和谐型机车C6修顶层技术平台基本要素研究

2018-01-25申瑞源宁友波容长生刘智慧王亚奎

铁道机车车辆 2018年2期

申瑞源，宁友波，容长生，刘智慧，王亚奎

(中国铁路总公司，北京 100844)

和谐型机车C6修是机车全面分解检修，全面性能参数测试，恢复基本性能，可同时进行机车或主要部件技术提升的修程。和谐型机车C6修是运用先进技术手段和管理方法深入开展机车修程修制改革的重要实践，也是形成具有自主知识产权和谐型机车检修体系的重要组成部分。这是和谐型机车C6修有别于以往和谐型机车其他修程以及直流传动机车检修修程的基本特征，也是和谐型机车C6修先进的顶层技术平台搭建的基本依据。

2017年国内早期配属的HXD1、HXD3系列机车已经到达C6修修程，科学研究和制定C6修检修规程、系统梳理结合C6修开展的技术简统项目(简称：C6修简统项目)，不仅是开展C6修的技术依据，也是贯彻和谐型机车检修新理念，体现修程修制改革成效的重要成果。但机车设计许可单位(即：主机企业)以前编制的检修规程和最初提交的和谐型机车C6修验证修规程、C6修简统项目与和谐型机车检修新理念不完全一致，与用户需求、现场需要存在一定的差异。笔者通过对HXD1、HXD3、HXD3C型机车C6修验证修规程、C6修简统项目的分析与研究，分析了设计单位提供材料与和谐型机车检修新理念存在的不足，提出了相关建议及后续解决思路。

1 检修规程

1.1 存在问题

机车检修规程是开展机车检修的基本依据，按照精准检修的理念，在规程中相关检修技术参数及执行标准必须明确。但以往一些机车检修规程在这方面做得不够，主要存在以下3方面问题：

(1)检修参数不明确、描述不清晰。如主机企业提供的某型机车C6修验证检修规程中牵引电机、变压器试验均要求“符合设计要求”，但未给出具体需要试验的项点及要求，造成参数不明确。

(2)执行标准不具体。如主机企业提供的某型机车C6修验证修规程中变压器检修试验条款要求“各项性能测试参数应符合试验大纲要求”，未给出具体的试验大纲内容，无法执行相应标准。

(3)修理要求不科学。主机企业提供的某型机车C6修验证修规程要求机车变流器主要部件IGBT、变流模块等全部更新、油压减振器更新等，笔者认为均存在过度修理的问题，检修要求有待商榷。

1.2 思路和措施

(1)C6修是和谐型机车设计指标的全面验证，通过C6修的全面分解、检查、检测，可以对比主要部件状态变化，是对我国机车技术引进内容和自主研发能力的全面验证。因此， C6修验证修规程中应明确各部件具体参数或应符合的技术标准，以利于承修企业和监造部门执行，也方便对机车设计指标进行全面验证。

(2)C6修应坚持精准检修的维修理念，广泛运用故障预测及健康管理(PHM)和全寿命周期成本分析(LCC)等系统管理方法，积累“可预见性维修”数据，全面升华机车检修理念。因此，C6修规程应从设计角度、运用维护信息积累等方面系统研究，运用大数据的统计分析，坚持数据检修、精准检修的理念，制定更加合理的检修要求，避免过度检修造成的浪费。

(3)C6修应坚持经济检修的维修理念。应系统考虑部件设计寿命、修程衔接、接力质保等各环节成本因素，综合考虑机车检修停时、物料消耗、后期维护的全寿命周期成本分析(LCC)，一切检修方案要依靠数据论证，一切检修流程要实现数据记录，一切检修成果要依据数据检验。

2 质量保证期

2.1 概念澄清

制定和谐型机车C6修质量保证期，必须搞清楚检修规程中质量保证期的含义以及与质量责任期、产品寿命期的差别。

质量保证期是指承修单位对产品质量提供保障服务的时间，是承修单位对用户承诺的对机车整车及部件出现的故障提供免费维修及保养的时间区间，狭义理解为保修期。和谐机车质量保证期是产品设计和制定检修策略时输入的预期目标，是承修企业对机车检修后在初期故障高发阶段时给用户提供的基础保障，是机车检修之后附带的，无需增加额外费用的免费服务期。

质量保证期不等同于质量责任期，质量保证期结束并不意味着质量责任期的结束。在质量保证期过后，由于产品质量缺陷或未按标准实施引起的产品故障，责任仍由制造方或者承修单位承担。质量责任期期限一般要大于质量保证期。关系到人身安全或重大公共安全的商品，该期限实行国家强制性规定，如对于大型工程公路建设或者高层楼房建筑，质量责任期为终生制。

质量保证期不等同于产品寿命期，产品寿命期是在设计产品时考虑到所有外部因素及保养措施的情况下，产品能使用的最大运用里程或年限。产品寿命期限大于质量保证期。如机车轴箱轴承，C6修后质量保修期为110万km或6年，而产品寿命期则为轴承(不含调车机车轴承)在正常运用及维护条件下的寿命不应小于100×104 km，按照标准GB/T 6391-2010或ISO 281 或JIS B 1518理论计算寿命L或L不小于300×104 km。[1]

质量保证期并非纯技术性的条款，是跟商务合同紧密相关的，用户可以采用通过商务条款的约定，通过费用的投入换取质量保证期的延长。

2.2 确定原则

应按照数据检修的理念，综合参照设计目标、检修预期，充分利用机车运用以来质量数据的积累和分析，合理确定和谐型机车C6修质量保证期。笔者建议质量保证期的确定应遵循以下原则：

