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摘要：随着城市轨道车辆的不断发展，轨道车辆的故障问题也越来越凸显。基于笔者多年的从业经验，总结归纳了城市轨道车辆在运行中的常见故障，对其产生的原因进行了分析，并给出了一些针对性的处理建议。
关键词：城市轨道车辆；常见故障；分析
一、引言
目前，国内各大城市交通拥堵现象日益突出，轨道交通在人们日常出行所占比例越来越大。因此，保证城市轨道交通车辆的正常运营成为了车辆维护部门的头等大事。本文介绍了城市轨道车辆中的车门故障、空调故障、制动控制系统故障和齿轮故障，通过分析这些故障并找到了相对应的解决方法，为后人提供了参考。
二、车门故障
铁路车辆的行驶距离较短，经过的平台数量较大，行驶时始终处于不间断的开闭状态，使门控元件易磨损，增加了故障出现频率。轨道车辆车门系统的故障程度基本上取决于车门开关的缓慢程度，经过平台时的停留时间延长以及需要打开车门时车门无法正常打开。从近年来城市轨道交通的发展来看，轨道车辆车门系统的一般故障可大致分为两类。
（一）电器故障
它主要出现在门控制器、电源、指示灯、继电器等中。发生此错误时，它将影响门的正常打开和关闭。例如，某地铁3号线车辆无法及时接收控制命令，因为车辆的开门/关门控制系统由于外部信号引起的异常干扰而无法及时接收控制命令，进而也就使得车门的开关时间延长，同时在关门的时候信号传输发生中断，电流瞬间增加了很多。它还会导致电动机控制中断，最终影响车辆的安全可靠运行。同时，有轨电车需要进行车身外部清洁，在这个阶段，有轨电车的车身清洁基本上是用高压水枪进行的，如果指示灯的位置不够合理，那就是受清洁过程的影响。如果长时间使用车门继电器，则指示灯可能会因水损坏而损坏，并且触点之间的接触电阻会增加。由于它对电流传输有一定影响，因此很容易导致故障，例如继电器故障，继而将导致车门控制故障，并影响铁路车辆的安全可靠运行。
（二）机械故障
造成这种故障的原因有很多，其中车门的相关部件由于挤压而变形，或者在生产中尺寸误差相对较大，因此硬件条件不能满足相关要求。同时，在铁路车辆的运行过程中，车门的开关频率相对较高，因此车门的硬件状况发生变化，这也是此类故障的主要原因。当乘客流量相对较大时，上下车时乘客会很拥挤，许多乘客被挤出车门位置，长此以往就会导致车门发生变形，这样一来就会使得车门出现开关迟钝等常见故障，不利于轨道车辆的正常运行。
故障排除方法，有如下所述的两种方法：
第一、决策树诊断法
决策树诊断方法是现阶段常用的故障诊断方法之一，可以使用树图编译来按特定特征对缺陷进行实际分类，也可以根据缺陷属性来编译决策图。根据信息论的基本原理，经过深度分析和回归以进行深度分析，然后做出集合编译过程中产生的决策。实际上是使用这种方法来诊断城市轨道车系统中的常见缺陷，则应遵循以下步骤：首先，收集并分类特定区域的城市轨道车运行中的缺陷，然后使用决策树的基本算法和“粗糙理论”简化了门系统故障数据库的处理，对更常见的故障进行了深入分析，然后根据故障原因对故障进行分类，并要对每一类故障按照严重的程度做好排序，通过实践经验标注好每一种故障的解决方法；最后绘制出决策树，同时故障决策树还可以为车门系统的稳定性与可靠性评估提供依据，所以将决策树这一方法应用到车门系统的故障的诊断实践中可以实现对相关数据信息以及实践经验的有效总结，进而为技术人员的工作提供可靠依据。
第二、人工神经诊断法
