深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要：地铁车辆轮对踏面擦伤的原因有很多，踏面局部擦伤通常是由于制动器故障造成，整个车轮踏面擦伤通常是由于轮对长时间空转导致，然而，擦伤故障对于车辆的行驶安全有着严重威胁，因此，查找擦伤原因并进行整改，对车辆运行安全具有重要意义。
关键词：地铁；轮对擦伤；原因；措施
一、擦伤的定义
踏面擦伤是由车轮在钢轨上发生滑行造成的，车轮滑行时轮对踏面与轨道接触的部分成了固定的磨擦面，该摩擦面和轨道不断的发生摩擦而使车轮踏面上产生局部平面的磨耗，进而产生擦伤。它的形成机理和自行车刹车类似，当自行车刹车抱死车轮或接近抱死，那么轮胎几乎不转，就与地平面产生了持续的摩擦。当机车车辆和钢轨在运行过程中接触时，只要发生了相对较长时间的相对滑动位移，就十分容易产生擦伤。换言之，若发现了机车车辆擦伤，就说明轮对和轨道发生了相对较长时间的相对滑动位移。对于单一轮对出现踏面擦伤要特别重视，它通常不是由于整体操作造成，而是局部车辆发生了制动器故障，容易造成进一步严重的危害。踏面擦伤超限会造成非常严重的危害，其带来的冲击振动，一方面降低了乘客舒适度，另一方面产生的冲击力使得相关零部件发生破损或大面积产生摩擦热，最终出现温度过高而导致的切轴类颠覆性事故。同时对于擦伤缺陷的处理，目前主要采用不落轮游床对轮对进行游修，也会使得轮对提前报废，降低轮对使用寿命，经济性受到损失。因此技规对机车车辆车轮踏面的擦伤深度规定了限度，超过限度的机车车辆均不得上线运行，因此国家对于擦伤要求十分严格，对于擦伤必须要求及时发现，及时处理，保障运输安全。
二、问题提出
某地铁线路每辆列车配备1套制动控制装置，用于进行带有空重车调整装置的常用制动和紧急制动的控制。其主要分为制动控制单元和电子制动控制单元(BE—CU)。制动控制单元包括常用制动和紧急摩擦制动所需的所有电空阀(主要包括紧急电磁阀(EBV)、中继阀(RV)、常用电磁阀(SBV)、空重车调整阀(VLV))和压力传感器，此外，电子控制单元还具有防滑控制功能，采用减速度检测和速度差检测2种滑行检测方式。当某轴制动力过大、轮轨间发生滑动时，电子制动控制单元控制防滑阀关闭，断开压缩空气通路，同时开启制动缸通向大气的通路，进行排风缓解，然后再重新恢复正常制动。这样可使车辆在黏着不利的情况下尽快恢复制动作用，达到防止轮对踏面和钢轨擦伤的目的。从开通到运营1年多的时间以来，列车多次发生制动不缓解故障，造成不同程度的轮对踏面擦伤。
三、原因分析
（一）车辆制动系统故障、部分配件作用不良
调查分析发现，EPRVlC电空中继转换阀中常用电磁阀的可动铁芯表面处理过的表层出现剥落，即使部分铁芯表层未剥落，其表层也已起皱，有剥落倾向，会导致可动铁芯动作受阻。
当接收到的制动缓解指令时，RV内的线圈失电，可动铁芯受到弹簧力作用打开阀内连通排气口的通路，排出压力，完成缓解功能。但如果可动铁芯的动作受到阻碍，动作不良，排气口就无法被打开，致使AC压力不能被正常排出，制动压力也不能缓解，最终会导致车辆制动不缓解。常用电磁阀的内部结构图如图1所示。
图1 常用电磁阀内部结构
（二）防滑控制功能没有充分体现
电动客车安装防滑系统可最大限度地提高制动力，使列车在规定的距离内安全停车。防滑控制就是从控制制动力着手，使制动力最大限度地接近黏着力，并尽可能地使制动减速度接近不发生滑行的最大减速度，若减速度过大，则制动力过大，很可能使车轮出现滑行现象。尽管地铁车辆制动系统具备滑行控制功能，但在实际的运营过程中，防滑控制功能并没有起到理想的效果。
1.牵引及制动的接口处存在设计缺陷