(1)与和谐型机车各级修程相匹配、衔接。主要部件应分别按C6、C5、C4、C3修周期进行质保。如在C6修验证修规程中IGBT检修，应以C6修检修质量及检修范围为依据，以C4、C5修检修规程为基础综合考虑，保证C6修过后下一个C5修中产品质量可靠，功能正常。

(2)同一部件不同零件的质量保证期应体现差异。比如变压器器芯和辅助设施应可分两种周期进行质量保证，变压器器芯由于质量稳定，检修负责应至少按C5修周期，而其他辅助设备用户具备检修能力，检修工作相对简单，可按C4修周期进行质保。

(3)与培养和促进用户自主检修能力相适应。按照经济检修的理念，要不断减少承修单位质量保证期的期限和范围，要逐步培养用户的检修与保养能力，对与用户具备检修能力的部件要由用户自主承担质量责任，降低C6修费用。

(4)C6修质量保证期要与新造机车质量保证期具有可比性，不同车型之间质量保证期应具有可比性。C6修机车的质量保证期应与新造机车质量保证期接近或一致。不同车型的质量保证期不应存在较大差异，同一类部件的质量保证期应相同。

(5)质量保证期要充分发掘和谐型机车投入运用12年来的质量信息，运用信息及大数据管理手段，总结整车及主要部件的质量规律，在数据分析的基础上科学界定质量保证期限。

3 技术简统项目

3.1 项目分类

可靠性、可用性、可维修性、安全性(RAMS)和全寿命周期成本(LCC)性能设计是和谐型机车的主要特征之一。经过10多年的运用，和谐型机车结构系统和主要部件的一些设计缺陷和惯性故障，影响了机车的正常使用和RAMS /LCC性能的正常发挥；一些设计问题虽对机车的正常使用影响不大，但从机车RAMS /LCC性能发挥的角度看，却是非常不充分不完备的。这些源头质量问题有的经过改造和验证但不同阶段不同批次存在技术差异，有的虽提出过改造方案但还未经验证或未实际实施。

和谐型机车C6修是机车全面分解检修的最高级修程，也是机车性能系统回归设计本意的中继站和加油站。借此最佳时机开展机车源头质量问题系统整治，将为机车后续10多年的可靠运用奠定坚实基础。因此，针对上述不同情况，在机车C6修时分别设置项目统一进行技术简统，达到设计归化或技术提升，是十分必要也非常及时的。

由以上分析，和谐型机车技术简统项目可按以下4类进行规范。

(1)源头质量整治项目

源头质量整治项目是由于机车设计原因或者运用过程中对于环境不适应产生的需做改进的项目，此类项目应通过机车C6修全部完成整治。如HXD1型机车辅助变压器柜通风方式改进，原设计机车在雨、雪天气下运用时，雨水进入辅助变压器内易造成接地故障，后续机车通过对辅助变压器柜通风设计改进，采用内、外循环通风方式，辅助变压器的冷却空气直接从机械间吸风后再排到机械间，防止雨、雪进入辅助变压器，避免外部因素对辅助变压器绝缘产生不利影响，机车在C6修时应全部按此方案进行整治。诸如此类由于原始设计缺陷造成的质量问题，在机车C6修时均应进行归化改进。

(2)技术提升项目

技术提升项目是为了提升机车的RAMS /LCC性能而对机车进行的改进项目，如HXD1型机车高压电缆总成T型头连接方式改进，采用单T型头连接方式，减少双T型头结构中间接线端子的故障点，提高高压电缆的可靠性，此项目在HXD1 0221以后机车已采用；HXD3型机车微机系统升级，增加DLG功能，能够记录机车的操作指令等信息，便于机车故障查找，在控制程序不变的基础上增加记录功能，升级后可以为6A、CMD系统提供电气接口，方便6A、CMD的管理；HXD3C型机车前200台机车辅助变流器冷却方式由风冷改为循环水冷，此项目在HXD3C型机车200号以后的机车已成功运用，对机车辅助变流器的冷却及维护都有很大提升。对于此类安全性能提升项目在C6修程中实施也都是必要的。

(3)技术规范项目

技术规范项目主要包括两种类型，即已改造但需要统一规范的项目和机车前后批次存在差异项目。

已改造但需要统一规范的项目主要是指在机车运用或不同检修阶段，针对同一问题存在段改和厂改两种改造方案。为了技术简统和方便维护，在机车C6修时进行技术方案统一。如6A、CMD系统加装改造，存在段方在段自行改造方案和入厂2年检厂改方案，器件布置和线路走向存在很大差异，建议在C6修程时对此类项目进行统一，按厂改方案进行规范。

机车前后批次存在差异项目主要是由于机车前后批次的不同，后续机车在前批次机车暴露出问题的基础上进行优化设计而产生的差异项目。如HXD3型机车240号以前机车没有蓄电池亏电警告功能，240号以后机车均有此功能，当机车蓄电池低于88 V时，TCMS进行亏电报警；HXD1型220号之前的机车无充电机温度补偿功能，221号以后的机车均有此功能，可以实现充电机对蓄电池柜内温度的采集，根据环境温度自动调整充电电压，延长蓄电池使用寿命。对新造机车前后批次存在差异的项目建议按性能提升批次的机车进行改进，对机车性能进行提升。

(4)研究论证项目

该类项目是指已有改造方案但未经过验证或未实施的项目，如HXD3型机车辅助变流装置冷却方式由风冷改为循环水冷，目前方案已制定完成，但未经过实施验证，也未按技术改造流程申报。此类项目在C6修暂不执行，待方案验证完成并报批之后可以试验。

还有一些对机车性能影响较大或者改造工作量大、在C5级以下修程难以实施、在C6修时实施最为经济合理的项目，可列为研究论证项目。主机企业提出改进方案，经充分研究论证和按照规定流程审批后，在C6修时实施。