构建中国高铁动车组检修体系的思考
2014-05-09姜飞鹏
姜飞鹏
根据我国铁路中长期发展规划,到2020年,全国将建成高速铁路2万k m,形成功能强大的高速铁路网,以适应国民经济和社会发展的需要。高速铁路网将普遍开行动车组,实现高速、高效、安全、舒适运送旅客的目的。
动车组运用检修是一项系统性强、科技含量高、理论和实践性均很强的技术,它以先进的检修模式和检测装备为基础,以高度信息化的管理系统为支撑,采用先进的检修理论和检修标准,确保实现动车组安全、高效运行的目标。
动车组检修在部件寿命管理的基础上,采用计划修与状态修相结合、修理与保养相结合、单元部件互换修和主要零部件专业化集中修相结合的检修模式,体现高度的专业化、集约化和程序化。
1 中国高铁动车组系统组成
我国目前在线运营的动车组主要有CRH1,CRH2,CRH3,CRH5 4种类型。其中,CRH1型动车组是以瑞典庞巴迪公司Regina型动车组为原型车,通过技术引进在国内制造生产;CRH2型动车组技术引进自日本E2系1000型为基础,中国南车股份有限公司以引进技术并吸收创新的方式实现国产化;CRH3型动车组是在德国西门子公司ICE 3/Velar o E成功开发的基础上,适应中国的客运需求进行适应性优化设计而来的;CRH5型动车组是在法国阿尔斯通SM3型动车组的基础上优化设计而来,适合高寒地区使用。CRH系列动车组见图1。
图1 CRH系列动车组
随后,原铁道部为营运新建的高速城际铁路及客运专线,确定由中国南车、北车集团在消化吸收相关技术的基础上,将动车组的时速从200~300 k m提高到350 k m及以上,建立并完善具有自主知识产权、国际竞争力强的CRH380系列动车组。
CRH系列动车组主要由牵引系统、制动系统、辅助供电系统、列车控制与信息系统、空调系统、给排水及卫生系统、转向架、车端设备、车内设备、车顶设备等组成。
2 中国高铁动车组的运用特点
中国高速铁路具有路网大、交路长、密度高、日车公里多、运用效率高等显著特点,为提高动车组利用率,科学、合理地配属动车组数量,节省投资,我国高速动车组的运用一般采用套跑交路形式,高速动车组白天上线运行,晚上回动车段(所)整备、检查。
通常,一列动车组的工作状态有3种:运用、检修、备用。日常检查和整备作业是动车组运用管理的重要内容之一,也是影响动车组运用的一个重要因素。根据铁路技术规定,动车组在连续运行里程达到4 000 k m左右时,应进入相关动车段(所)进行1次日常检查作业和整备作业。动车组的各级检修修程也与动车组累计走行里程密切相关。一般国外动车组由于交路短,年走行在50万k m左右,我国动车组投入运用后,其年走行达到100万k m,运用效率比国外高出1倍[1]。
3 高速动车组的修程修制
3.1 动车组修程修制的制定
我国高铁动车组在引进国外动车组检修理念和检修标准的基础上,通过管理模式和检修方法的创新,实现了动车组安全、高效运行的目标。
通过消化原型车修程修制的框架和要点,分析确定CRH系列动车组各级检修界面,确定各主系统和主要零部件的检修周期和检修要点,并结合线路试验和三级及以上的试修进一步修订完善适应我国高铁动车组的修程修制。
CRH系列动车组修程修制统一划分为1~5级,1,2级为运用检修,3级以上为定期检修,运用检修在动车运用所内进行,定期检修在动车段内进行,各级修程的检修周期暂行规定见表1[2]。
表1 动车组检修周期暂行规定
3.2 各级修程下动车组的检修范围
3.2.1 一级检修
CRH系列动车组的一级检修属于运用范畴,在运行整备状态下,完成消耗部件的更换、调整和补充等,通过人工目视和车载故障诊断系统对动车组主要技术状态和部分技术性能进行例行检测。
3.2.2 二级检修
在一级检修的基础上,增加部分专项检修项目如临修、车轴超声波探伤、踏面修形等,同时提高检修深度。二级检修与一级检修一样,都属于运用范畴。
3.2.3 三级检修
在完成二级检修项目的基础上,通过整列架车更换转向架,并对更换下来的转向架及其主要零部件分解检修。
3.2.4 四级检修
在完成三级检修项目的基础上,对动车组各主系统进行分解检修、特性试验,必要时进行车体的涂装。
3.2.5 五级检修
在完成四级检修项目的基础上,对动车组全车进行分解检修,较大范围地更新零部件,并进行车体的涂装。
按照我国高速动车组修程修制,结合全路动车段(所)的设置,动车组的一、二级修程在动车运用所进行,三~五级修程在动车段完成,一般不再返厂检修。
4 高速动车组检修基地
4.1 基地分类和建设要求
高速动车组检修基地的设置应遵循“集中检修、分散存放”的原则,满足动车组“快速检修、安全可靠、高效运营”的检修运营要求。为此,动车组检修基地设置分为动车段和动车运用所2类。
动车段重点承担动车组的集中检修和运用整备工作,检修和运用整备工作包括一级至五级各级修程,根据基地覆盖范围动车组配属情况,检修能力要充分,满足集中检修的需要,存车能力规模适度,合理控制检修基地规模。