人工神经网络是由多个神经元的交互和连接形成的非线性系统结构，能够组织和处理信息，同时执行有效的扩展思维，并且具有很高的容错能力。该系统已广泛用于预测控制，模拟识别和其他领域。系统不需要实施严苛的训练，将其应用于轨道车辆车门系统故障诊断当中，工作人员需要做的第一件事是输入以前在系统上工作和练习的常见故障案例，以对系统进行培训。“灵敏度”与工作结合在一起，需要调整系统的各种参数，准确确定车门系统在运行过程中的位移轨迹和速度曲线，制定其预制模型，然后模拟系统中的各种类型的故障。利用该系统对轨道车辆车门的故障进行诊断，可以有效提高故障诊断效率，实现人工智能运行，提高整体运维效率，在城市轨道维修中具有重要的意义。
三、空调系统故障
地铁空调系统是用于处理车厢中的空气以达到除湿和冷却目的的空调单元，通常分为三部分：通风系统、空调单元和控制系统。地铁车辆的通风系统是车辆空调的重要组成部分，经过空调系统处理的空气通过通风系统输送到乘客车厢，以平衡乘客车厢内的温度和湿度。通风系统主要由离心风扇和增幅风扇组成，离心风扇是通风系统的动力系统，离心风扇从车外吸入新鲜空气和室内空气以对空气加压并将其通过通风系统送回。通向乘客室的主风管。空调控制系统由PLC主机单元，温度扩展模块和信息显示操作屏幕组成，并由110V DC电源驱动，该110V DC电源从油轮获得的1500V DC电源通过整流辅助电源获得。PLC自动控制整个空调控制系统，并实时监控空调单元的运行。空调单元主要由空气处理单元和压缩机冷凝器单元组成。
（一）空调控制系统的常见故障及处理方法
（1）空调不工作
原因：电源线断开，选择开关短路或连接器接触不良原因。解决方法：检查电源电压，查找开路并进行维修。
（2）风扇在运转并且压缩机不工作
原因：冷凝器和压缩机的交流接触器打开，压力开关损坏，或者温度控制器调整不正确，温度控制器损坏，触点未接触 通常打开和关闭。处理方法：零件更换，重新调整等
（3）风扇不工作
原因：风扇的接触器已损坏，或者风扇的热继电器已激活或损坏，中央处理器或扩展模块已损坏。处理方法：零件更换或检测复位等
（二）空调机组及通风系统常见故障及处理方法
（1）散热和不散热
原因：内部过滤器堵塞，制冷剂量不足，冷凝器表面堵塞，压缩机故障。处理方法：制冷剂更换，滤清器更换，除尘，滤网清洁，排气管，汽缸垫盖更换等。
（2）空调单元正常工作，但不冷却
原因：膨胀阀的入口过滤器堵塞，制冷剂泄漏，气缸盖垫圈的肋条大面积破裂，泵壳的排气管破裂。处理方法：清洗过滤器，补充制冷剂，更换压缩机垫片和更换排气管。
（3）空调不工作
原因：电源没有电，电源异相，电压太低和太高。解决方案：打开电源，检查电压并进行调整。
（4）压缩机不工作
原因：轴承熔化，电动机发出奇怪的声音，空气阀损坏，连杆断裂，电动机绕组的匝之间的绝缘层老化，电路断开。解决方案：更换压缩机并更换电动机定子。
（5）风扇风量低
原因：风扇倒转，回油过滤器堵塞，蒸发器结霜并结冰，蒸发器散热器变脏或进气管堵塞。处理方法：清除堵塞物，修理并清洁散热器和送风管道。
四、控制制动系统故障
现从可能引起制动系统制动力不足故障的关键部件进行分析。
（1）常用制动充风电磁阀
问题现象：车辆制动时，制动分泵压力未显示在TCMS（列车监控和管理系统）上。
故障原因分析：在行车制动器期间，制动系统控制行车制动器填充电磁阀并释放电磁阀以产生行车制动器的预控制压力。在初始阶段，将提供能量，以使填充电磁阀打开，同时释放电磁阀。当电源关闭时，整个空气进入继动阀的公共预控制腔中；当通用预控制压力达到目标值时，充气电磁阀将关闭并关闭。制动系统收到释放指令后，当电磁阀断电时，充电电磁阀关闭，电磁阀的功率损失得到缓解。典型的预控制压力通过溢流电磁阀排空。如果行车制动充电电磁阀出现故障并且在通电后无法打开，则正常的预控制压力为0，继动阀没有制动压力输出，因此制动力不足。
