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有很多种原因，比如受天气环境的影响、轨面有树叶等等，都会造成踏面擦伤现象。本文根据多年工作实践，对地铁车辆轮对踏面擦伤原因进行分析，并提出整改方案，供同行借鉴参考。
关键词:地铁车辆；擦伤原因；整改方案；运行异常
前言
地铁车辆运载量大、快速发车及运行速度快等特点，导致了车辆一直在“急停、急起”的运行状态，而且这种现状需要轮对踏面与轨道具有较高的粘着性。在运行过程中，由于天气恶劣及环境的影响，并伴有下雨、轨面有树叶等情况下，轮轨间的粘着容易受到破坏，发生空转、滑行现象，导致轮对踏面容易受到损伤甚至发生剥离。
一、轮对擦伤故障现象
目前部分地铁在运行时存在异响，其异响发生具有周期性并且声音明显。针对这个问题，相关负责人多次组织人员在运行时添乘，确认在地铁在运行时出现异响的情况较为严重，并且异响有周期性，随着速度的提升而加剧。对于列车的平稳性也有一定的影响，若是不及早解决会影响乘客的安全。在列车回库后，对地铁车辆进行检查，重点检查异响车辆的轮对，当然走行部都是检查的重点，悬挂装置也需要检查，发现地铁的车轮部分出现了轻微擦伤的现象，有些并未发现擦伤。但是经过测量车辆轮径值的测量，发现其轮对的滚动圆超限。
图1 踏面擦伤
二、轮对擦伤原因分析
出现以上的故障现象，检修人员要查找出现的原因，相关工作人员查看地铁的运行数据并进行比对，发现影响因车辆频繁出现擦伤而导致地铁运行时发生异响的主要原因是车辆的牵引系统和空气制动系统的接口出现问题，并且在擦伤发生后由于一些原因相关人员并没有发现，随着地铁的继续运行，车辆轮对发生擦伤的位置逐渐被磨平，导致擦伤的痕迹被磨平，从而使地铁轮对故障更不易发现，这样一来，随着地铁运行的时间的增加，其轮对变形加剧。当轮对变形不再是圆形时，在地铁低速运行时其异响不明显，但是当地铁的速度提升时，就会导致异响加剧。关于地铁轮对擦伤导致的周期性异响，不能只靠对其出现问题的地方进行维修，需要相关人员从根本上解决这个问题，保障地铁的正常、高效运行。
图2是车辆牵引系统和空气制动系统的接口示意图，其表现了电动指令、电制动反馈指令和电制动防滑指令的关系：
图2 车辆牵引系统和空气制动系统接口图
当列车制动时，空气制动系统会接收到由司机发出的制动指令，再通过空气弹簧采集车重信号计算出总制动力，再将所计算出的制动力传递给车辆牵引系统，然后车辆牵引系统再进行计算，之后再将计算结果由电制动信号反馈给空气制动系统，空气制动系统进行减法计算再分配空气制动力给空气制动执行装置。在列车电制动过程中，如果某个地铁出现滑行现象，电制动防滑系统就会通过减小车辆牵引输出，并将通过电制动防滑信号线反馈给空气制动系统。这是地铁车辆运行中牵引系统和空气制动系统的工作原理，如果某一环节出现问题，要将其根本原因找出来，才能保证地铁车辆的正常运行。并且其中任意环节出现问题，都可能导致地铁车辆发生轮对发生擦伤现象。因此，在地铁发生擦伤现象时，不能仅仅对超限或擦伤轮进行简单的修复，还需要维修人员找到车辆牵引系统和空气制动系统中引发擦伤现象的出现的问题或环节。
三、整改方案
轮对擦伤现象的发生，检修人员对其进行检查，根据现场情况制定了如下的方案：
（1）调整滑行时车辆牵引系统反馈给空气制动系统虚拟电制动力的时间。
（2）减少“速度推测异常”故障的定义时间。
（3）减小滑行、大滑行的判断标准值。在其限定范围内对滑行的标准值进行减小，图3是滑行的限定范围：
图3滑行限定范围
