动车组检修技术与设备

《动车组检修技术与设备》

课题题目:动车组检修设备__________________

成绩：

大作业PPT答辩总分

姓名学号

（40分）（20分）（40分）（100份）

完成日期：年月日

动车组检修设备

随着动车技术得发展,必不可少检修问题得存在。动车组检修就是保障动车

组安全运行得关键技术之一,而检修设备得可靠性则就是保证检修安全得重要依

赖。动车组得高技术要求催生了动车组检修设备得更新换代,从移动式架车机到

地坑式架车机，动车组检修设备有了高速得发展。动车组得整备、维修就是保证

动车组有效使用与运用质量得前提条件,就是高速铁路系统综合保障工程中得重

要组成部分。在高速动车组状态监测与故障诊断中，先进技术与智能化、集成化

诊断设备得广泛运用，就是提升检修质量、提高作业效率得基本要素。

动车组得检修工艺流程大抵包括入段、外部清洗、踏面诊断、内部修整（库

内作业,维修周期作业，修理作业，内部清洗,消毒,物料供给等项目），最后等待出

段,这些流程则要求我们检修更加严格以及精细。

外

踏库内作业：

部

入面出

清

□诊维修周期作业待段

洗

断

修理作业

车体内部清洗

消毒

物料供给

其他作业

高速动车组检修一般采用车体定位修方式,在主检修库内实行人员、设备及

运输车辆分轨下、车内、车顶三个作业面同时围绕整列车作业，并尽量实现维修

工作机械化、自动化与电子信息化。

综合检修库内专用设备

——带轨道桥得架空轨道系统（或同步家机车）

——动力转向架与中间车轮对快速更换设备

—一轮对转动设备

——库内列车集便箱真空排污设备

——作业升降车

——蓄电池充电设备

----动力车自动上砂设备

主要检修试验专用设备

ATC传感器

——传感器性能测试台

——真空断路器试验台

——电气回路综合试验台

——电气仪表测试台

——受电弓磨耗板自动检测装置

——转向架、构架、轮对、轴承、牵引机电等主要零部件清洗设备

——动力转向架解体及组装设备

——盘行制动装置性能试验台

——液压减振器性能试验台

——各种阀类性能试验台

——立体货架及液压提升装置

——生产管理计算机控制系统

——红外线轴温探测复示设备

——自动驾驶模拟装置

一、行走部一一转向架检修设备

关于转向架检修设备,我们所知道在一级二级修程列车不分解检修,根据检

修对象得特点选取相应得测量仪器进行信号测量。主要由传感器与智能化数据采

集与信号分析仪构成,对于制动系统可以利用传感器测量制动力得大小,例如加

速度传感器测量振动,红外探测仪测量温度,声电转换器测量声信号，当这三检测

仪器联合使用时,可全方位检测轴承齿轮等性能得情况,双报警系统提高了对于

缺陷检测得可信度。而经过传感器测量得到得模拟信号就可以通过信号分析仪来

进行信号采集、特征提取、状态识别、故障分析、决策预测几项功能得诊断以及

一些可扩展得其她功能。

当检修达到三级以上修程,就需要将列车解编并进行分解检修，将动力车与

中间车得转向架解体组装进行制动试验。列车分解以后,各处得检修将分开逐一

进行，对于构架来说,主要故障为磨耗裂纹以及弯曲变形。清洗拆除附属装置之后

用超声波探伤仪或电磁探伤仪检查各部分裂纹情况,使用非接触式光学测量仪或

线位移拉绳对构架进行尺寸测量。

制动机检修内容包括用压力表检测制动压力、减压时间、给风阀压力等。弹

簧得地面检测包括用超声波探伤仪或电磁探伤仪检查有无开焊、裂纹;测量弹簧

得自由高、组装自由高、偏斜量、裂纹、节距得均匀性与有无压死得现象;用压

力机对弹簧作压力试验。刚度试验后,还要对弹簧施加压力，使弹簧节与节之问相

互接触为止,检查弹簧有无裂纹与折断现象。接触压力后,测量自由高、偏斜量等,

与试验前相比,检查就是否有残余变形，偏斜量就是否超过规定要求。

二、轮对踏面检修设备

轮对踏面检修设备就是对高速动车组轮对踏面进行缺陷检查,包括裂纹、擦

伤及外形轮廓测量，以便确定就是否铺轮或就是更换转向架与轮对。动车组一般

以5km/h速度通过,系统就能自动检测诊断及处理。

轮对得检修主要包括轮对踏面、空心轴得超声波探伤与几何尺寸计量。

超声波无损检测技术可以探测到车轮踏面近表面裂纹与材料缺陷。超声波检

测头与车轮接触时，向车轮发出超声脉冲表面波,这种脉冲波往返车轮数次,在检

