和諧型機車C6修頂層技術(shù)平臺基本要素研究

申瑞源， 寧友波， 容長生， 劉智慧， 王亞奎

(中國鐵路總公司， 北京 100844)

和諧型機車C6修是機車全面分解檢修，全面性能參數(shù)測試，恢復(fù)基本性能，可同時進(jìn)行機車或主要部件技術(shù)提升的修程。和諧型機車C6修是運用先進(jìn)技術(shù)手段和管理方法深入開展機車修程修制改革的重要實踐，也是形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)和諧型機車檢修體系的重要組成部分。這是和諧型機車C6修有別于以往和諧型機車其他修程以及直流傳動機車檢修修程的基本特征，也是和諧型機車C6修先進(jìn)的頂層技術(shù)平臺搭建的基本依據(jù)。

2017年國內(nèi)早期配屬的HXD1、HXD3系列機車已經(jīng)到達(dá)C6修修程，科學(xué)研究和制定C6修檢修規(guī)程、系統(tǒng)梳理結(jié)合C6修開展的技術(shù)簡統(tǒng)項目(簡稱：C6修簡統(tǒng)項目)，不僅是開展C6修的技術(shù)依據(jù)，也是貫徹和諧型機車檢修新理念，體現(xiàn)修程修制改革成效的重要成果。但機車設(shè)計許可單位(即：主機企業(yè))以前編制的檢修規(guī)程和最初提交的和諧型機車C6修驗證修規(guī)程、C6修簡統(tǒng)項目與和諧型機車檢修新理念不完全一致，與用戶需求、現(xiàn)場需要存在一定的差異。筆者通過對HXD1、HXD3、HXD3C型機車C6修驗證修規(guī)程、C6修簡統(tǒng)項目的分析與研究，分析了設(shè)計單位提供材料與和諧型機車檢修新理念存在的不足，提出了相關(guān)建議及后續(xù)解決思路。

1 檢修規(guī)程

1.1 存在問題

機車檢修規(guī)程是開展機車檢修的基本依據(jù)，按照精準(zhǔn)檢修的理念，在規(guī)程中相關(guān)檢修技術(shù)參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)必須明確。但以往一些機車檢修規(guī)程在這方面做得不夠，主要存在以下3方面問題：

(1)檢修參數(shù)不明確、描述不清晰。如主機企業(yè)提供的某型機車C6修驗證檢修規(guī)程中牽引電機、變壓器試驗均要求“符合設(shè)計要求”，但未給出具體需要試驗的項點及要求，造成參數(shù)不明確。

(2)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不具體。如主機企業(yè)提供的某型機車C6修驗證修規(guī)程中變壓器檢修試驗條款要求“各項性能測試參數(shù)應(yīng)符合試驗大綱要求”，未給出具體的試驗大綱內(nèi)容，無法執(zhí)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)修理要求不科學(xué)。主機企業(yè)提供的某型機車C6修驗證修規(guī)程要求機車變流器主要部件IGBT、變流模塊等全部更新、油壓減振器更新等，筆者認(rèn)為均存在過度修理的問題，檢修要求有待商榷。

1.2 思路和措施

(1)C6修是和諧型機車設(shè)計指標(biāo)的全面驗證，通過C6修的全面分解、檢查、檢測，可以對比主要部件狀態(tài)變化，是對我國機車技術(shù)引進(jìn)內(nèi)容和自主研發(fā)能力的全面驗證。因此， C6修驗證修規(guī)程中應(yīng)明確各部件具體參數(shù)或應(yīng)符合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以利于承修企業(yè)和監(jiān)造部門執(zhí)行，也方便對機車設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行全面驗證。

(2)C6修應(yīng)堅持精準(zhǔn)檢修的維修理念，廣泛運用故障預(yù)測及健康管理(PHM)和全壽命周期成本分析(LCC)等系統(tǒng)管理方法，積累“可預(yù)見性維修”數(shù)據(jù)，全面升華機車檢修理念。因此，C6修規(guī)程應(yīng)從設(shè)計角度、運用維護(hù)信息積累等方面系統(tǒng)研究，運用大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，堅持?jǐn)?shù)據(jù)檢修、精準(zhǔn)檢修的理念，制定更加合理的檢修要求，避免過度檢修造成的浪費。