经过对以上三种实际方案的分析发现，这些方案在轮对发生滑行时只能减轻轮对擦伤的程度，并不能真正的从根本上解决轮对的擦伤问题。依靠以上数据提出了更进一步的整改方案。从地铁车辆发生滑行出现故障的情况来看，黏着不能及时恢复是因为在滑行控制时，设定的电制动防滑控制系统与空气制动防滑控制系统的控制权限不合理，而不是因为滑行判断标准不合格。从相关资料可以得出，当地铁发生滑行时电制防滑系统在对滑行进行控制，而空气制动防滑系统并没有对滑行进行控制。只有当滑行达到了其预定的标准限定值后，牵引系统出现“速度推测异常”的故障，这个时候电制防滑系统才会退出对滑行的控制，改由空气制动防滑系统来进行防滑控制。
由此可见，滑行未解决的原因不是改变时间或者滑行的限定值就可以的，其根本原因是地铁在出现滑行时，在没有达到滑行的最大限定值或轮对抱死6s的情况下，其控制系统一直是由电制防滑系统在进行工作，空气制动防滑系统在此期间没有发挥任何作用。对此，为了保证地铁的正常运行，在出现滑行状况时能够得到有效的控制，可以对电制防滑系统和空气制动防滑系统的防滑控制进行如下规定：
当列车发生滑行现象时，首先还是由电制动防滑系统进行调整，之后将所得到的数据和信息反馈给空气制动系统，当其判断电制动防滑的控制时间过久超出允许值，就应该由空气制动防滑系统代替电制动防滑系统进行工作。
当列车出现滑行现象，空气制动系统检测到滑行时间超出允许值时，就应该由空气制动防滑系统代替电制动防滑系统。
当电制动防滑体系检测滑行超过其滑行标准时，应该改由空气制动防滑系统控制防滑。
四、轮对镟修
根据地铁客车轮对维修技术标准相关规程规定，轮对复测时对轮对外观状态及各项尺寸也有其更加严格的要求，如不符合要求则应进行镟轮处理。（1）轮对外观状态检查有下列情况之一时，须进行镟轮修理。①车轮轮缘、踏面有裂纹、缺损时；②车轮踏面上粘有熔化金属时。（2）轮对经测量后，其对应尺寸限度有下列情况之一时，须进行镟轮修理。①轮缘厚度小于 22mm 时；②轮缘高度大于 32mm，或同轴轮缘高差大于 2mm 时；③qR＜6.5mm 时；④沟状磨耗深度大于3mm时；⑤车轮踏面擦伤及局部凹下深度大于 1mm 时；⑥车轮踏面剥离长度一处大于20mm 或二处且任何一处大于 10mm 时；⑦车轮踏面擦伤长度一处小于 40mm 或二处且任何一处大于 20mm时；⑧车轮径向跳动大于0.5mm 时；⑨样板检测轮缘角处的间隙大于0.5mm 时；⑩同一轮对的两车轮轮径差大于2mm时；同一转向架的轮径差大于 4mm 时；同一节车的轮径差大于7mm 时；轮辋宽大于140mm 时；同轴轮对内侧距和对应两个轮的轮缘厚度之和小于1404mm 或大于1420mm 时。
五、结束语
地铁的车辆牵引系统和空气制动系统的接口对于地铁的正常运行起着重要的作用，在前期设计时就要将其考虑周全。另外，在地铁车辆轮对发生擦伤时要检查的是其根本原因，也就是车辆牵引系统和空气制动系统而不是简单的对超限或者擦伤轮进行修复，这样不能解决其问题，只能减轻擦伤状况，因此要从根本原因入手解决。
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K 6型转向架车轮踏面擦伤原因分析[J].铁道车辆，2008，46（12）：40-41.
论文作者:尤长坦
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/30
标签：防滑论文; 地铁论文; 车辆论文; 空气论文; 系统论文; 发生论文; 制动系统论文; 《防护工程》2018年第22期论文;