城市轨道交通车辆检修与维护技术分析

1绪论

随着城市轨道交通行业的快速发展，中国铁路运输业的制造水平和科技能力得到了很大提高。城市轨道交通在降低城市交通压力方面发挥着重要作用。但是因其自身的运行环境的特殊性，人们重点关注的内容始终是运行可靠性与安全性。目前新建地铁线路数量不断增加，一旦轨道交通建成，故障率随着轨道线路的增加而提高将是不可避免的。铁路运输车辆的故障不仅影响乘客的乘坐质量，而且还可能在车辆严重故障的情况下影响车辆的性能，从而导致经济损失。因此，对城市轨道交通车辆运行过程中的故障进行分析，并采取有效的检修与维护技术，对提高车辆运行安全性与可靠性有重要的作用。

2城市轨道交通车辆的检修

2.1 车辆检修分类

按检修制度分，可分为预防性检修和故障性检修。预防性检修又分为计划修、状态修和均衡修三种形式。按检修作业方式分，分为现车修和互换修两种。按检修制式分厂修段修分修制和厂修段修合修制。

2.1.1 车辆检修制度

(1)预防性检修是在车辆故障率没有超过事先确定的指标之前，为了限制故障的产生面对设备采取的维修措施。其判定标准主要为车辆的使用时间和走行公里数。预防性检修有以下三种。

①计划修是根据确定的计划，达到事先确定的时间周期或车辆运行公里数时，对相应设备进行检查和处理。每个城市的计划修的标准都不一样。比如北京城市轨道交通车辆检修分为厂修架修、定修月修;上海城市轨道交通分为厂修架修、定修、双月修、双周修和列检等。

②状态修是根据设备的实际技术状况来确定维修时机。主要通过对车辆实际运行状态的研究，可以有效地控制故障的发生。具体来说，它检查车辆的运行状态，并定期监视和监视车辆。采用基于状态的维修技术可以显著降低维修成本，具有较强的经济性和灵活性。其优点是可以减少维修次数和车辆保养及停车次数，减少保养工作量和人工成本，减少人工拆卸造成的设备损坏，达到优化保养计划的目的。与其他维修技术相比，基于状态的维修技术具有高效、灵活的特点，是一项值得全面推广和应用的技术。

③均衡维修是在列车非运行时间和非高峰时间使用列车运行停运窗口，将车辆维修内容分散在几个时间段和几个不同的场合，使工作分散而均匀。从而保证了城市轨道交通车辆的良好状态又维持了正常运行。其优点是避免不必要的预防性维修作业，从而降低维修成本，缩短车辆维修时间，维修工作量均匀分布，提高出车率，减少维护设施规模，充分发挥设备的能力。

(2)故障性维修

故障维修是车辆零部件失效后采取的一种维修方法。故障维修工作量通常是不可预测的，无法进行评估。发现故障后由操作员报告。维修工作是在此基础上进行的。主要是在设备因故障停止运行，不在车辆维修计划内，维修的主要任务是处理故障。事故发生后，设备利用率大大提高，减少了大修带来的不必要的浪费。故障维修可以是彻底维修,也可以是临时性的维修设备在临时维修之后仍然可以投人运营,并等待彻底维修。

2.1.2 车辆检修作业方式

(1)现车修

目前的车辆维修是在排除了待修车辆上的缺陷后，将要维修的零部件修复，仍装在原车上。这样，除了需要更换的报废零件外，其他零件也可以通过维修后重新装回原车。优点是无需储存大量备件，缺点是因修理零件而延长停机时间。

(2)互换修

用新的或已经修好的零部件来替换被修车辆上损坏的零部件，以更换零部件为主，集中修理损坏的部件，无需在各车辆段进行维修。这样，车辆段维修段只需做更换部件的操作，可以大幅度缩短维修的库停时间，既提高了维修效率，同时也可以减少车辆段用地。

2.1.3 车辆检修制式

(1)厂修.段修分修制

互换性修理是指将修理后的车辆上的部件拆下，安装在其他车辆上的修理方法。车辆维修主要是基于更换零件。汽车零部件不是在每个车辆段进行维护，而是集中维护，通过物流运输到各个车辆段。这样，通过对检修部分的检测和更换操作，往往可以缩短检修部分的停车时间，提高检修效率，同时减少检修场地。