紧急处理措施的建议：如果一辆车由于缺少制动功率而发生故障，可以适当增加制动指令，列车的其余部分可以弥补不足的制动功率，然后在列车结束时终止运行。
如果在两个或更多车辆制动时停电不足，则根据现场条件和运行要求，可以关闭下一个站点以撤回运行或限速运行直到终点，然后撤回运行。
（2）常用制动缓解电磁阀
故障现象：车辆处于行车制动状态时，行车制动会释放电磁阀，电磁阀经常耗尽，加油电磁阀频繁打开和关闭。制动系统报告制动力不足后，制动缸压力出现在目标压力循环波动处。
故障原因分析：在正常制动过程中，电磁阀消除了故障，通电后无法正常关闭。最初，如果填充电磁阀填充继动阀的公共预控制腔，并且同时公共预控制压力通过电磁阀排气的释放缓慢上升且无法升至设定值，则在指定时间内的制动系统将没有足够的制动力。此后，预控制压力也上升到目标值，填充电磁阀关闭和关闭，并且不执行充气。但是，由于减轻了电磁阀的故障并处于排气状态，因此预控制压力迅速下降，加注电磁阀在通电后重新充电。该状态持续循环直到释放制动器。急救措施的建议：如果这种电磁阀故障没有足够的制动功率，则无需采取其他措施，并且可以正常工作，直到结束为止。
（3）中继阀
问题现象：车辆制动时，预控制压力正常，但继动阀没有制动缸压力输出。
故障原因分析：制动过程中，继动阀的预控制室压力正常，但没有制动缸压力输出。最有可能的原因是，无法打开总风阀口将压缩空气输出到制动缸，造成制动力不足故障。应急处理措施建议：与常用制动充风电磁阀故障时处理措施相同。
（二）制动不缓解故障
现从可能引起制动系统制动不缓解故障的关键部件进行分析。
（1）常用制动充风电磁阀
故障现象：当车辆处于正常制动状态时，制动缸压力高于目标值，收到制动释放命令后，制动缸压力不会下降。
故障原因分析：在正常制动期间，充电电磁阀出现故障，并且在停电后无法正常关闭。通过充气电磁阀将总空气充入继动阀的公共预控制室，同时电磁阀被排出以排出空气。压力稳定后，实际的预控制压力通常会高于目标压力值。在接收到安全指令后，由于加注电磁阀的故障，预控制压力保持原始压力，从而导致继动阀输出制动缸压力，造成制动不缓解故障。
（2）常用制动缓解电磁阀
故障现象：车辆释放行车制动器后，制动缸压力没有下降。
故障原因分析：松开通用制动器后，关闭电源后，电磁阀故障得到缓解，空气无法释放。正常的预控制压力保持原始压力，因此从继动阀输出的制动缸压力不会下降，制动器无法缓解故障。
（3）紧急电磁阀
故障现象：车辆收到紧急制动释放命令后，制动缸压力没有下降。
故障原因分析：释放紧急制动器后，紧急电磁阀发生故障，通电后空气无法排出。由于不能释放继动阀的紧急预控制室中的压力，因此从继动阀输出的制动缸压力不会下降，造成制动不能减轻故障。
（4）中继阀
故障现象：当车辆处于减压状态时，制动缸压力保持在约80 kPa的压力下。
故障原因分析：如果继动阀没有关闭主进气口并且未能将空气泄漏到制动缸中，则继动阀的条件是总空气充满继动阀的下游制动缸。通过主空气阀端口由于释放，中继阀制动腔中的压缩空气同时被排出。如果总漏气量大，则继动阀的制动腔中的压力会超过制动不释放逻辑判断的设定值，及时报告制动系统不能减轻制动故障。
（5）应急处理措施建议
