德国高速铁路技术（6）

高速动车组的维修养护由于高速动车组采用了大量新技术，包括故障自诊断技术，特别是走行部分应始终保持良好的工作状态，因此必须对高速动车组进行精心的保养维修，由此产生了新型的高速动车组维修工厂，其典型维修厂是位于汉堡的艾德施泰特维修工厂，主要负责列型动车组维修。位于柏林的维修厂也是一个新建的维修基地，设备与汉堡维修厂相似，主要负责列动车组维修。高速动车组维修的基本要求（）提高高速动车组的利用率是维修养护工作的基本出发点。（）由于大量采用无磨耗部件，使计划外维修数量大大降低，提高了维修有效性。，。，图高速动车组修程规定（）由于维修原因所占用的列车运营时间减少到最低限度，维修时整列车同时进行工作而不是单辆车分别进行维修工作。（）动车组故障在运营时能及时发现，并能确定其具体位置，并提前通过无线通讯将信息传给维修工厂。因此在列车到达维修工厂之前，所有必须更换的备件及消除故障所需的图纸，电路图都能提前准备好。（）高速动车组整体模式及各零部件都被设计成在最短时间内可用更换零部件的方法实行维修工作。高速动车组的检修规程，。，图表示高速动车组的修程规定。这是根据德国城际快速列车运用经验而制订的，每列车在运行后必须入库进行的检查（级），每走行里程后，进行级检修，每运行万后，进行级检修，每运行万后进行级检修。当列车运行达到万时，必须送入大修工厂进行大修，一般送到纽伦堡工厂。按照每年运行万计算，动车组在运用年后，必须进行大修。汉堡高速动车组维修工厂汉堡位于最早开通的条高速线路的终端，故在汉堡设置了动车组现代化的维修工厂。高速动车组全长达，两端为动力车牵引，中间最多可联挂节车厢，每列动车组年走行里程达，。，万。以上的动车组一直处于紧张的运行状态。这是汉堡工厂的维修设备配置及相应管理系统设立的基础。（）工厂组织生产流程图示于图。工厂平面布置示意图示于图。（）主厂房结构特点除自动化清洗、不落轮车床、轮对缺陷诊断和列车暂时停放以外，所有作业都集中于厂房内的条轨道上实施。动车组各台位装备基本相同，检修时动车组不需移动。主厂房在拖车检修部分的横断面示于图。，。，图汉堡维修工厂主厂房横断面结构（单位）以轨顶标高为，厂房的地平面在轨面以下，人和材料的运输车均在此地平面上往复通行。这个高度是根据更换转向架的新工艺系统而决定的。形平台位于轨顶之上，以便人员进入车体内部进行清洗和餐车补给；并对车门、车窗、车头进行检修和保养。在形平台上，用电瓶车进行生产材料的运输，电瓶车载重量。位于车顶平面上的双悬臂工作台在轨顶上处，以检修动力车顶部和受电弓。为了检修中部车厢的顶部，备有吊悬活动平台及专用升降设备。为了对走行机构和车下设备进行维修和给车辆上水、排水，设置了升降式蓄电池驱动的感应导向作业车，车上装载着所需的工具和材料。所有操作十分便利，检查人员可以坐着进行大部分检查工作。在用支架架起的各条轨道上，可以靠调整车组的停车位置，使2个动力车头和节车厢，即个动力转向架和车辆的条轮对处于专设的可移动轨段，使所有轮对可以同时落下更换。更换轮对时采用操纵方便的插入式轮对更换气垫小车进入轮对下方。更换的轮对放在气垫车上运输和定位。在厂房北端和南端设有横向运行天车，用以安装受电弓。其他拆卸后的动力车顶部零件，也可借助吊车进行更换。车间屋架上架设接触线，供应的电力，用以对动车组进行必要的检查和试验。并可以拉拽或推动电动车组出入库。