(2)厂修、段修合修制

联合检修系统是指没有专门的车辆检修厂，对车辆段内的车辆进行检修。采用联合检修系统，可避免厂修系统引起的问题。另外，由于车辆大修和车架修理所用的机械设备基本相同，采用厂修和段修相结合的方法可以减少设备的重复投资，提高利用率。

该系统在城市轨道交通网络规模较大的城市中应用较多，具有一定的经济性。对于城市轨道交通网规模较小的城市，采用联合修复系统更为经济。从国内外的情况来看，只有莫斯科和北京采用了分修方案，其中北京车辆段维修任务由宋家庄汽车厂平西福汽车厂承担。但其他城市大多采用联合维修制。

2.2 车辆的检修修程

在制定车辆维修计划的过程中，城市轨道交通车辆的维修单位将对车辆维修程序和维护条件进行彻底，详尽的分析，在满足车辆运行要求、保证运营条件的基础上编制维修计划。维护周期受到车辆的技术水平，线路的运行条件，车辆的日常维护和维护要求的限制。通过分析车辆的日常维护和维护要求，结合车辆部件的耐用性，可靠性和使用寿命，以及影响工程施工的因素，制车辆检修周期，工艺分析配置检修设备，编制业进度表，明确车辆日常维护，及检修的作业时间。合理的车辆检修周期能够保证运营安全，满足车辆日常维护及检修需要，有效的控制维护成本。图1为检修修程影响因素，表2和3分别为上海地铁和广州地铁的车辆检修修程。

2.3 车辆检修作业内容

国内主要城市的城市轨道交通车辆的修程，大致可分为列检、月修、定修、架修和厂修。

(1)列检

容易危及交通安全的主要组件,如受电弓、转向架的各种电气设备的控制设备,清晰度设备耦合器的缓冲装置的空气制动装置,门,身体,灯,电池盒,等等,是外观检查,和关键维修的故障危及交通安全,和司机的错误报道相关列车的安全检查,确保列车的安全。列车在第二天的运行中可以正常运行。

(2)月修

对主要部件的技术状态和功能进行检查，对影响行车安全的故障进行检修和维护，更换接近使用寿命的部件。月修工作通常安排在月检库，每月一次，检修期间停时在1天左右。

(3)定修

主要是预防性维修，需要架车。拆下受电弓、牵引电机、控制转向架、制动器、蓄电池等部件进行检查和修理，并进行必要的测试;校验计量仪器和仪表;检查和修理其他主要部件的技术状况和功能;维修后的静校正及试车。

(4)架修

主要对大型零部件进行大修，以及对所有零部件的解体和全面检修。卸载受电弓、牵引电机、控制装置、各种电气装置、转向架传动装置、轮对轴承、空气制动装置、车钩缓冲装置、车门、蓄电池等部件,进行分解、清洗、检查、修理、测试,对测量仪器进行效验，对完成的车辆进行静调和试车。架修工作通常在架修仓库运行过程中进行，在维修过程中需要维修和停车约35天。

(5)厂修

经过全面的恢复性维修，已基本达到出厂新水平。汽车安装、车辆解体、转向架架架及车身成型、各部件分解检查及维修，其性能完全恢复:重新油漆标记、整车静校正及试车。车辆整体脱节，实现车身及转向架的成型及探伤，重新铺设整车所有电气线路。在这个时候，车厢内部应该得到更多的喜爱，一些技术上的改进应该完成，以确保列车的基本功能可以恢复，使其接近新车的状态。最后，对列车进行静校正和试验，使列车恢复正常运行。可满足固定维修标准。对于大修工作，一般在大修仓库中进行。当车辆运行10年或行驶里程达到100万公里时，无论先满足什么条件，都需要进行大修。在大修期间，它需要停60天左右。厂内临时修理是指在列车检验车辆段发现有列车故障或主列车重大故障的迹象，不能进行在线临时修理时，必须回到车辆段进行维修和处理。根据故障的具体性质确定厂内维修停机。