(3)C6修應(yīng)堅持經(jīng)濟(jì)檢修的維修理念。應(yīng)系統(tǒng)考慮部件設(shè)計壽命、修程銜接、接力質(zhì)保等各環(huán)節(jié)成本因素，綜合考慮機車檢修停時、物料消耗、后期維護(hù)的全壽命周期成本分析(LCC)，一切檢修方案要依靠數(shù)據(jù)論證，一切檢修流程要實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄，一切檢修成果要依據(jù)數(shù)據(jù)檢驗。

2 質(zhì)量保證期

2.1 概念澄清

制定和諧型機車C6修質(zhì)量保證期，必須搞清楚檢修規(guī)程中質(zhì)量保證期的含義以及與質(zhì)量責(zé)任期、產(chǎn)品壽命期的差別。

質(zhì)量保證期是指承修單位對產(chǎn)品質(zhì)量提供保障服務(wù)的時間，是承修單位對用戶承諾的對機車整車及部件出現(xiàn)的故障提供免費維修及保養(yǎng)的時間區(qū)間，狹義理解為保修期。和諧機車質(zhì)量保證期是產(chǎn)品設(shè)計和制定檢修策略時輸入的預(yù)期目標(biāo)，是承修企業(yè)對機車檢修后在初期故障高發(fā)階段時給用戶提供的基礎(chǔ)保障，是機車檢修之后附帶的，無需增加額外費用的免費服務(wù)期。

質(zhì)量保證期不等同于質(zhì)量責(zé)任期，質(zhì)量保證期結(jié)束并不意味著質(zhì)量責(zé)任期的結(jié)束。在質(zhì)量保證期過后，由于產(chǎn)品質(zhì)量缺陷或未按標(biāo)準(zhǔn)實施引起的產(chǎn)品故障，責(zé)任仍由制造方或者承修單位承擔(dān)。質(zhì)量責(zé)任期期限一般要大于質(zhì)量保證期。關(guān)系到人身安全或重大公共安全的商品，該期限實行國家強制性規(guī)定，如對于大型工程公路建設(shè)或者高層樓房建筑，質(zhì)量責(zé)任期為終生制。

質(zhì)量保證期不等同于產(chǎn)品壽命期，產(chǎn)品壽命期是在設(shè)計產(chǎn)品時考慮到所有外部因素及保養(yǎng)措施的情況下，產(chǎn)品能使用的最大運用里程或年限。產(chǎn)品壽命期限大于質(zhì)量保證期。如機車軸箱軸承，C6修后質(zhì)量保修期為110萬km或6年，而產(chǎn)品壽命期則為軸承(不含調(diào)車機車軸承)在正常運用及維護(hù)條件下的壽命不應(yīng)小于100×104 km，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6391-2010或ISO 281 或JIS B 1518理論計算壽命L或L不小于300×104 km。[1]

質(zhì)量保證期并非純技術(shù)性的條款，是跟商務(wù)合同緊密相關(guān)的，用戶可以采用通過商務(wù)條款的約定，通過費用的投入換取質(zhì)量保證期的延長。

2.2 確定原則

應(yīng)按照數(shù)據(jù)檢修的理念，綜合參照設(shè)計目標(biāo)、檢修預(yù)期，充分利用機車運用以來質(zhì)量數(shù)據(jù)的積累和分析，合理確定和諧型機車C6修質(zhì)量保證期。筆者建議質(zhì)量保證期的確定應(yīng)遵循以下原則：

(1)與和諧型機車各級修程相匹配、銜接。主要部件應(yīng)分別按C6、C5、C4、C3修周期進(jìn)行質(zhì)保。如在C6修驗證修規(guī)程中IGBT檢修，應(yīng)以C6修檢修質(zhì)量及檢修范圍為依據(jù)，以C4、C5修檢修規(guī)程為基礎(chǔ)綜合考慮，保證C6修過后下一個C5修中產(chǎn)品質(zhì)量可靠，功能正常。