（）工厂工作范围检修工作内容检修，在库停车检查，要完成以下工作检查走行部分（制动盘、制动电磁铁、制动器、牵引电机悬挂装置、轮对和轴承）；检查动力车顶部设备；检查乘客室，填写动车组故障记录；按每日次的常规清洗周期进行清洗；排除厕所污物；整备；车厢的清理与后勤供给；外部清洗。在进行级检修时，除以上检查内容外，应重点检查制动装置和吸声装置，时间是。级检查内容为检查制动器；测量车轮踏面；空调设备与厨房设备的维护保养；检查蓄电池；检查车门机构；检查车上旅客信息服务系统。级检查时间为。级检查内容为动轮空心轴的超声波探伤；B列车无线电通讯系统的检查；轮对轴承的润滑；气密性检查；水箱除垢；检查通风设备、压力阀、门锁；加热调温器与其衬垫的阻抗测量；水洗地毯等。级检查时间为。在走行万后，去大修工厂进行大修。大修时间为。清洗工作内容见表。表德国动车组各种清洗工作一览表，清洗种类，名称代号清洗周期主要清洗工作，附加清洗按照联邦铁路的规定清扫废物，清除外表污垢，清倒垃圾桶；清扫旅客车厢；打扫厕所及盥洗室；整备内部小清洗每一往返清扫废物、清除外表污垢、清倒垃圾桶；使用吸尘器清扫地板；清扫旅客车厢；清洗厕所、消毒；清洗桌子等；整备内部清洗每日清扫垃圾、清除外表脏污，清倒垃圾桶、湿擦外部可见零件；清洗桌子、架子、扶手、客人用的盘子等；将纺织垫子的灰尘吸去；吸刷地毯，去除污迹；冲洗地板；清洗玻璃；清洗行李架；清洗窗户表面；清洗旅客客室；清洗门；清洗厕所、消毒；整备；每周干洗地毯1次主要清洗周清扫垃圾、清除外表脏污，清倒垃圾桶；所有车辆的清洗；吸去地毯灰尘、干洗、去除污迹；冲洗地板；清洗厕所、消毒；整备，重要清洗半年同；另外补充天花板、天窗、灯具、通道、木件的清洗；垫子与地毯的冲洗外部清洗每周最少3次在外表面清洗设备中清洗（）工艺特点及专用设备对个活动轨段的精确位置计算中，应考虑到厂房中每条轨道长度的允差。列车全长达，长度误差的累积影响比较显著，如果列车在结构上没有相应措施，则这种一列车的所有转向架可同时落轮的设想就不可能实现。所以，在制造技术中考虑到了通过垫片的调整，对长度公差进行了补偿；并选择公差较小的缓冲器和车钩等。车厢与动力车不同，它是用铝材制造的，其膨胀系数是钢的倍，所以环境温度对长度公差影响较大。另一方面，以三相交流技术为基础，在动力车上设置变频器，控制动车组的厂内运行速度，使之停在厂房内规定位置。正常调车速度/；厂房内速度/。尽管从动力车结构上考虑到了定位措施，但其公差只能控制在，应根据这一情况确定活动轨道的长度。更换轮对。条架起的轨道用钢轨铺设，钢轨在矩形支柱上的高度和轨距可以调节。在个动力车转向架和条车辆轮对下面均是可移动轨段。在更换转向架或轮对时，用插入式更换轮对气垫小车架起活动轨道托桥，降下转向架或轮对。活动轨道桥升降时，转向架或轮对靠其踏面及端部挡铁止动，轨道的承重传递给升降支架。此时，移动轨段已移开，使轮对或转向架随升降支架徐徐降落在气垫上。轮对更换设备在活动轨段下能快速准确的定位。联邦铁路首次采用气垫装置，该装置易于使用，节省时间。气垫装置由数个气垫、个能旋转并可伸缩的摩擦轮传动装置组成。通过控制气垫的摩擦系数，能使更换装置准确快速地在轨道桥下定位。更换设备包括个主升降装置和个副升降装置。副升降装置位于轨道桥两侧，用以进行移动钢轨段的横向移动；主升降装置用1组轨道桥承托轮对或转向架并使其升降。