图2、图3、图4为车辆段中各级运用维修流程图。

2.4 城市轨道交通车辆检修、运用部门的工作范围

车辆检修部门工作范围

（1）车辆维修部门应根据列车运行计划制定列车维修计划。

（2）车辆维修部门对每天运行后返回仓库的列车进行日常检查和维护。

（3）如果列车在行程中出现的故障在驾驶员可以处理的范围内，经驾驶员的处理后列车处于良好的工作状态，则可以继续运行或保持运行，并尽可能避免救援；如果列车司机不能处理，则应快组织救援。越早越好，保证线路的顺利运行。城市轨道交通车辆的检修、运用工作管理模式

第一种模式

(1)统一管理，集中安排列车运维，简化管理程序，管理效率高。

(2)便于颁布与车辆技术有关的列车运行规程、驾驶员操作规程和列车故障操作方法。

(3)能及时反馈列车运行情况，妥善处理。

(4)能积极开展车辆运行及车辆维修调试工作。

(5)便于对列车驾驶员岗位进行各种适应性和资格培训。

第二种模式

（1）实行统一管理，全面负责。

（2）运营部除保证车辆正常运行外，还必须配合调车所需的车辆维护工作，以及各种功能调试后的列车维护工作。

（3）车辆段负责及时完成车辆维修任务，保证向运营线提供工作状态良好的列车。

（4）车辆段负责制定与车辆技术有关的各种列车运行规章制度。

（5）车辆段协助对列车司机进行各种适应性和资格培训。

2.5 城市轨道交通车辆的检修基地及功能

(一)停车场的功能

(1)承担城市轨道交通车辆的准备工作(包括停车检查、清洁保养等任务)。

(2)定期进行车辆维修(年检)和下列范围的维修。

(3)通过静态和动态调试，测试列车的综合性能。

(四)对车辆实行临时修理或者采用零部件互换修理进行维修。

(二)车辆段的功能

（1）车架检修维修基地。

（2）具备本线停车场的能力。

（3）在车架修理和大修过程中，主要采用部件互换修理和辅助修理的维修方法。（4）具备车辆零部件检测维修能力，对车辆设备及零部件进行专业化、集中维修，为车辆段及其他车辆段提供车辆设备及零部件的更换件。

(三)车辆修理厂的功能

(1)对车辆进行全面大修、改造和技术改造。

(2)承担轨道交通网络车辆零部件(模块)的维护工作，以满足停车场、堆场立交维修的需要。

(3)具备对停车场、仓库的零部件进行检查、维修的能力。

(4)作为部分物流中心。

3 城市轨道交通车辆的维护

3.1 城轨车辆均衡修的清洗

城市轨道交通车辆一般有日常保养和定期保养两种。日常维护主要是对列车运行前后进行检查和维护，确保列车清晰、牢固，并按规定进行调整，以保证列车始终处于安全稳定状态。定期保养主要是按规定的时间由专门的维修部门根据维修保养计划对车辆进行定期保养，主要负责全面检查、润滑、紧固和排除故障。当季节性温度变化时，为了保证列车的安全稳定运行必须对车辆进行季节性维护。工业清洗分为一般工业清洗，精密工业清洗和超精密工业清洗。均衡清洗、车顶碳垢清洗和框架，大修清洗，涉及一般工业清洗，精密工业清洗，超精密工业清洗三部分。

3.1.1 城轨车辆的均衡修的内容

城市轨道车辆平衡维修是一个动态的概念，其维修内容基本上是基于车辆部件使用时间来确定的。从这个意义上讲，平衡维修包括维修、固定维修等维修过程。平衡修理的清洗可参照车架和大修。由于结垢原因是一样的，但由于结垢程度不同，清洗相对容易。在平衡修复的清洗中，有必要对采用上电流采集即受电弓电流采集来清洗车顶积炭的问题进行探讨。