通过对列车车轮对踏面擦伤事件的调查分析发现，牵引及制动的接口处存在设计缺陷。将地铁车辆牵引及制动之间的接口和另外一辆地铁车辆进行比较，发现该车辆在电制动下产生滑行时，牵引逆变器(VVVF)没有将此信号发送给BECU。图2为（简称A）地铁车辆VVVF与BECU的接口。图3为（简称B）另外一辆地铁车辆VVVF与BECU的接口。由图2和图3可以看出：A地铁线VVVF与BECU接口中，没有滑行检测信号，列车滑行控制未能发挥应有的作用。
图3 B地铁车辆VVVF与BECU的接口
列车在制动时，首先采用电制动，当检测到列车发生滑行时，VVVF减少电制动力，同时将此滑行信号反馈给BECU。如果没有此反馈信号(反馈线)，BE—CU则认为是电制动力不能满足制动要求，就会通过空气制动来补充制动力，从而使总的制动力没有减小，防滑系统未起到保护作用。正常情况下，如果防滑控制有效，相应车的制动压力应该减小。所以，在这种情况下列车发生擦轮是必然的。
2.防滑阀自身问题
A地铁客车定期检修过程中，在做防滑试验时，发现一定数量的防滑阀不动作或者一直处于常排风状态。经过调查发现，这是防滑阀自身的问题或者防滑阀接线错误导致的故障。此时，若列车在正线发生滑行，不能实现防滑控制功能。
（三）其他因素
1.速度因素
防滑系统适用于高速，当列车低速运行时，该系统对速度的敏感程度较差，有滞后现象，必然出现轮对踏面擦伤。
2.闸瓦间隙调整不当
A地铁车辆所有的踏面制动装置都配有闸瓦间隙自动调整器，用以保持闸瓦与车轮间的正确间隙。当车辆在做定期检修时，需对闸瓦间隙进行手动微调，但微调精度没有严格的卡控措施，主要靠工人自身的经验，不同工人测量的闸瓦间隙也会略有不同，也可能造成不同程度的轮对踏面擦伤。
3.外界环境因素
外界环境也是造成轮对踏面擦伤的一个重要因素，比如在钢轨上面有水、雪、油污时，轮对与钢轨的黏着系数降低，制动力大于黏着力时会产生滑行，从而造成轮对擦伤。
4.司机操纵方法不当
在某些情况下，在处于长距离下坡时，一部分操作师傅为了延长机车车轮使用寿命或减少机车更换制动部件的频率，不采用机车电阻制动方式，而是使用缓解位来代替电阻制动，从而使缓解机车制动机单元，送种不恰当的操作模式会导致车轮发生踏面损伤的概率大大提升。
四、建议
首先，彻底检测列车制动系统的可靠性。严格控制紧急制动电磁阀、常用制动电磁阀、防滑阀的定期检修质量，在定期检修过程中，严格执行各项标准，按工艺要求检修，对阀体中动作部位处理过或者更换过的阀体要在制动试验台上进行试验，杜绝有质量隐患的阀体装车使用。尽快研发出适合于低速运行的防滑控制系统。其次，车辆运用单位严格把控新到车辆的验收工作。针对A地铁车辆牵引及制动接口处设计缺陷的问题，厂家正计划逐车加线整改。对于车辆运用单位，对新到车辆的验收工作要严格、谨慎，避免因设计或者设备问题造成轮对擦伤。根据制造商提供的资料编制详细的闸瓦间隙调整指导书，严格卡控作业流程。
下雨天气时，轮轨间黏着系数降低，司机在制动时，应轻揉司控手柄，且尽量不要在低速时使用高级位制动。
参考文献
[1]张兴宝，陈永彪，胡立本等.西安地铁2号线车辆轮对频繁发生擦伤的原因分析及对策探讨[J].铁道机车车辆，2014，34（5）：55-58.
[2]李振国.转K6型转向架车轮踏面擦伤原因分析[J].铁道车辆，2008，46（12）：40-41.
[3]李小文.对不同磨耗的地铁车辆车轮的镟修工艺分析[J].科学与财富，2012，（3）：26-26，19.
[4]臧磊.城轨车辆车轮轮缘运用限度探讨[J].//2013年交通反光膜新技术交流会论文集，2013：108-110.
[5]刘小剑.地铁轨道伤损原因及维护[J].商品与质量，2016，16（7）：33-36.
论文作者:彭谦
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/23
标签：车辆论文; 车轮论文; 地铁论文; 防滑论文; 闸瓦论文; 滑阀论文; 列车论文; 《防护工程》2017年第18期论文;