贵阳地铁1号线电客车轮轴卡死、闸片抱死异常情况下应急处理措施研究

李大伟 何开浒 李兰

摘  要：文章主要是分析了贵阳地铁1号线电客车轮轴卡死、闸片抱死故障可能性、故障的概率，以及在不同故障时的故障现象、判断方法、处理流程、安全性、可行性和经济性。通过理论计算对比以及现场的试验结果，提出了轮轴卡死、闸片抱死情况下的应急处理方案，为公司应急预案的编制提供基础。

关键词：贵阳市轨道交通;轮轴卡死;应急处理;现场试验

中图分类号：U279.3 文献标志码：A         文章编号：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

為尽最大可能减少因电客车故障导致正线客运服务质量的降低，贵阳地铁不断修订完善《车辆故障专项应急预案》，其中由于轮轴卡死/闸片抱死故障的特殊性，当正线运行的列车出现轮轴卡死/闸片抱死故障时，将严重威胁运行安全，给运营造成极大的影响，因而轮轴卡死/闸片抱死故障的应急处理是否合理，关系到是否会造成列车脱轨、倾覆等次生灾害事故。因此，有必要对列车轮轴卡死/闸片抱死的应急处理进行分析和探讨，为应急预案的修订提供基础。

且为掌握轮对在卡死、闸片抱死的运行过程中对轮轨的损伤程度，贵阳地铁在试车线进行了制动不缓解模拟轮对卡死、闸片抱死时的车辆运行试验，以便理论结合实际，推导出适合于贵阳地铁1号线的最优应急处理措施。

2 轮轴卡死、闸片抱死故障可能性

贵阳地铁1号线列车为4动2拖六节编组列车。

即：=Tc-Mp-M+M-Mp-Tc=

TC车：带司机室的无动力拖车;Mp车：带受电弓的动车;M车：不带受电弓的动车。

=：全自动车钩;+：半自动车钩;-：半永久牵引杆。

（1）TC车无机械传动装置，只可能发生闸片抱死或轴箱轴承卡死故障。（2）Mp、M车有机械传动装置，不仅可能发生闸片抱死或轴箱轴承卡死故障，还可能发生齿轮箱卡死或牵引电机卡死故障。综上，Mp、M车发生轮轴卡死/闸片抱死故障的可能性较大。

3 正线轮轴卡死、闸片抱死故障概率

轮轴卡死：轮轴卡死可分为：（1）齿轮箱卡死（仅动车）;（2）联轴节卡死（仅动车）;（3）电机卡死（仅动车）;（4）轴箱轴承卡死。

原因分析：由设备构造原理可知，所有设备的机械部件发生故障都是一个由量变到质变的过程。齿轮箱、联轴节、电机和轴箱轴承故障也是一样，一般情况下要经过振动、噪声、发热、失效这4个阶段。

防范措施：由上述规律可知，预防轴承故障重点要从振动、噪声、发热等方面着手进行监控，从报警周期初期（即振动开始）至发热这个阶段是最好的故障防范阶段，如能在该阶段及时发现问题，则可有效避免较大故障的发生。

为确保地铁列车的安全运营，针对轮轴转动异常故障，贵阳地铁现场采取了多项预防措施。（1）车辆到段组装完成后，在工程车联挂带动电客车工况下，车辆检修人员旁站监听轮轴是否存在异常振动和异响。（2）贵阳地铁安排列车收车回金阳车辆段时，经过“轮对、受电弓检测装置”，对车轮踏面、轮缘数据进行精准测量;若发现车轮数据异常时，则通过不落轮镟床对不符合标准的轮对进行镟修修复。（3）实行正线添乘听音。每日驻站人员正线添乘列车时对车轮转动状态进行听音监测，对疑似轮对转动异常的现象，记录跟踪确认。（4）回库停车观察轴箱温度。针对目前1号线轴箱温度为粘贴温度贴纸，人工观察的作业方式，但是贵阳地铁已计划在1号线正线安装轴箱轴承温度检测装置。

4 正线轮轴卡死、闸片抱死故障应急处理分析

通过对上述轮轴卡死、闸片抱死的故障概率分析，可知这两类故障发生概率极低，但针对单轴/多轴轮轴卡死或闸片抱死故障，也需制定合理的应急处理措施。

4.1 故障判断

（1）DDU上出现制动阀轻微/中等故障及速度传感器故障;出现动车电机堵转卡死时，DDU故障栏显示制动阀轻微/中等故障及速度传感器故障外，还应出现逆变过流、牵引严重故障并牵引封锁。（2）在轨面上产生滑行，会产生尖锐的声响，并与轨面摩擦冒烟，有烧焦味，相应的轮对可能会有火花出现（需要车站协助）。（3）走行部有异响，振动较大，在轮轴卡死瞬间列车速度有明显波动。（4）列车起动时速度提升比较慢，有抱闸的感觉。

4.2 处理措施

清客完成后，切除故障车VVVF（仅动车）和B05，低速（直线段限速15km/h，侧向道岔限速15km/h）将列车运行至最近停车线停稳，列车检修人员立即前往查看是否能现场处理，若能，待运营结束后故障车凭自身动力回段/场;若不能，待运营结束后采用救援小车将故障车救援回段/场。

注：若车辆发生故障时在线路两端（下麦西方向：阅山湖、老湾塘、下麦西;小孟工业园方向：长江路、清水江路、小孟工业园），则就近站清客后，列车低速（直线段限速15km/h，侧向道岔限速15km/h）回段/场。

