對轉動異常的現象，記錄跟蹤確認。（4）回庫停車觀察軸箱溫度。針對目前1號線軸箱溫度為粘貼溫度貼紙，人工觀察的作業方式，但是貴陽地鐵已計劃在1號線正線安裝軸箱軸承溫度檢測裝置。

4 正線輪軸卡死、閘片抱死故障應急處理分析

通過對上述輪軸卡死、閘片抱死的故障概率分析，可知這兩類故障發生概率極低，但針對單軸/多軸輪軸卡死或閘片抱死故障，也需制定合理的應急處理措施。

4.1 故障判斷

（1）DDU上出現制動閥輕微/中等故障及速度傳感器故障;出現動車電機堵轉卡死時，DDU故障欄顯示制動閥輕微/中等故障及速度傳感器故障外，還應出現逆變過流、牽引嚴重故障并牽引封鎖。（2）在軌面上產生滑行，會產生尖銳的聲響，并與軌面摩擦冒煙，有燒焦味，相應的輪對可能會有火花出現（需要車站協助）。（3）走行部有異響，振動較大，在輪軸卡死瞬間列車速度有明顯波動。（4）列車起動時速度提升比較慢，有抱閘的感覺。

4.2 處理措施

清客完成后，切除故障車VVVF（僅動車）和B05，低速（直線段限速15km/h，側向道岔限速15km/h）將列車運行至最近停車線停穩，列車檢修人員立即前往查看是否能現場處理，若能，待運營結束后故障車憑自身動力回段/場;若不能，待運營結束后采用救援小車將故障車救援回段/場。

注：若車輛發生故障時在線路兩端（下麥西方向：閱山湖、老灣塘、下麥西;小孟工業園方向：長江路、清水江路、小孟工業園），則就近站清客后，列車低速（直線段限速15km/h，側向道岔限速15km/h）回段/場。

5 模擬輪軸卡死、閘片抱死試驗

5.1 試驗準備工作

（1）檢查試車線軌面狀態良好，符合測試條件。（2）分別在1051車二架三軸左側外側、四軸右側外側閘片出安裝溫度傳感器。（3）在1051車二架四個軸箱處粘貼溫度貼，檢測軸箱溫升。（4）在1051車二架四個車輪輪輞處分別粘貼溫度貼并編3個號，編號目的是為了直觀觀察輪對轉動情況。

5.2 試驗路線

模擬1051車二架緊急制動不緩解，列車分別從低到高的速度按照5km/h、15km/h、25km/h的速度行駛一個往返，實時監測并記錄軸箱振動及溫升、閘片及制動盤溫升、車輪滾動及其踏面磨損情況、鋼軌的磨耗情況，位置示意圖如圖1。

5.3 試驗結果

5.3.1 模擬閘片抱死試驗

（1）以5km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速5km/h運行一個往返，模擬閘片抱死。檢查列車運行時1051車二架輪對能正常轉動，各設備狀態無異常，閘片溫度最高為104.38℃，制動盤溫度為77℃，溫度屬于正常范圍內，軌面無損傷。

（2）以15km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速

15km/h運行一個往返，模擬閘片抱死。檢查列車運行時1051車二架輪對能正常轉動，各設備狀態無異常，閘片溫度最高為132.44℃，溫度屬于正常范圍內，制動閘片有輕微異味，無濃煙，檢查軌面無損傷。

（3）以25km/h速度測試。動車至位置3，即列車限速

25km/h運行一個往返，模擬閘片抱死。檢查列車運行時1051車二架輪對能正常轉動，各設備狀態無異常，閘片溫度最高為67.13℃，溫度屬于正常范圍內，檢查軌面無損傷。

5.3.2 模擬輪軸卡死試驗（通過在軌面灑水模擬輪對滑行實現模擬輪對卡死）

（1）以5km/h速度測試。5km/h動車至位置3，即列車限速5km/h從位置1運行至試車線西面信號波導管停車，通過模擬輪對滑行實現模擬輪對卡死。列車運行時檢查1051車二架輪對為滑行狀態，各設備狀態無異常踏面無損傷;閘片溫度最高為62.13℃，制動盤溫度為40.7℃，溫度屬于正常范圍內，軌面無損傷。

（2）以15km/h速度測試。15km/h動車至位置2，即列車限速15km/h從卡死試驗運行第一趟停車位置運行至試車線西面信號波導管停車。監測閘片溫度最高為95.63℃，屬于正常范圍內;列車運行時1051車二架輪對出現滑行和輕微抖動，其中1051車三軸、四軸左右輪對踏面出現滑行損傷，同時檢查發現軌面出現輕微擦傷，最大深度為0.2mm，未超出標準。

通過試驗記錄可以看出1052車牽引電機電流隨著速度的增加電流值隨之增加，但遠低于170A的限值，因此判定輪對卡死、閘片抱死情況下對動車牽引電機電流影響不大。

5.3.3 試驗結論

（1）模擬列車一個架閘片抱死，列車分別以5km/h、15km/h、25km/h的速度運行后，檢查車輛各部件無損傷，制動閘片和制動盤溫度未超出標準值，軌道軌面無損傷。

（2）模擬列車一個架輪對卡死，列車分別以5km/h、15km/h的速度運行，列車以5km/h速度運行后，檢查車輛各部件無損傷，軌道軌面無損傷;列車以15km/h速度運行后，檢查車輛各設備狀態無異常，檢查輪對踏面發現1051車三軸、四軸左右輪對踏面均有擦傷，擦傷為滑行損傷，列車運行過程中1051車二架輕微抖動，1051車二架運行過的軌面有輕微擦傷，最大深度為0.2mm，未超出標準。

6 應急處理措施研究及結論

從試驗可以看出，若列車閘片抱死故障時，列車以小于等于25km/h運行，軌道軌面、輪對踏面無損傷，列車各部件狀態良好。若列車輪軸卡死故障時，列車限速小于等于15km/h運行時，軌道軌面會損傷，損傷最大深度為0.2mm，但未超出更換標準;輪對踏面會擦傷，可通過鏇輪進行修復。

若正線列車出現輪軸卡死或閘片抱死故障時，司機難以判斷分清這兩個故障。因此為確保損傷軌道軌面在標準范圍內，且保證列車運營安全，建議若正線列車出現輪軸卡死或閘片抱死故障時，列車在區間內則限速小于等于15km/h運行。

根據《運營分公司行車指標統計分析管理辦法》，晚點5分鐘（含）及以上15分鐘（不含）以下時記為二級晚點，晚點15分鐘（含）以上時記為一級晚點，為減少對正線運營的影響，提高救援效率，因此建議采用列車限速15km/h運行，此速度也確保了軌道軌面損傷在標準范圍內，且確保列車運營安全時，損傷的輪對踏面也可通過鏇輪進行修復，因此建議當正線出現輪軸卡死或閘片抱死故障時的處理建議為：

若列車在區間內則限速15km/h維持列車進入臨近車站，列車在車站則在車站停穩。司機將故障報告行調，根據行調指示，組織清客完成后，切除故障車VVVF（僅動車）和B05，限速15km/h將列車運行至最近停車線/車輛段/停車場停穩（若故障車暫停停車線，則列車檢修人員立即前往查看是否能現場處理輪軸卡死/閘片抱死故障，能處理，則運營結束后故障車憑自身動力回段/場;不能，則運營結束后采用救援小車將故障車救援回段/場）。

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