在主升降装置的轨道桥上升并顶起轮对时，副升降装置也升起，这时锁紧活动钢轨的尖头已经张开，副升降装置夹持移动钢轨段横向外移，主升降装置托着轮对在此空间落下；然后，副升降装置再夹持活动钢轨横向复位，待副升降装置下降时，活动钢轨重新被锁紧。落下的转向架或轮对用气垫车运走。凡有缺陷的轮对，均用此方法更换。清洗设备。外部清洗设备全长，清洗间是一个完全独立的建筑，采用自动清洗。冬季当室外温度为时，仍能清洗列车外表面，侧墙窗玻璃表面清洗时其最低温度可达。的清洗污水可以再生重复使用，研究人员正进一步努力以使清洗水的利用率达。（）车轮踏面诊断系统（）车轮踏面诊断系统（）是年应用的全新系统，它由3部分组成（见图）。，。，图车轮踏面诊断系统超声波车轮踏面横向裂纹检测装置，这是保证安全的装备。B利用光束分离方法测量车轮踏面形状，将来有可能利用轮对库的数据进行轮对优化匹配使用。利用光束测量法测量车轮踏面不圆度及扁疤。（）维修工厂的组织管理在汉堡维修工厂，局部计算机系统形成了组织管理系统的核心。它被用于动车组维修设备的维修工作顺序内部控制，而构成紧密、相联的系统。通过合适的接口协调处理计算机及子系统已成为可能。局部计算机系统已分阶段完成，逐步投入运用。图表示了维修工厂局部计算机系统集成为一个完整系统。，。，图维修工厂所用的控制系统输入的信息可以有动车组自诊断预报的结果；转向架轮对诊断的结果；从维修车间送来的检查报告；储存在文件中的用于计划维修的工作软件包。特别重要的是要缩短维修时间，工作命令单包含了执行、批准作业所需要的所有信息，并被打印出来分派给负责的工长。维修后返回的数据单可用于改进工厂计算机的信息文件，一方面使文件保持更新，另一方面增加信息并得到验证。由于动车组也可能在其他维修工厂维修，因此，在各个维修工厂之间还建立了计算机系统数据网。如汉堡维修工厂的数据通过网络可以直接进入纽伦堡维修工厂的计算机中。（）动车组在厂维修时间的下降以每月每列动车组维修所占用的运营时间（）作为统计标准，从年动车组投入运用以来，其每月维修占用的运营时间呈明显下降趋势，见图所示。从开始运行后仅个月，其维修时间就降到稳定状态的基准线以下。，。，图每列动车组每月维修所占用的运营时间当年动车组刚运营时，总共列型动车组，有列处于维修状态，占总量的。年总共列型动车组，只有列处于维修状态，仅占总量的。在年末，动车组客流增加，处于维修状态的列车减少到列，仅占总量的。总体上看，动车组的可靠性逐步提高。动车组的动力车重要部件磨耗程度下降，如受电弓滑板寿命达，轮对的平均走行里程可达/年。拖车的走行里程可达/年。在第一年动车组运用时，列车技术人员全程跟随在车上服务，而年后，这个技术人员只在车上服务/的旅程即可。检修的运用走行公里数已从增加到，后来又增加到，检修的间隔时间已增加到。纽伦堡大修工厂纽伦堡修理工厂长期以来从事内燃机车、内燃轨道车、内燃动车组及电力动车组的修理。在一定时期内仍将同时修理内燃机车和电力动车。纽伦堡工厂为进行城市间特快列车（）的修理，原用于解体、组装、表面处理、车架检查的厂房进行了改造。工厂改造后于年投入使用，专门用于高速动车组的大修修程。（）纽伦堡工厂检修动车组的基本情况负责大修组动车组，每组动车组由台动力车及辆拖车组成；组动车组年累计走行里程为；每动车组年走行里程为；大修期运行里程；大修周期不超过；在厂房中供给动力车电力；在厂房中供给车辆电力；所有车辆在厂房里分解摘钩；同时维修列动车组；厂房内所有工作台位可同时容纳节车厢；工厂空旷处具有足够的铁道长度，以便整列车联结。