动车运用所重点承担配属动车组运用整备和存放工作,运用整备工作包括一级至二级修程,根据动车组配属情况,动车运用所的整备能力、存车能力要满足需要,并适应分散存放的要求。
4.2 基地布局
动车运用所和存车场,其整备检查、存车能力须与动车段的规划建设相配套,减少动车组因日常检修回送而空走的距离,提高车站到发能力及动车组使用效率,满足基地建设“运用分散”的要求。全路动车基地布局图详见图2。
图2 七大动车基地布局图
我国动车组运用检修设施按3级规划:动车段、运用所、存车场。动车段承担动车组所有检查检修作业、夜间存放,结合全路生产力布局整体思路,设在客运中心所在地:北京、上海、武汉、广州、成都、西安、沈阳等地;动车运用所设在有大量始发终到列车的大型客站所在地,负责动车组日间上线客运及管理工作,以及夜间技术检查和整备作业;存车场仅承担动车组夜间存放(含客运整备)作业。
4.3 平面布置
动车检修基地平面布置形式一般有纵列式和横列式2种(见图3),采用何种形式,受基地总规模和地形条件2方面的限制。当基地总规模较大、存车数较多时,考虑到动车组的到发次数,以及检查检修车在检修线群和存车线群之间的转线次数增多,为缩短段内作业时间,应采用纵列式线路;在基地总规模较小、存车数较少时,基地内转线作业的干扰较少或基地受场地条件限制时,将到发存车线群与检修线群横列配置,可使得基地内结构紧凑,并且在经济上也比较有利。
图3 动车检修基地平面布置形式
采用纵列式还是横列式布置形式,不仅根据基地远期规模及动车组检修作业流程,结合具体地形条件确定,而且当近远期规模相差较大时,平面布置要考虑工程分期实施的可能性,留出施工空间以减少运营干扰。一般来说,动车基地多为纵列式布置,动车运用所由于规模小,也可以采用横列式布置形式。
5 高速动车组关键检修设施及技术
我国高速动车组在引进、消化、吸收国外动车组修程修制的基础上,结合国情进行再创新,总结提出了“计划修+状态修+均衡修”的维修体制,以主要零部件的寿命周期管理和先进的检测手段和检修设备为基础,在一至五级大的检修周期下,每个周期中间加入大量部件检修。形成了完全不同于按定检公里集中扣修传统模式的全新的检修项目和检修要求。动车组关键的检修设施如下。
(1)走行部诊断设施。走行部诊断设施包括踏面诊断、轮辋轮辐探伤、空心轴探伤等设备和装置,对在运用状态下的动车组进行走行部检测。
(2)动车组清洗设施。动车段(所)采用全自动洗刷设备对动车组外表进行清洗,清洗设备采用中水处理循环使用。
(3)检查库。检查库是动车组运营一定里程后进行一二级检修的场所,采用立体作业方式,快速高效地完成动车组的日常运用检查、均衡更换修理易损部件。
(4)不落轮镟库。不落轮镟库主要对动车组踏面在不落轮的状态下进行镟修作业,根据作业量大小配置双轴或单轴不落轮镟车床。
(5)临修库。临修库主要对动车组临时性故障和破损进行快速诊断、互换修理。库内配置更换转向架设备、轨道桥、可侧移式刚性接触网及车顶检修作业平台等设备。
(6)三级修库。动车段设置三级修库,主要对动车组进行不解编整列架车,更换转向架作业,库内配置固定式或移动式整列架车机、可侧移式刚性接触网、三层作业平台等设备。
(7)四、五级修库。动车段设置四、五级修库,主要对动车组主系统进行大范围的分解检修,根据检修工作量可采用定位修和流水修的方式。
(8)转向架检修库。转向架检修是动车组三、四、五级修的核心检修内容。转向架的检修设有独立的检修库,由于动车组转向架一次检修作业量较大,一般按流水检修的方式进行检修[3]。
(9)物流仓贮。动车段的材料中心不同于传统意义上的仓库存贮功能,它与动车组的运用、维护检修等有着紧密联系,需要建立现代化的物流仓贮配送中心,通过物流与资源信息化管理系统将部件的运用、检修、采购、贮存等各个环节紧密衔接在一起,统一管理。
(10)信息化系统。信息化系统通过硬件平台的搭建,延伸管理到运用、维修作业的各个环节,通过软件平台的应用,对动车组技术、生产、调度、安全监控、仓储配送等各项工作进行全面的、实时的信息化管理。
6 结语
我国高速动车组实行“计划修+状态修+均衡修”检修模式,在一至五级大的检修周期下,针对每个周期中间加入大量部件检修。以转向架和轮对轴承的分解检修作为运用维护与定期检修的分界。运用检修分为一级、二级和专项检修3个部分;定期检修按部件的不同检修周期和检修内容划分为若干项点,归笼为三、四、五级3个大的部分。检修计划更加精细,避免出现在计划修的范围内未到期或超期检修。三者结合确保我国动车组得到可靠、高效地维修。
[1] 中铁第四勘察设计院集团有限公司.高速铁路动车组检修基地关键技术研究[R].武汉:中铁第四勘察设计院集团有限公司,2010.
[2] 中华人民共和国铁道部运输局.铁路动车组运用维修规程(暂行),铁运[2007]3号[S].北京:中华人民共和国铁道部运输局,2007.
[3] 杨 辉.高速动车组转向架检修工艺设计原则探讨[J].交通科技,2012(3):71-74.