在发生制动不缓解故障时，可人工按下“强迫缓解”按钮进行缓解，此时通过故障车的防滑阀将制动缸内的压缩空气排空，实现故障车的强迫缓解；制动不缓解故障不影响制动时的正常施加，在列车到达终点后再退出运营。如果故障车报“防滑阀故障”，则按下“强迫缓解”按钮后也无法实现制动缓解，此时需对该故障车进行制动切除操作，故障车丧失制动功能；切除 1辆车制动，可在列车到达终点后再退出运营；切除 2辆或以上车辆制动，可根据现场情况以及运营要求，采取下站清客退出运营或限速运营的方式到终点后再退出运营。
五、齿轮系统故障
（一）齿轮箱渗油、漏油
根据齿轮箱的结构，齿轮箱可能泄漏或泄漏的部分大致如下：小型轴承座的接合面、大型轴承座的接合面、副箱表，观察窗盖油位计面板和小端盖。当地铁与运营过程中出现漏油区域相结合时，分析总结如下：
（1）车辆在未运行时就有渗油现象
分析此问题可能是由于在组装和测试期间未清洁机油或由于组装问题引起的。根据地铁目前的运营情况，不太可能知道后者。建议先检查变速箱中的油位。如果油位不足，则应联系制造商并调查组装问题的时间。如果油位没有明显变化，则可以先清除齿轮箱表面的油。行驶一段时间后，检查变速箱表面是否有油污，变速箱润滑剂的油位是否发生变化。
（2）车辆调试、运行一段时间后发现漏油、渗油现象
1）迷宫处漏油。组装或运输时，迷宫凹槽中会残留少量油，在操作过程中会溅出，并且表面会沾上油。随着时间的流逝，油渍会逐渐减少，油渍会变干。添加过多的润滑剂，在运行过程中会沿着迷宫渗透，随着时间的流逝逐渐停止，并且表面的油会变干，油会长时间弄湿。在某些情况下，回油孔被堵塞，润滑剂流回油箱。箱体内的通道被阻塞，润滑剂渗出。回油通道必须及时清洁，以防止润滑剂泄漏。另一种情况是它从副水箱表面流出并积聚在迷宫中。
2）副箱表面漏油。主要原因是在组装过程中未完成密封剂或垫圈。如果情况不是很严重，则可以在修理机架时重新组装。如果情况严重，可以拆开箱子，然后用沟槽在轨道上重新组装。
3）连接螺栓漏油。组装时，螺孔中的防锈油没有被清洗干净并且泄漏缓慢。或螺栓松动。后者拧紧螺栓。
（二）润滑油变色
（1）润滑油乳化、劣化
确保变速箱润滑剂为白色。如果已变白，则意味着润滑剂已溶解、乳化，需要更换。仅当轨道上有大雨或深水时，这种现象才可能发生。鉴于目前地铁的运行状况，此类问题很少。
（2）润滑油变黑
在正常情况下，润滑剂变黑不会影响齿轮传动装置的正常运行，变速箱中的润滑油变黑的原因有很多：
1）组装前，各个零件的清洁不足。
2）齿轮油的变色主要是由组装过程中未清洁的零件以及磨合初期进入的一些颗粒引起的。
3）磁性燃料螺栓上有很多油污，这主要是由于未清洁的零件和初次磨合产生的颗粒引起的。
处理建议：
1）拆下加油和放油电磁螺栓，清洁润滑剂并更换。
2）排油后，变速箱未充分清洁，更换机油后油可能会变黑。如果加油电磁螺栓的表面上没有大的铁吸附剂，则可以认为是正常的。
3）换油后，应加强齿轮箱的后续检查。通常，可以根据磁塞中吸附剂的状态来判断齿轮箱中的润滑剂是否正常。可以通过观察轴承上吸附的小铁屑或润滑剂上磨损的铁粉来检查轴承和其他零件是否正常，取下注油塞，然后检查吸附的异常物质。确认正常后，擦拭注油塞并根据使用要求重新拧紧塞子。
参考文献：
[1]翟倩. 城市轨道交通故障车停车线布置形式简单分析[J]. 科技信息，2010，000（036）：637.
[2]范荣巍，武青海，王群伟. 城市轨道交通车控制动系统故障分析[J]. 城市轨道交通研究，2018，21（10）：162-164.
[3]韩毓鑫，李季. 轨道车辆车门系统常见故障分析[J]. 科技风，2019，000（001）：149.
[4]黎孟新. 地铁车辆常见故障分析及维修技术探讨[J]. 数字化用户，2017，23（031）：128.