京津城际运行CRH3C动车组68C9故障的分析研究

文学锋

(北京铁路局 北京动车段，北京102600)

京津城际运行CRH3C动车组68C9故障的分析研究

文学锋

(北京铁路局 北京动车段，北京102600)

主要论述京津城际运行的CRH3C型动车组在运行中监控装置报68C9故障的统计分析，同时对造成故障的原因进行研究，制定了部分措施，并对后期预防68C9故障措施提出建议。

CRH3C动车组;68C9故障;构架稳定性;反向运行

2013年3月至7月京津城际CRH3C型动车组运行中连续发生多起转向架稳定性故障(故障代码68C9)，造成部分动车组运行晚点，对动车组运行安全以及铁路正常运行秩序带来影响。针对这一问题，铁路车辆部门先后采取动车组全列轮对旋修、接近限度报警车辆轮对单独旋修、调整动车组轮对旋修周期等措施，取得了成效。

1 CRH3C动车组转向架稳定性监控原理

CRH3C动车组每个转向架均装有横向加速度传感器，通过横向加速度传感器来监测转向架在高速运行情况下的稳定性状态。当转向架横向加速度达到8 m/s2以上，且持续时间超过2 s，相关车辆的制动控制单元(BCU)就会报173D(1位转向架)或173E(2位转向架)故障代码，同时主CCU会报出68C9故障代码，即转向架失稳。主CCU报68C9故障代码的同时会报6B1A故障代码(横向加速度报警和临时限速)，随即动车组自动限速280 km/h运行。

当BCU接收到转向架横向加速度报警信号消失，限速状态维持2 min后，横向加速度报警会自动消失。68C9、6B1A故障同时恢复，限速自动取消。发生的故障记录在BCU和CCU中，可以通过数据下载进行分析。

CRH3C动车组报68C9故障的原因主要有以下几种情况:

(1)转向架构架故障，导致其在高速运行中失稳; (2)转向架横向加速度传感器故障，发生误报;

(3)转向架轮对踏面磨损超限，轮轨匹配出现问题，在通过曲线或道岔时发生瞬时转向架失稳情况，并达到报警门限值;

(4)区间线路出现问题。

2 京津城际CRH3C动车组68C9故障统计

自2013年3月京津城际CRH3C型动车组运行中共发生32起68C9故障，涉及北京动车段14列CRH3C型动车组，分别为:3001、3002、3003、3004、3009、3010、3011、3013、3014、3015、3016、3018、3020、3021。具体情况见表1。

从统计情况来看，发生68C9的动车组距上次旋修里程最少为126 797 km，最多为252 678 km，其中距上次旋修18万km以下12起，占总数的37.5%。

根据对32次68C9故障情况的统计，京津城际线上行共发生12次，区间在武清—永乐间K82～K88 km;下行发生20次，区间在武清—天津间K80～K85 km。

针对上述32起发生68C9故障的CRH3C动车组，入库后对走行部进行了专项检查，并对相关参数进行了测量和数据分析。从现场对转向架进行的检查情况来看，转向架横向减振器、横向缓冲器、抗蛇行减振器、车轮及踏面等各部未发现有损伤，各部紧固螺栓未松动，防松标记良好。转向架各项结构尺寸正常，一二系悬挂参数无异常;检查横向加速度传感器及线路，传感器初始电压值在正常范围内，线路连接正常。

3 发生68C9故障动车组轮对数据分析

对发生68C9故障的动车组进行轮对数据测量，所有测量数据均显示轮对轮径值、轮缘高度、轮缘厚度、同轴轮径差、同转向架轮径差、同车轮径差等均在技术标准要求的限度范围内。

(1)轮对轮径及轮缘厚度数值分析

表2为发生68C9故障动车组轮对测量数据统计，从表2中可以发现，报警车辆同轴轮径差超出一级修运用规程1 mm的仅CRH3018C3车1轴，其他车辆均满足一级修运用规程，且左右轮径差较小，说明车轮踏面未发生偏磨现象。所有报警车辆轮缘厚度均大于22 mm，说明轮缘厚度是否接近22 mm运用最低限度值，与发生68C9故障没有直接关系，但轮缘厚度差最大值达到5.5 mm，最小值为1.3 mm，即报警车辆车轮轮缘处存在明显偏磨现象。

表1 京津城际CRH3C动车组68C9故障汇总表

(2)轮对踏面等效锥度分析

为了进一步了解京津城际CRH3C动车组运行不同里程后的轮对踏面情况，对发生过68C9故障的动车组轮对等效锥度进行了抽样测量。表3为CRH3C型动车组轮对踏面等效锥度，图1为等效锥度随运用里程变化趋势。

从表3和图1分析发现，轮对旋修后走行5万km时，踏面等效锥度值平均在0.23左右，走行10万km时，踏面等效锥度值平均在0.26左右，走行15万km时，踏面等效锥度值平均在0.29左右，走行20万km时，踏面等效锥度值平均在0.33左右。随着走行公里的增加等效锥度变大，也就是轮轨关系变差，运行平稳性下降。

另外，通过表3中数据分析还可以发现，轮对踏面等效锥度增大并不是导致68C9故障的唯一因素，它只是导致动车组发生68C9故障的主要原因之一。如2013年5月28日 C2054次 CRH3018C列3车发生68C9故障时，该车轮对最大等效锥度为0.39，但同编组中等效锥度最大的1车4轴(0.41)未报故障;2013年5月30日C2069次CRH3004C列3车发生68C9故障时，该车轮对最大等效锥度为0.34，但同编组中等效锥度更大的6车1轴(0.37)、6车3轴(0.37)、7车3轴(0.37)均未报故障。