（）的大修工艺工厂的修理计划是根据动车组的检修量决定的，待修动车组进入厂房，受电弓脱离接触线，从动车组中部摘钩，一半停在道或道，另一半调至道或道，列车的2部分并排停在厂房内。轨道中间有通长的检修坑，每节车厢摘钩分离。这样可在多个工作台位上同时工作，以尽快的速度维修每节车厢。各节车厢之间的距离为。轮对车间有以下工作内容清洗、轴承检查、加注油脂、退轮箍、加工轮缘、装轮箍、轮踏面加工、车轮的拆卸与压装、轮毂钻孔、平衡试验、传动系统的拆装与修理等。转向架车间有以下工作内容清洗、解体、构件拆卸、部件清洗、构架修理、部件修理、组装、调整测量、功能试验等。动力车和拖车的车体由固定式架车机架起，以推出转向架。架车机由个升降机组成。检修厂房中有台桥吊，为车辆维修提供了更大的灵活性。在该大修工厂要进行的主要修理工作如下动力车和拖车转向架的解体；动力车受电弓、电力控制以及其他设备的解体和修理；车辆空调设备、制动器、蓄电池的拆装；动力车变压器和制动器的更换；车辆照明系统、门和通道的修理；车底架、车体测量；对损坏的表面除锈、磨光、油漆；制动试验；密封性试验；对每辆车辆进行和的高压检查；电器与装配检查；最后将车辆联为列车。（）转向架与轮对的修理动车组被架起后，动力车和拖车的转向架被推出，由移车台送去清洗，清洗后进入转向架车间。转向架清洗设备与转向架车间相接，与动力车检修间邻接，运输费用极少。转向架流水线沿车间纵向布置。解体后轮对被推至轮对车间。转向架的各种部件的拆卸、清洗与车体的检修流程相平行，紧接着进行装配、调整、测量和性能试验。转向架成品的存放地位于厂房的另一端。转向架组装后通过移车台运至架起车辆的底部，其路径很短。轮对维修是流水作业。由运用段送来维修的轮对用轮对运输车通过移车台直接送入车间；来自转向架的轮对，通过横向过跨通道送至轮对车间。（）油漆不仅要保证的使用性能，而且要注意其美观性。组装好的动车组移出检修厂房，进入油漆间。原有的喷漆装置、油漆干燥装置等已不能满足需要。根据产量和未来的发展，设计了2种表面处理车间的布置方案，其工艺流程仍利用原移车台，与主检修车间平行。慕尼黑总站动车组外部清洗设备自汉堡慕尼黑高速动车组于年月日开通以来，动车组的清洗工作也得在慕尼黑总站进行。由于动车组表面面积较大，且要在的温度下对动车组表面进行外部清洗，有时甚至要在的温度下对车窗进行外部清洗，所以不能使用目前的露天清洗设备；为此在慕尼黑总站停车场上设置了动车组外部清洗设备。该清洗设备符合环境保护及多种安全技术要求。清洗设备于年月开始建造，于年月完成。清洗库全长，清洗刷张开的最大宽度可达。清洗库的南侧是控制中心（长、宽），设置了配量站及清洁剂存储仓。由于轨道间距窄，而清洗库长度必须在控制的范围内，因而水保护设备只能布置在沿清洗设备全长的地下室内。按空气动力学设计的新型动车组价值万马克，在慕尼黑汉堡区间速度高达/，为清除动车组行驶过程中所沾染的灰尘，列车必须定期进行清洗。（）清洗速度整个清洗过程只需IN。司机将动车组停在清洗库前，司机按一下指示屏板上的按钮，洗车库清洗程序即可调出，库门自动打开，动车组在清洗库里以/的速度徐徐行驶，通过个旋转清洗刷，使用约经过净化处理的水，清除长途行驶后留存于外部的污渍。动车组凭借自身动力（电流来自接触网）驶过清洗道。在清洗动车组前部的同时，车尾的位于清洗车库外的动力车将整个车组推经清洗刷头。