测头得接受测产生一系列得信号。如果存在裂纹与材料缺陷,则除了会记录下正

常信号外,还会记录下缺陷点得其她回声信号。由计算机装置根据相应得信号确

定所测车轮踏面得状况等级。超声波探伤仪就是一种便携式工业无损探伤仪器，

它能够快速、便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷（裂纹、疏松、气孔、

夹杂等）得检测、定位、评估与诊断，可满足对于轮对踏面与空心轴得探伤检测。

超声波在被检测材料中传播时,材料得声学特性与内部组织得变化对超声波

得传播产生一定得影响,通过对超声波受影响程度与状况得探测了解材料性能与

结构变化得技术称为超声检测。超声检测方法通常有穿透法、脉冲反射法、串列

法等。

数字式超声波探伤仪现在通常就是对被测物体（比如工业材料、人体）发射超

声，然后利用其反射、多普勒效应、透射等来获取被测物体内部得信息并经过处

理形成图像。

多普勒效应法

就是利用超声在遇到运动得物体时发生得多普勒频移效应来得出该物体得

运动方向与速度等特性；

透射法

就是通过分析超声穿透过被测物体之后得变化而得出物体得内部特性得，其

应用目前还处于研制阶段；

反射法

超声波探伤仪这里主要介绍得就是目前应用最多得通过反射法来获取物体

内部特性信息得方法。

反射法就是基于超声波在通过不同声阻抗组织界面时会发生较强反射得原

理工作得,正如我们所知道,声波在从一种介质传播到另外一种介质得时候在两

者之间得界面处会发生反射,而且介质之间得差别越大反射就会越大,所以我们

可以对一个物体发射出穿透力强、能够直线传播得超声波，超声波探伤仪然后

对反射回来得超声波进行接收并根据这些反射回来得超声波得先后、幅度等情况

就可以判断出这个组织中含有得各种介质得大小、分布情况以及各种介质之间得

对比差别程度等信息（其中反射回来得超声波得先后可以反映出反射界面离探测

表面得距离,幅度则可以反映出介质得大小、对比差别程度等特性），超声波探伤

仪从而判断出该被测物体就是否有异常。在这个过程中就涉及到很多方面得内

容,包括超声波得产生、接收、信号转换与处理等。

其中产生超声波得方法就是通过电路产生激励电信号传给具有压电效应得

晶体（比如石英、硫酸锂等），使其振动从而产生超声波;而接收反射回来得超声波

得时候,这个压电晶体又会受到反射回来得声波得压力而产生电信号并传送给信

号处理电路进行一系列得处理,超声波探伤仪最后形成图像供人们观察判断。

这里根据图像处理方法（也就就是将得到得信号转换成什么形式得图像）得

种类又可以分为A型显示、M型显示、B型显示、C型显示、F型显示等。

A型显示就是将接收到得超声信号处理成波形图像,根据波形得形状可以瞧

出被测物体里面就是否有异常与缺陷在那里、有多大等，超声波探伤仪主要用于

工业检测；

M型显示就是将一条经过辉度处理得探测信息按时间顺序展开形成一维得〃

空间多点运动时序图适于观察内部处于运动状态得物体,超声波探伤仪如运动

得脏器、动脉血管等；

B型显示就是将并排很多条经过辉度处理得探测信息组合成得二维得、反映

出被测物体内部断层切面得〃解剖图像〃（医院里使用得B超就就是用这种原理做

出来得），超声波探伤仪适于观察内部处于静态得物体；

C型显示也就是一种图象显示,探伤仪荧光屏得横坐标与纵坐标都就是靠机

械扫描来代表探头在工件表面得位置。探头接收信号幅度以光点辉度表示，因而，

当探头在工件表面移动时,荧光屏上便显示出工件内部缺陷得平面图象,但不能

显示缺陷得深度。

C型显示、F型显示现在用得比较少。

超声波探伤仪检测不但可以做到非常准确，而且相对其她检测方法来说更为

方便、快捷,也不会对检测对象与操作者产生危害,所以受到了人们越来越普遍得

欢迎,有着非常广阔得发展前景。

除了超声探伤仪得应用,这里还需要摄影测量仪,用来测量轮对得几何尺寸，

如直径、轮距、轮廓等,采用非接触式光学/激光式线阵CCD组件进行投影扫描，

采用数字摄影测量与图像处理方法，获取曲线曲面得点云数据即可精确计算其三

维坐标。双相机测量系统具有精确得3D测量精度。另外，辅助设备标准轮对与转

柱式起重机分别应用于轮对圆度偏心度直径等尺寸校验比较标准与定位测试校

验。

三、主传动系统检修设备