4 发生故障后采取的措施

4.1 对CRH3C动车组横向稳定性测试分析

京津城际68C9故障发生后，为确认具体原因，利用专用装置对部分发生68C9故障的动车组转向架进行了构架横向稳定性测试。测试区间为京津城际全线，选取发生报警的CRH3002C列8车1位转向架、CRH3009C列1车2位转向架、CRH3016C列7车1位转向架作为测试对象，其中CRH3009C列在测试之前车轮已经过修形。图2为车轮踏面处凹形磨耗，图3为等效锥度随横移量变化图，图4为3列动车组在经过相同公里标(武清站附近)时构架横向加速度波形，图5为构架横向加速度频谱图，图6为CRH3002C列车横向平稳性散点图。

表2 发生68C9故障动车组轮对测量数据

表3 CRH3C型动车组轮对踏面等效锥度

图1 等效锥度随运用里程变化趋势

测试结果表明:

(1)京津城际出现构架失稳报警的CRH3C动车组车轮踏面出现明显凹形磨耗，轮轨匹配等效锥度在0.30～0.50之间，动车组在经过道岔等线路激扰时转向架构架会出现横向持续振荡的迹象，振动频率8.5 Hz左右。

(2)出现构架失稳报警的动车组转向架在车轮经既定薄轮缘修形方法修形后构架横向加速度不再出现持续振荡的迹象，车轮修形可解决运行过程中的68C9报警问题。

图2 车轮踏面处磨耗

图3 等效锥度随横移量变化

图4 3列动车组经过相同公里标时构架横向加速度波形

图5 构架横向加速度频谱图

图6 车体横向平稳性散点图

(3)出现构架失稳报警的动车组车体横向平稳性和垂向平稳性均能维持在优级的水平，无明显晃车现象。

(4)除各车站道岔区段外，上行线K85～K90非道岔区段易激起转向架构架横向加速度持续振荡。需要工务部门对区间线路进行检测。

4.2 调整旋修周期

为了改善轮轨匹配关系，中国铁路总公司根据对动车组运行的周期监测以及实际情况，从2013年5月份开始调整了CRH3C动车组轮对踏面修形旋修周期，由原来的25～30万km调整为20～25万km。从前述统计表1中可以看出，2013年5月15日前京津城际CRH3C型动车组共发生68C9故障24起，属于故障多发阶段，2013年5月15日以后发生68C9故障仅8起，分析其故障减少的原因是采取了走行公里数到限动车组全列轮对旋修、接近限度报警车辆轮对单独旋修的模式。说明调整旋修周期有效。

4.3 京津城际试行换向运营

通过前期的现场调查和研究，以及针对京津城际运行CRH3C动车组轮缘偏磨严重的情况，2013年6月5日CRH3C型动车组开始换向运行试验，换向后轮对与钢轨间耦合关系发生改变，使得部分动车组发生68C9故障的临界耦合条件不足，从而避免了部分68C9故障的发生。如2013年5月28日CRH3018C列3车曾发生68C9故障，动车所对1～5车轮对进行了旋修，未旋修的6～8车轮对踏面等效锥度在0.32～0.36间，2013年6月5日开始反向运行后动车组未发生68C9故障。

5 结束语

京津城际动车组68C9故障的消除是阶段性的，在轮轨间耦合关系达到临界值时，仍有可能发生68C9故障，需要在后续工作中加强数据积累，做好动车组、线路检修维护工作。对动车组来说，一是要严格执行旋修周期和轮对旋修质量。从实际检修经验来看，CRH3C型动车组发生68C9故障后，采取轮对踏面修形，恢复踏面曲线几何尺寸是较为有效的措施。二是加强动车组走行部部件的日常检修质量，包括各类传感器状态检查。对踏面诊断系统报警超限的轮对踏面进行复核，确保技术状态良好;三是对全列轮对旋修后走行15万km以上的CRH3C动车组轮对数据通过现车测量和轮对诊断系统的手段重点监控。

另外，为解决京津城际CRH3C动车组轮对轮缘偏磨现象，造成走行部横向摆动加大，从而影响动车组列车运行品质，增大动车组发生68C9故障的概率，北京铁路局可以制定相关制度将京津城际列车定期换向运行常态化，提高动车组运行品质，确保动车组运行安全，同时提高轮对的使用效率。

后期车辆部门与工务部门加强信息沟通及数据交换，进一步研究摸索68C9故障的发生规律，同时邀请科研院校、主机厂对68C9故障多发区段进行重点跟踪测试，积累轮轨关系数据，研究动车组轮对与钢轨间耦合关系的临界周期，指导现场开展针对性检修作业，从而消除由于车辆和工务部门对相关设备检修、维护保养不到位，造成的CRH3C动车组发生68C9故障。

［1］ 中国铁路总公司.铁路动车组运用维修规程［M］.北京:中国铁道出版社，2013.

［2］ 北京动车段.CRH系列动车组探伤及旋轮作业指导书［R］.北京:北京动车段，2013.

［3］ 铁道部运输局.CRH3型动车组途中应急故障处理手册［M］(第2版).北京:中国铁道出版社，2010.

Research of 68C9 Fault for CRH3CEMU Running in Beijing－Tianjin Intercity Railway

WEN Xuefeng
(Beijing Locomotive Deport，Beijing EMU Deport，Beijing 102600，China)

This paper mainly describes the statistical analysis of CRH3CEMU’s 68C9 fault，which has been found by monitor device during its running in Beijing－Tianjin intercity railway.At the same time，the cause of this problem has been researched.In order to prevent this trouble later，some measures have been made and some suggestions have also been put forward.

CRH3CEMU;68C9 fault;research

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.25

1008－7842(2015)01－0109－06

8—)男，工程师(

2014－07－29)