动车组前部清洗完成时，前面的动力车已驶出清洗库，将受电弓重新升起与接触导线相接触。因水可导电，而车顶需进行清洗，所以清洗库内不能装置接触导线。一个带光栅的有模拟功能的安全系统时刻检查受电弓的情况。如有意外，动车组即停驶，所以假如司机一时疏忽或万一产生了故障也不会造成损失。根据动车组脏污程度及车上的温度可选择清洗程序，清洗过程全部自动化。（）自动化清洗程序整个清洗过程分为8个相互连贯的步骤，依据设定好的程序自动进行。预冷在炎热的夏天，动车组表层温度如超过，需往车身上喷洒冷水，进行预冷，以防所喷清洗剂迅速干燥。第一次喷射往车头车尾喷以除虫剂。预热清洗过程温度至少要求。若室外温度在之间，则动车组表面须先预热，以防正在清洗时结冰。往车身喷射的热水即可达到预热目的。擦拭以上准备工作结束后，便开始真正的清洗。旋转的刷子沾上清洗剂擦拭整个动车组表面，与附在车上的脏物发生反应，将其溶解。清洗对经上述环节处理过的动车组表面用循环水通过刷子进行冲洗。第一次喷洗擦洗后还需用水对车辆进行3次喷洗。在擦洗程序完成后，马上用号喷洗区里的循环水通过刷子及拱梁上的喷嘴完成第一次喷洗。第二次喷洗用较多的水再次通过拱梁上的喷嘴对列车进行喷洗。喷洗后让车辆有足够时间将水滴净。第三次喷洗在离开清洗库之前由拱梁上的喷嘴将不含矿物质的水对列车进行最后一次清洗，以确保清除在干燥过程中车辆表面上形成的水渍。清洗过程的最低温度限制在。德国铁路上一般采用磷酸清洗剂和碱性清洗剂。冬天气温在时无须对动车组进行全面清洗，只须用含乙二醇的清洗剂清洗车窗，再用含乙二醇的水冲洗即可。为了消除噪声对居民的影响，也为了节省能源，现在已不再使用鼓风机对清洗后的车体进行干燥。（）清洗设备结构清洗机的设计不仅满足了全部技术要求，也满足了环保要求，如喷雾偏差角所产生的副作用、噪声和过多的水耗等问题都得到了综合解决。清洗库的地下隧道及其供电设备的宽度与高度随内部技术要求不同而有所不同。整个清洗机的功能与结构和动车组协调一致，其外观视觉也相匹配。清洗设备的核心部分是带刷子的清洗线，还有水循环设备、废水处理设备和其他多种设备。为了防止使用木材黏合胶的库内设备受到清洗库内有害物质的破坏，内部设备都覆有能耐酸碱的玻璃纤维增强塑料（）。在长的清洗道下是地下室，里面装有衬以的钢筋混凝土结构的收集槽和储料槽，用以盛，。，图废水回收流程图装各种不同的清洗溶液。地下室墙边设有钢筋混凝土结构的带支承板的钢轨，车辆在轨上行驶。库顶和外墙统一装有铝制磨花格形镶板，可隔热、隔声、挡光。（）水循环回收系统为了节约用水、合理利用宝贵的地下水和保护环境，安装了套高效能的水循环设备，见图。采用这套设备，可将使用过的污水进行净化处理，再用来清洗下一列车。使用废水回收设备可以避免在预冷、预热、擦拭、反应、清洗、喷洗等清洗过程中的一部分尚未充分使用的水白白排到下水道去，而是通过排水道收集到钢轨支承板上制成的槽里，再导入到个系统中。在这一过程中，经净化的水多次使用，从最干净的清洗区导向最脏的清洗区。经过缓冲装置、收集盆、沉淀装置、污泥处理装置、浮选装置和过滤装置后的废水得到重新净化，再与清洗设备中的新鲜水混合使用。号废水净化处理设备（）净化预热后的废水（见图）。预热阶段尚未投入化学剂，因而预热过的水只需进行机械净化，方法是将预热过的水收集到个槽里，通过个多层过滤装置除掉固体物质。，。，图慕尼黑总站动车组清洗设备废水回收原理过滤后的预热用水流到热量交换器中，加热到，再重新用泵抽到预热喷洒装置中。