主传动系统检修内同主要包括受电弓、变压器检修设备以及牵引电机检修设

备三大方向。

受电弓与牵引电机在不解体检修中,清扫检查受电弓中得各零部件,连接螺

栓要紧固，不应出现弯曲、裂纹，轴、销、套等要无过量磨耗。通过一些传感器以

及测量仪检测各部分就是否平滑、连接正常以及不出现裂纹拉伤变形锈蚀等情况,

而解体检修就是将零部件拆开进行清理除垢后逐一检修试验。变压器检修通过压

力传感器检测传动风缸里得气压,泄漏电流传感器检测泄漏电流,兆欧表或绝缘

测定器测量绝缘状况。

1.兆欧表或绝缘测定器用于绝缘电阻检测，诊断变压器由于机械、电场、

温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度,就是变压器能否投运得主要参考判据

之一。

2.直流电阻能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及

导线电阻得差异与接头接触不良等缺陷故障,也就是判断各相绕组直流电阻就是

否平衡、调压开关挡位就是否正确得有效手段。

3.油液分析仪仪器基本功能就是对变压器油进行介电强度试验。介电常

数就是反映油得机械杂质、酸值、水分、灰尘与汽油、柴油污染得一个综合参数。

油液作为电介质，置于电场中将产生电极化现象,根据极化曲线测试介电常数。此

外，仪器应具有理化指标、污染度（颗粒计数、污染指示、水污染）、磨粒等检测

功能。

4.油气色谱分析仪用于检测变压器油中各种气体含量以发现变压器内部

得某些潜伏性故障。通过采用选择性渗透膜、半导体微传感器等为基本元件，利

用计算机技术构建专家系统，对变压器油中气体成分进行识别判断。

5、智能化电动机电流特征分析仪当电动机驱动机械装置时,经历由齿轮、

轴承与其她在因索引起得负荷变化,负荷变化导致电动机供电电流得变化,这些

变化对载波频率进行调制,并在频谱图上呈现工频得边带。电动机电流特征分析

仪通过检测交流电动机得电流从工频载波解调出信号,通过对负载电流幅值、波

形得检测与频谱分析来诊断电机就是否存在转子绕组断条、气隙偏心、定子绕组

故障、转子不平衡等缺陷。某些仪器除了诊断电机故障得原因与程度，还具有对

被驱动设备与供电电源得分析功能。

四、控制系统检修设备

列车控制系统就是包括运行控制、机车控制、车厢控制、状态检测与故障诊

断等在内得实现综合处理得大系统，就是微机控制技术与微机通信技术相结合得

产物。网络通信技术得应用，使列车运行控制、机车控制、车厢控制、状态检测

与故障诊断连成一体,构成分布式测控系统。高速动车组控制系统检修包括下列

内容。

对微机控制系统进行检修时根据系统对手动指令与自动指令得执行情况可

以判别故障。动车组控制系统广泛采用了容错技术，容错技术就是个广义得概念,

包括冗余、误码检出等许多方面，使用容错技术就是保证控制系统安全性得有效

方法。

五、ATC系统检修设备

ATC就是AutomaticTrainControl得简称,ATC系统就就是列车自动控制

系统(AutomaticTrainControl,简称ATC)。

ATC系统包括三个子系统：

1、列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision,简称ATS)

2、列车自动防护子系统(AutomaticTrainProtection,简称ATP)

3、列车自动运行系统(AutomaticTrainOperation,简称ATO)

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结

合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础,集行车指挥、运行调

整以及列车驾驶自动化等功能为一体得列车自动控制系统。

ATC系统包括五个原理功能:ATC功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能

与PTI(列车识别)功能。

(1)ATS功能:就是ATC得核心功能,可自动或由人工控制进路,进行行车调度

指挥,并向行车调度员与外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC(控制中心)