5 模拟轮轴卡死、闸片抱死试验

5.1 试验准备工作

（1）检查试车线轨面状态良好，符合测试条件。（2）分别在1051车二架三轴左侧外侧、四轴右侧外侧闸片出安装温度传感器。（3）在1051车二架四个轴箱处粘贴温度贴，检测轴箱温升。（4）在1051车二架四个车轮轮辋处分别粘贴温度贴并编3个号，编号目的是为了直观观察轮对转动情况。

5.2 试验路线

模拟1051车二架紧急制动不缓解，列车分别从低到高的速度按照5km/h、15km/h、25km/h的速度行驶一个往返，实时监测并记录轴箱振动及温升、闸片及制动盘温升、车轮滚动及其踏面磨损情况、钢轨的磨耗情况，位置示意图如图1。

5.3 试验结果

5.3.1 模拟闸片抱死试验

（1）以5km/h速度测试。动车至位置3，即列车限速5km/h运行一个往返，模拟闸片抱死。检查列车运行时1051车二架轮对能正常转动，各设备状态无异常，闸片温度最高为104.38℃，制动盘温度为77℃，温度属于正常范围内，轨面无损伤。

（2）以15km/h速度测试。动车至位置3，即列车限速

15km/h运行一个往返，模拟闸片抱死。检查列车运行时1051车二架轮对能正常转动，各设备状态无异常，闸片温度最高为132.44℃，温度属于正常范围内，制动闸片有轻微异味，无浓烟，检查轨面无损伤。

（3）以25km/h速度测试。动车至位置3，即列车限速

25km/h运行一个往返，模拟闸片抱死。检查列车运行时1051车二架轮对能正常转动，各设备状态无异常，闸片温度最高为67.13℃，温度属于正常范围内，检查轨面无损伤。

5.3.2 模拟轮轴卡死试验（通过在轨面洒水模拟轮对滑行实现模拟轮对卡死）

（1）以5km/h速度测试。5km/h动车至位置3，即列车限速5km/h从位置1运行至试车线西面信号波导管停车，通过模拟轮对滑行实现模拟轮对卡死。列车运行时检查1051车二架轮对为滑行状态，各设备状态无异常踏面无损伤;闸片温度最高为62.13℃，制动盘温度为40.7℃，温度属于正常范围内，轨面无损伤。

（2）以15km/h速度测试。15km/h动车至位置2，即列车限速15km/h从卡死试验运行第一趟停车位置运行至试车线西面信号波导管停车。监测闸片温度最高为95.63℃，属于正常范围内;列车运行时1051车二架轮对出现滑行和轻微抖动，其中1051车三轴、四轴左右轮对踏面出现滑行损伤，同时检查发现轨面出现轻微擦伤，最大深度为0.2mm，未超出標准。

通过试验记录可以看出1052车牵引电机电流随着速度的增加电流值随之增加，但远低于170A的限值，因此判定轮对卡死、闸片抱死情况下对动车牵引电机电流影响不大。

5.3.3 试验结论

（1）模拟列车一个架闸片抱死，列车分别以5km/h、15km/h、25km/h的速度运行后，检查车辆各部件无损伤，制动闸片和制动盘温度未超出标准值，轨道轨面无损伤。

（2）模拟列车一个架轮对卡死，列车分别以5km/h、15km/h的速度运行，列车以5km/h速度运行后，检查车辆各部件无损伤，轨道轨面无损伤;列车以15km/h速度运行后，检查车辆各设备状态无异常，检查轮对踏面发现1051车三轴、四轴左右轮对踏面均有擦伤，擦伤为滑行损伤，列车运行过程中1051车二架轻微抖动，1051车二架运行过的轨面有轻微擦伤，最大深度为0.2mm，未超出标准。

6 应急处理措施研究及结论

从试验可以看出，若列车闸片抱死故障时，列车以小于等于25km/h运行，轨道轨面、轮对踏面无损伤，列车各部件状态良好。若列车轮轴卡死故障时，列车限速小于等于15km/h运行时，轨道轨面会损伤，损伤最大深度为0.2mm，但未超出更换标准;轮对踏面会擦伤，可通过镟轮进行修复。

若正线列车出现轮轴卡死或闸片抱死故障时，司机难以判断分清这两个故障。因此为确保损伤轨道轨面在标准范围内，且保证列车运营安全，建议若正线列车出现轮轴卡死或闸片抱死故障时，列车在区间内则限速小于等于15km/h运行。

根据《运营分公司行车指标统计分析管理办法》，晚点5分钟（含）及以上15分钟（不含）以下时记为二级晚点，晚点15分钟（含）以上时记为一级晚点，为减少对正线运营的影响，提高救援效率，因此建议采用列车限速15km/h运行，此速度也确保了轨道轨面损伤在标准范围内，且确保列车运营安全时，损伤的轮对踏面也可通过镟轮进行修复，因此建议当正线出现轮轴卡死或闸片抱死故障时的处理建议为：

若列车在区间内则限速15km/h维持列车进入临近车站，列车在车站则在车站停稳。司机将故障报告行调，根据行调指示，组织清客完成后，切除故障车VVVF（仅动车）和B05，限速15km/h将列车运行至最近停车线/车辆段/停车场停稳（若故障车暂停停车线，则列车检修人员立即前往查看是否能现场处理轮轴卡死/闸片抱死故障，能处理，则运营结束后故障车凭自身动力回段/场;不能，则运营结束后采用救援小车将故障车救援回段/场）。

参考文献：

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[2]邱伟明，周若湘.地铁列车轮轴卡死处理方案及分析[J].电力机车与城轨车辆，2005（04）：59-60+63.

[3]周曼冬，原宇博，李大伟，等.贵阳轨道交通1号线电客车故障处理指南[S].

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