当净化从擦拭、化学反应及清洗阶段排出的废水时，因可能存在体积较大的脏物，所以废水首先必须通过个沉淀槽，去除较大的固体物质，然后才导入缓冲槽。缓冲槽是净化废水前电浮选装置的接受器。，。，图废水净化装置导沟；沟缘；废水挡水墙；浮选间；电极；缓冲间；隔墙；挡水墙；沟缘；排水沟；污泥吸嘴。废水净化装置（图）由一条带有个浮选反应器的浮选流水线和台电浮选装置组成。首先通过三氯化铁、石灰水及聚合电解质进行浮选，在浮选中形成的浮选物在电浮选装置里从水中被分离出来。浮选过程中生成的污泥在污泥槽里过渡性地储存，通过箱式压力过滤设备脱水。待浮选的废水通过导入沟和沟缘均匀地散流到浮选盆里，经废水挡水墙到达浮选间。在浮选间里废水与电极电解水时产生的气泡高度混合，气泡便与废水里的脏物粘附在一起。富集气泡的废水到达缓冲间，一堵隔墙将缓冲间与浮选间分隔开来，其高度为水位高度的/。在缓冲间被气泡粘附的脏物有足够的时间在其表面形成一层污泥层。由于浮力作用，脏物颗粒不断地从下面补充到污泥层里。污泥层还不断浓缩。经净化的废水越过挡水隔墙从下部离开缓冲间，再越过沟缘（由浮选盆的水位确定）注入排水沟。几小时后浮选盆的表面形成一层污泥层，在相应的时间间隔里通过缝隙式吸污喷嘴将污泥层抽走。在第一道喷洗站到第三道喷洗站的喷洗水经浮选过滤装置净化后再次存储到收集槽中，多层接触式过滤器见图所示。，。，图多层接触过滤器图新鲜水首先注入第二次冲洗装置里，经第回收区净化后，经由水道流入第回收区的存储槽里并再次用于第一次喷洗。经净化后的多余的水继续流入第号回收区存储槽并用于清洗。以保证宝贵的新鲜水得到进一步利用。个集测量、调整和控制功能为一体的系统对所有数据进行检测，同时也自动控制所有的泵、阀门和滑阀。这套动车组外部清洗装置造价达万马克，其性能优越，运行经济，符合环保要求。年月高速动车组重大事故及分析年月日上午时，由慕尼黑开往汉堡的德国次高速动车组在运行至汉诺威东北方向附近的小镇埃舍德（S）时发生了二战后德国铁路最为惨重的动车组脱轨行车事故。动车组由辆动力车和辆拖车组成，辆拖车全部脱轨,至月日统计，有人死亡，人重伤。发生事故的列车为德国第一代型高速动车组，德国共有这种动车组列，从年开始投入使用，总运营里程超过，平均每列运行里程达。月日，联邦铁路局局长NSINRIRNF在国会听证会上公布了对事故发生过程的初步调查结果在列车运行距公路跨线桥约为时，第节拖车的第轮对的轮箍发生破裂，列车继续以/速度运行，轮箍断裂并挤塞在高速运转的轮对中，剧烈的摩擦发出“刺耳的隆隆声”；在距公路桥约处，已断裂的轮箍钩住了埃舍德车站一组道岔，使拖车跳起、脱轨并与动力车脱钩，脱轨的车辆则落在相邻的线路上，列车继续运行约后，脱轨的车辆被邻线的另一组道岔改变了方向，突然猛烈地甩向右侧，第节拖车尾部与公路桥墩猛烈冲撞使跨线桥部分坍塌坠落。驶过跨线桥的头部动力车经紧急制动后运行约停车，没有脱轨；与动力车分离的第节第节拖车脱轨后停在桥后约处；第节车甩到边坡上，第节拖车完全摔毁，后部第节第节拖车以巨大的惯性冲撞挤压在一起，并被公路桥塌下砸毁，严重毁坏。尾部动力车几乎未受损坏。事故详细过程见图所示。，。，图年月日高速动车组重大事故发生过程分析事故的原因，是因为型拖车转向架上采用了橡胶弹性车轮，而第辆拖车第轴上的车轮轮箍内的橡胶垫发生破损，导致轮箍松弛脱出并在混凝土轨枕上撞击破裂，使之在距公路桥处的道岔处塞卡，致使第节