动车组故障分类及维修

（一）动车组故障的概念

动车组故障是指动车组整车或其零部件的某项或多项技术经济指标偏离了它的正常状态，在规定的使用条件下已不能完成规定功能的状态。如某零件及配件的损伤、部件的损坏导致功能不正常或性能下降；电机功率降低；动车牵引力下降；传动系统平稳性变差、振动噪声增大等。

研究故障的目的是诊断故障、预报故障、研究故障机理、排除故障和改进设计，以减少或消除故障的发生，提高动车组运用的可靠性和有效利用率。

产品一般可分为可修复产品和不可修复产品两大类。不可修复产品是指产品发生损伤后不进行维修而报废的产品，其中包括有的在技术上不便进行维修的产品，一旦产生故障只有报废，如照明装置；有的是价格低廉的消耗品产品，维修很不经济，在动车组中属于这类产品的有轴承、油封、电容器及其他电气元器件等。动车组和其他机械设备大多属于可修复产品，在使用过程中都是通过修复或者更换新的零件或部件以恢复原来的使用性能。

动车组在运用过程中，其技术状态随着走行公里数的增加而逐渐变差，继而达不到预定的工作性能，即可认为动车组产生了故障。

有下述现象之一，认为动车组产生了故障：

（1）动力性能下降——动车组不能发出预定的功率，牵引力下降。

（2）经济性能下降——工作效率降低，如齿轮传动效率降低等。

（3）可靠性能下降——如电气部分绝缘老化、击穿，造成短路，导致动作失误，影响正常行车；再如机械部分配合间隙加大，连接松动，产生冲击振动、噪声，可能引起零件的断裂，甚至危及行车安全。

（二）动车组故障的分类

动车组故障可从不同角度进行分类。

1.根据故障的性质划分

（1）间歇性故障：设备只是短期内失去某些功能，稍加检查处理，设备功能就能恢复的故障。

（2）永久性故障：由于设备零部件的损坏，需要更换或修复，设备功能才能得以恢复的故障。

2.根据故障发生的快慢程度划分

（1）突发性故障：不能通过试验或测试手段来预测的故障。

（2）渐进性故障：能够通过试验或测试手段来预测的故障。

3.根据故障的发生规律划分

（1）随机性故障：故障的发生时间是随机的，如轴类零件的断裂。

（2）规则性故障：故障的发生随时间有一定规律性，如轴承的磨损。

故障产生的原因是零件发生了损伤或失效。零件损伤通常有磨损、断裂、变形、腐蚀、电气损伤等几种形式。

（三）动车组与机件的故障规律

1.故障率的概念

机械产品的技术状况总是随着使用时间的延长而逐渐恶化，其使用寿命总是有限的，其产生故障的可能性也总是随着使用时间的延长而增大，因而它是时间的函数。同时，机械故障的发生具有随机性，因此机械发生故障的情况只能用故障率来表示。(www.xing528.com)

故障率定义：产品在 t 时刻后的单位时间内发生故障的产品数，相对于t时还在工作的产品数的百分比值，称作产品在该时刻的瞬时故障率λ（t），习惯上称之为故障率。

故障率λ（t）表示的是某时刻t以后的单位时间内发生故障的产品数与 t 时刻工作产品数之比，它反映了t时刻后单位时间内产品发生故障的概率。因此，也可把故障率称为故障强度。

在实际工程中，经常使用平均故障率。平均故障率表示产品在某段时间内的故障数与此段时间内的总工作时间之比，即

故障率的单位：1/h、%/h 或%/1 000 h（单位时间内产品发生故障的百分数）；开关类间歇工作的产品用1/动作数；动车组车辆也可用 1/km 或 1/1 000 km。

2.动车组平均故障率的表示

动车组平均故障率常采用机破率和临修率来表示。

（1）机破率。机破率是指在规定的走行公里或时间内，动车组发生的机破事故次数。

《铁路行车事故处理规则》规定：机破事故指动车组车辆破损故障造成列车在区间内非正常停车，或在车站内非正常停车时间超过一定时间，或由于车钩破损而造成列车分离的事故。

我国铁路部门常用每十万千米的机破事故次数来作为平均故障率指标。英、德、法、日、俄等国普遍使用每百万千米的机破事故次数作为平均故障率指标。

（2）临修率。临修是指动车组发生故障需要临时进行的修理；临修率是指在规定的走行公里或时间内，动车组发生的临修次数。我国铁路部门常用每十万千米的临修次数来作为临修率指标。

3.动车组与机件的故障规律

动车组与机件的故障规律是指动车组产品、零部件在使用寿命期内故障的发展变化规律。大多数产品、零部件的故障率是时间的函数，如图1.1 所示。故障率曲线像浴盆的断面，因此，也叫“浴盆曲线”。故障率的高低随时间的变化可划分为三个阶段：早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。

图1.1　故障率曲线

1）早期故障期

早期故障期是产品开始工作的那段时间，它的特点是故障率较高，且故障率随时间的增加而迅速下降。故障往往是设计、制造的缺陷或修理工艺不严、质量不佳等原因引起的，如使用材料不合格、装配不当、质量检验不认真等。对于刚修理过的产品来说，装配不当是发生故障的主要原因。对新出厂的或大修过的产品，可以在出厂前或投入使用初期的较短的一段时间内，进行磨合或调试，以便减少或排除这类故障，使产品进入偶然故障期。因此，一般不把早期故障看作是使用中总故障的一个重要部分。

2）偶然故障期

偶然故障期是产品最良好的工作阶段，也叫有效寿命期或使用寿命期。它的特点是故障率低而稳定，近似为常数。在这一阶段，故障是随机性的。突发故障是由偶然因素引起的，如材料缺陷、操作错误以及环境因素等造成的故障。偶然故障不能通过延长磨合期来消除，也不能由定期更换产品、零部件来预防。一般来说，再好的维修工作也不能消除偶然故障，偶然故障什么时候发生是难以预测的。但是，人们希望在有效寿命期内故障率尽可能低，并且持续的时间尽可能长。因此，提高运用与管理水平，适时维修，以减少故障率，延长有效寿命期。

3）耗损故障期

耗损故障期是指产品使用后期的那段时间。其特点是故障率随时间的增加而明显增加，这是产品长期使用后由产品磨损、疲劳、腐蚀、老化等造成的。防止耗损故障的唯一办法就是在产品进入耗损期前及时进行维修，把上升的故障率降下来。如果产品故障太多，修理费用太高，即不经济，则只好报废。可见，准确掌握产品何时进入耗损故障期，对维修工作具有重要意义。

以上三个故障期是就一般情况而言的，并不是所有产品都有这三个故障阶段，有的产品只有其中一个或两个故障期，甚至有些质量低劣的产品在早期故障期后就进入了耗损故障期。