淋雨试验在地铁车辆架大修作业中的应用

1淋雨试验在地铁车辆架大修作业中的应用1前言随着广州地铁车辆运行里程数的增加，车体已出现一定程度的老化、破损与微变形，密封性能下降。因此，分析和探讨淋雨试验在地铁车辆架大修作业中运用的必要性具有十分重要的意义(地铁车辆架大修过程即是将地铁车辆的下部转向架与机车上部分离，将地铁车辆上部用架车机架起来进行检修的过程)。笔者针对广州地铁淋雨试验运用的必要性进行分析和探讨，并提出相应的淋雨试验标准。2淋雨试验简介在车辆制造、维修的过程中，淋雨密封性试验是一个不可或缺的环节。淋雨试验即确定部件、设备或其他器件在暴雨中运行的适应性试验。淋雨试验中的淋雨装置可分为固定式和移动式。其中，固定式试验装置因试验时间短、故障少、易维护等原因成首选形式。3广州地铁车辆淋雨试验现状广州地铁目前尚无专业的车辆淋雨试验设备，而是通过列车自动清洗机(简称洗车机)对车辆进行淋雨密封试验。洗车机采取洗涤剂、毛刷、低压喷水的方式，主要目的是去除车辆运营过程中产生的灰尘、油污和其他污渍，使车辆保持洁净外表。3.1洗车机喷水强度低于铁道车辆淋雨标准从洗车机参数与《铁道车辆漏雨试验方法》（TB/T1802–1996）规定的车辆淋雨标准对比中发现(见表1)，广州地铁9条线路的洗车机喷水强度都小于1mm／min，远远低于不小于3mm／min的车辆淋雨标准，且洗车机喷孔直径约为淋雨标准的0.25～0.5倍，孔径过小，喷水成雾状，无法全面模拟淋雨功能。表1洗车机参数与规定的车辆淋雨标准对比表参数喷水强度（mm/min）喷孔直径（mm）喷水压强（MPa）轨道车辆淋雨标准大于31.0～2.0大于0.11号线洗车机0.480.50.42、5、8号线、三北线洗车机0．08～0.20.50.3～0.43、4、6号线、广佛线洗车机0.1～0.20.50.3～0.423.2洗车机喷淋区域不包括车辆顶部和底部根据洗车机布局(见图1)，洗车机喷淋区域只覆盖车体的两侧及前后车头端部，无法对车辆顶部和底部进行喷淋，而车辆顶部空调机组和受电弓的安装经常出现密封问题。3.3洗车机检测出的密封问题的情况从列车密封部件的密封问题评估(见图2)可知，洗车机能检测出的密封问题只占15%，，而未能检出的密封问题和潜在的密封问题高达41％，故洗车机不具备检测车辆整体水密性的能力。4标准淋雨试验设备在车辆架大修中应用的必要性无论是汽车、卡车,还是地铁车辆的生产与维修，都必须通过淋雨密封试验设备来检修其密封性能，从而给司乘人员创造一个良好的环境并确保其安全性。４.1标准的淋雨设备是检验和判定架大修车辆密封性能的保证3架大修过程中，除了地铁车辆钢结构、转向架构架这些列车的‘骨架’不动外，列车其他所有部件都要进行拆解、清洗、更换。车辆架大修调试阶段需进行淋雨密封试验，检验车辆密封效果，根据“广州地铁车辆架大修作业规程”的标准对架大修后的车进行验证。对空调机组、车辆车门和车窗、车辆贯通道、车辆外盖板、车辆底侧电气设备柜、车灯及车窗等各项开闭部位、封闭部位装配和关闭都要在规程的范围内进行检验测试，观察其有无渗、滴、流水渍出现，判明能否符合要求。4.2车辆密封问题随着运行里程数而增加设计地铁车辆的寿命一般为30年，而随着时间推移及车辆运行的里程数而增加，车辆各部件密封性能必然下降，车辆密封部位必然会出现普遍的微变形、老化及微破损。车辆的密封问题不仅越来越常见，而且更加隐蔽；若无标准的淋雨试验设备，存在的密封问题根本无法及时检测和处理。4.3地铁车辆架大修数量增加广州地铁目前运营的列车约250列，运行线路总长约230km。到2020年,广州地铁运行线路将超过5lOkm，地铁车辆的需求也将大大增加。广州地铁车辆约5年一次架修，10年一次大修，从车辆运行年限情况(见图3)中可知，广州地铁目前投运的列车约有250列，超过5年的车辆约占66％，即接近三分之二车辆需要进行架大修。而架大修后的车辆，水密性必须恢复到接近新车的状态。因一台洗车机一般只能够洗一种类型的列车，并且洗车机不具备检测车辆整体水密性的能力。综上所述，广州地铁必须拥有多台在水滴大小、流量及压力等实验条件方面符合淋雨试验国标的的淋雨密封试验设备，以满足车辆架大修生产量和架大修规程中车辆淋雨试验的要求。45广州地铁车辆架大修作业的淋雨试验标准的相关建议现有的适合地铁车辆的相关标准《铁道车辆漏雨试验方法》(TB/T1802—1996)的规定：喷水强度不低于3mm/min；喷头的喷水}L直径为1.0mm～2.0mm，喷孔出水压力不小于0.1MPa。5.1淋雨强度确定显然，标准中喷水强度“不低于3mm/min”只限制了强度的下限，并无上限要求。若规定的淋雨强度过高，不仅不符合现实生活中自然淋雨状况，也使车辆在超大淋雨强度下难以通过淋雨试验，从而大大超过了车辆的制造维修成本。按我国《地面气象观测规范》的规定，降雨强度为5～7m/dmin时，已相当于特大暴雨。表2为(2000～2010年)国家主要城市十年间一日最大降雨强度情况。表２日间最大降雨强度情况表株洲电力机车车辆厂车辆出厂前的淋雨强度标准为4～10mm／min，结合广州地铁“架大修”车辆运行的时间、维修成本及广州降雨强度的情况，建议广州地铁车辆的淋雨强度为4～8mm/min。5.2喷水直径确定根据TB/T1802—1996标准的规定，喷水孔直径限定为1.0～2．Omm，考虑到水中杂质的颗粒大小以及系统维护的工作量，一般喷嘴喷孔直径也选取在1.0～2．Omm之间。5.3喷水压力确定TB/T1802—1996标准要求出水压力不小于0.1MPa，喷嘴到车辆表面距离S会影响喷水到车体的压力。广州地铁不同型号车辆截面尺寸存在差异；据维修手册，不同车辆截面尺寸差别范围约为0～200mm。在上述标准中S(喷嘴到车辆表面距离)被限定在O～1500mm之间。根据某公司喷嘴到车辆表面距离S及其相对应的淋雨强度(见表3)，并考虑到不同型号车辆截面尺寸的差异，喷嘴到车辆表面距离S在4OO～1000mm的范围内时，出水压力0.25MPa即可达到4mm/min的淋雨强度，故出水压力范围当选0.2～0.25MPa。5表３喷嘴到车辆表面距离S及其相对应的淋雨强度6结语随着城市轨道交通的发展，广州地铁势必配备标准淋雨试验设备，以保证架大修车辆质量，从而塑造架大修品牌。鉴于目前国家无针对于地铁车辆淋雨试验标准和方法，笔者结合广州气候的特点与地铁车辆运行的性质，参考国家铁道车辆淋雨标准，提出相应的淋雨试验标准，以期对广州地铁车辆的架大修密封试验具有一定的参考意义。