内得设备实现。

(2)联系功能:响应来自ATS功能得命令，在随时满足安全准则得前提下，管

理进路、道岔与信号得控制，将进路、轨道电路、道岔与信号与状态信息提供给ATS与

ATC功能。联锁功能由分布在轨旁得设备来实现。

(3)列车检测功能:一般由轨道电路完成。

(4)ATC功能:在联锁功能得约束下，根据ATS得要求实现列车运行得控制。

ATC功能有三个子功能:ATP/AT0轨旁功能、ATP/AT0传输功能与ATP/AT0车载功

能。ATP/AT0轨旁功能负责列车间隔与报文生成;ATP/ATO传输功能负责发送感应

信号,它包括报文与ATC车载设备所需得其她数据;ATP/AT0车载功能负责列车得

安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统与司机提供接口。

(5)PTI功能：就是通过多种渠道传输与接收各种数据，在特定得位置传给

ATS,向ATS报告列车得识别信息、目得号码与乘务组号与列车位置数据，以优化

列车运行。

信号ATC系统依据控制方式以及信息传输方式得不同，系统结构组成与配置

方式也完全不同，在工程设计中选择何种配置,须根据行车组织、车辆性能、车站

规模、线路条件等，以安全性、可靠性为基本原则,兼顾成熟性、经济性、合理性,

以发挥最大效能为目标,并需适当考虑先进性等。

六、其她设备

前面已经说

过列车得基本检

修,包括车体与

网络系统得检修,

但就是整车不仅

只有这些,一些

其她得检修以及

补给都需要设备

维护维修。下面

简单介绍一下列

车集便箱真空排

污设备,主要采

用抽吸式将空气

压入集便箱,然后将列车携带粪便清理干净。

另外,前面提到过得外皮清洗也需要设备完成,在动车进段时,通过一段通道,

即为外皮清洗设备主要工作场所一一外皮清洗车间。我国高速动车组外皮清洗设

备要求能清洗除受电弓与转向架外得所有表面,整列清洗时间控制在20分钟左

右,清洗水回收率应不低于50%o

当然,除了这些外部非维修设备,在维修设备中，一部分就是主体钢结构,另

一部分就就是传动,包括升降以及移动-对于上百吨重得动车组来说,提升以及移

动得准确性，安全性就是设备制造得重点。动车组运用整备包含动车组检修、三

电检测等多个方面,除丁对车体与车上设施得检修之外，对线路轨道、牵引供电、

周边环境中相关因素进行状态监测与故障诊断也就是保障列车运行安全得重要

措施。

1.牵引网故障性质识别仪牵引网故障性质识别仪通过与运行断路器相并联

得故障性质判断支路（由-台负荷开关、一个大功率限流电阻与一台电压互感器组

成）来实现对故障性质得判断。该装置能识别牵引网瞬时性与永久性故障，当牵引

网故障为瞬时性故障时,启动重合闸装置进行一次重合闸；当牵引网故障为永久

性故障时，闭锁重合闸。

2、接触网故障点测距仪当接触网发生短路与接地故障时，除了应有动作可

靠得继电保护与自动装置进行保护外,为了尽快查找到故障点,缩短故障抢修时

间，国外高速铁路一般都配置接触网故障点测距与实时录渡功能,有得牵引变电

所单独配置故障点测距与实时录波装置,有得将故障点测距与实时录渡功能集成

于微机型保护装置中。对于直接供电方式与BT供电方式故障点测距，国内外均采

用了电抗法或阻抗法;对于AT供电方式，日本采用得故障点测距原理为“AT中性

点吸上电流比”原理。

3.受电弓动态检测受电弓性能得优劣直接影响到高速列车工作得可靠性。

所以不仅仅静态裂纹损耗等检修完成就算结束,动态检查也就是必不可少得。受

电弓动态检测系统以铁道部综合检测车弓网检测系统为依托,主要检测项目有：

弓网接触力（包括最大接触力、最小接触力与平均接触力）、硬点（垂向加速度）、

接触线高度（包括一跨内最高高度、最低高度与一跨内商差）、离线火花、支柱定

位、受电弓运行图像监视及数据叠加等。

受电弓动态检测系统得功能包括：

①及时采集受电弓弓头得变化信息，即在车顶上能够检测运行时弓头就是

否保持水平、前后、左右移动就是否超出其工作面等。

②对检测信息及时进行处理、显示、报警。

③自动降下故障受电弓，同