3.1.2 城轨车辆顶部污垢的清洗

碳刷和受电弓的高速摩擦产生碳火花，碳粉和与空气接触的铜粉。在初始接触过程中发生复杂的氧化反应，这种反应非常顽固且难以除去。此外，周围环境中的灰尘和油污会形成顽固的混合污垢。它在国外被称为“道路氧化物”。如果要去除这些氧化物，如果使用高游离碱度的材料进行清洁，则会对车顶漆膜造成严重损坏。如果操作是无意的，这些强碱性物质将被排放到空调房间，这将产生更严重的后果。合理的选择应保证在清除碳垢的能力的同时，在整个车顶上形成化学保护层的耐腐蚀膜。为了除去这种氧化物，需要通过渗透功能和咬合功能的相互作用形成的清洁剂。在清除碳垢的同时又要有在清除碳垢过程中对漆膜的保护。如何认识、把握并处理好碳垢的去除能力与漆膜、铝合金保护能力是解决整个车厢顶部碳垢清洗的关键。

3.2 架、大修的清洗

3.2.1 车辆运行设备控制部分的清洗

电气部分包括主控制器箱、继电器箱、电阻箱、反应器及各种类型的电器开关等的平衡维修，一般用于其空气净化处理；对于机架、检修、印刷电路板等电子部件的清洗，需要使用更精密、高效的清洗设备，辅以中性溶剂清洗剂清洗。去除印刷电路板和其他电子元件表面的污垢既需要足够的溶解性，也需要防止损坏。另外，印刷电路板清洗后一般需要做固化膜保护。目前，一种可行的方法是将清洗和固化膜保护分为两个过程，分别由两个产品完成。使用的清洗剂应该具有溶解性和过溶的效果，无残留，这是清洁干净的象征。

3.2.2 客室空调的清洗

客室空调的作用是调节车厢内的空气温度，湿度清洁度，气流速度达到一定的要求。客室空调的清洁基本上是不分解清洁，主要是空气过滤装置，空调机组，蒸发器和冷凝器的清洁。

3.2.3 受电弓的清洗

受电弓框架的清洁和拆卸是对整个受电弓的彻底清洁。由于碳沉积物的形成，受电弓的碳刷，气缸部件，橡胶密封件和轴承必须用新的替换，并且可以清除其他部件的碳沉积物，例如受电弓，气缸表面和钢管支撑结构。受电弓装置中产生积碳的原因与在车顶上形成积碳的原因相同，因此清洁剂的选择是相同的。

3.2.4 构架的清洗

因为地铁运行环境较为特殊，所以框架表面结垢现象严重。转向架自动清洗机难以对结构复杂的构架进行彻底清洗。从产品选择上讲，对构架的清洗主要是保证对顽固的污垢有较强的清洗力来充分溶解和彻底清除。同时，也不能对构架油漆造成损伤。使用转向架自动清洗机时，必须考虑清洁剂气泡的产生程度以及自动清洗机设备是否会损坏。在实际操作中，转向架自动洗衣机的清洗效果不能满足要求。因此，结构的清洁程度难以满足设计要求。这时需要手动清洁作为补充过程。

3.2.5 轮对部件的清洗

轮对轴，车轮，两端轴箱和滚动轴承，动力转向齿轮箱是车架的重要组成部分，对精密工业清洁和精密检查有技术要求和操作困难。

（1）轮对、车轴等部件的清洗包括去除顽固油漆、清洗污渍、检查和修理受损零部件。工业清洗是指在再次清洗前对油漆进行除漆、清洗、探伤和维护。相应的工艺流程及清洗产品选择如下：

除漆剂应能渗透、溶解和松脱各种状态的油漆，并且要具有较强的吸附能力。清洁产品要求可溶与水，清洗效果显著，并且清洗后没有残留还要与涂装前一

致。

（2)滚动轴承的维护：是对滚动轴承进行油脂的清洗、去除锈渍、并进行漂洗烘干处理，这些工作需由自动清洗设备和人工处理共同协作完成，清洗后的效果直接影响到车辆的安全运行。正因为它对车辆运行安全的影响很大，所以滚动轴承清洗精度要求很高。

产品必须满足以下条件:对各种机油、防锈油、润滑油有很强的溶解和分散作用。清洁后的滚动轴承不能有油污和清洁剂的残留物。100%波动率，无需干燥滚动轴承。清洗后形成防锈膜，具有防锈作用。安全不易燃，闪点至60℃以上，在室温下不燃烧。不含有毒有害对环境有污染的成分。气味较轻，操作人员可以接受。设备简单，操作方便。

（3)动力转向架齿轮箱清洗齿轮箱为铝合金材料，表面油垢凝固严重。要求在去除污垢的同时也不能对铝合金材料造成损伤。

3.2.6 电动机的清洗

电机清洗剂不仅不能损坏电机的整体材料和绝缘特性，还必须能够去除油污灰，要求该产品可以用水稀释，操作方便，无需温度要求，符合安全环保要求。（1）对直流、交流牵引电机内部的电枢进行灰尘清洗。除了电机风扇外，整个电枢部分都需要使用吹扫方式进行清理。（2）直流和交流牵引电机定子清洗。要清洁电机内部的主极和整流极表面，必须清除表面上的油，并且不得损坏电机定子材料，尤其是绕组的绝缘特性。通常不清洁电刷。 (3）交流辅助电机清洗。冷却风扇电机相对较小，可用于溶剂型清洁剂的完全浸泡清洁，不会影响电机材料和绝缘性能。一段时间后，可以将其取出并清洁。（4）直流辅助电机清洗。擦拭空气压缩机电机定子的内外表面。可以使用吹扫方法清洁转子。不需要清洁电刷。 (5）清洁电机轴承。滚动轴承自动清洗机，用于清洗电机轴承和轴承盖

3.2.7 制动装置的清洗

城市轨道的车辆是使用数字来控制空气制动装置的，。其中包含两个弹簧式驻车制动器和两个无弹簧式驻车制动器及制动缸的组成。整个制动装置在架、大修清洗时大部分要求分解为零。零件逐个彻底清洁，要求高度清洁。清洗的放是使用浸泡发和擦洗法。主要设备所使用的材质主要有钢、铜、镍铬铝合金、橡胶等。清洗时要注意对已经涂装的零件小心处理，防止其生锈。而对于不同规格的零件需要使用不同的清洗方式，小部件采用喷淋清洗发，大部件采用人工刷洗发。

除了常规的清洗方法外，对于特殊的零件需要考虑其安全性能来使用特定的清洗方式。具体来说，由于制动部件在使用过程中会产生许多的油污，所以使用的清洁剂必须含有可去除油污的成分也要不能对铜、铝部件造成损伤。碱性材料和部分溶剂型材料会对铝合金零件造成不同程度的损伤。同时，这种清洗产品

不仅要有工序间防锈能力，而且要使用是需具备粘度极低、漂洗性能较好的性能。这种清洗产品用于多种材质构成零件时，除了可以保证清洗零件的安全性外，通常还具有简化操作流程、提高清洗剂的通用性、提高清洗效率等优点。

3.2.8 牵引缓冲装置的清洗

牵引缓冲装置在架、大修过程中都需要化整为零。有些特殊铸钢零部件的脱漆探伤是主要难点。表面的漆容易去除，但部分底漆极难去除。多数碱性的脱漆剂对实践中遇到较难清除的底漆毫无办法，酸性脱漆剂又会对以钢铁和铝合金为材料制作的零部件造成严重损伤，为了解决这个问题，需要通过正交实验和用途选择合适结构的有机酸组合物，对特定聚合物溶胀的极性溶剂和催化聚合物解聚的助剂。改进该溶液以适当地混合催化聚合物解聚的溶剂和添加剂。通过这个思想制做而成的除漆剂不仅具有优异的底漆去除能力，而且对钢、铝合金不会造成任何损伤。设备其他部件的清洗，无论是在结垢条件上还是在材料保护要求上与制动装置基本相同。缓冲装置中的橡胶部件通常具有较强的耐酸、碱能力。如果需要清洗，只需避免使用溶解能力过强的清洗产品。

4 总结

因此，深入分析城市轨道交通车辆实际运行中的故障，分析其成因，采用有效的维护保养技术，对提高车辆安全性和可靠性具有重要作用。只有不断改进对车辆维修相关的技术，并按计划对车辆进行适当的维修，才能延长列车的使用寿命，确保车辆始终安全可靠地运行。