(2)同一部件不同零件的質(zhì)量保證期應(yīng)體現(xiàn)差異。比如變壓器器芯和輔助設(shè)施應(yīng)可分兩種周期進(jìn)行質(zhì)量保證，變壓器器芯由于質(zhì)量穩(wěn)定，檢修負(fù)責(zé)應(yīng)至少按C5修周期，而其他輔助設(shè)備用戶具備檢修能力，檢修工作相對簡單，可按C4修周期進(jìn)行質(zhì)保。

(3)與培養(yǎng)和促進(jìn)用戶自主檢修能力相適應(yīng)。按照經(jīng)濟(jì)檢修的理念，要不斷減少承修單位質(zhì)量保證期的期限和范圍，要逐步培養(yǎng)用戶的檢修與保養(yǎng)能力，對與用戶具備檢修能力的部件要由用戶自主承擔(dān)質(zhì)量責(zé)任，降低C6修費用。

(4)C6修質(zhì)量保證期要與新造機車質(zhì)量保證期具有可比性，不同車型之間質(zhì)量保證期應(yīng)具有可比性。C6修機車的質(zhì)量保證期應(yīng)與新造機車質(zhì)量保證期接近或一致。不同車型的質(zhì)量保證期不應(yīng)存在較大差異，同一類部件的質(zhì)量保證期應(yīng)相同。

(5)質(zhì)量保證期要充分發(fā)掘和諧型機車投入運用12年來的質(zhì)量信息，運用信息及大數(shù)據(jù)管理手段，總結(jié)整車及主要部件的質(zhì)量規(guī)律，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上科學(xué)界定質(zhì)量保證期限。

3 技術(shù)簡統(tǒng)項目

3.1 項目分類

可靠性、可用性、可維修性、安全性(RAMS)和全壽命周期成本(LCC)性能設(shè)計是和諧型機車的主要特征之一。經(jīng)過10多年的運用，和諧型機車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和主要部件的一些設(shè)計缺陷和慣性故障，影響了機車的正常使用和RAMS /LCC性能的正常發(fā)揮；一些設(shè)計問題雖對機車的正常使用影響不大，但從機車RAMS /LCC性能發(fā)揮的角度看，卻是非常不充分不完備的。這些源頭質(zhì)量問題有的經(jīng)過改造和驗證但不同階段不同批次存在技術(shù)差異，有的雖提出過改造方案但還未經(jīng)驗證或未實際實施。

和諧型機車C6修是機車全面分解檢修的最高級修程，也是機車性能系統(tǒng)回歸設(shè)計本意的中繼站和加油站。借此最佳時機開展機車源頭質(zhì)量問題系統(tǒng)整治，將為機車后續(xù)10多年的可靠運用奠定堅實基礎(chǔ)。因此，針對上述不同情況，在機車C6修時分別設(shè)置項目統(tǒng)一進(jìn)行技術(shù)簡統(tǒng)，達(dá)到設(shè)計歸化或技術(shù)提升，是十分必要也非常及時的。

由以上分析，和諧型機車技術(shù)簡統(tǒng)項目可按以下4類進(jìn)行規(guī)范。

(1)源頭質(zhì)量整治項目

源頭質(zhì)量整治項目是由于機車設(shè)計原因或者運用過程中對于環(huán)境不適應(yīng)產(chǎn)生的需做改進(jìn)的項目，此類項目應(yīng)通過機車C6修全部完成整治。如HXD1型機車輔助變壓器柜通風(fēng)方式改進(jìn)，原設(shè)計機車在雨、雪天氣下運用時，雨水進(jìn)入輔助變壓器內(nèi)易造成接地故障，后續(xù)機車通過對輔助變壓器柜通風(fēng)設(shè)計改進(jìn)，采用內(nèi)、外循環(huán)通風(fēng)方式，輔助變壓器的冷卻空氣直接從機械間吸風(fēng)后再排到機械間，防止雨、雪進(jìn)入輔助變壓器，避免外部因素對輔助變壓器絕緣產(chǎn)生不利影響，機車在C6修時應(yīng)全部按此方案進(jìn)行整治。諸如此類由于原始設(shè)計缺陷造成的質(zhì)量問題，在機車C6修時均應(yīng)進(jìn)行歸化改進(jìn)。

(2)技術(shù)提升項目

技術(shù)提升項目是為了提升機車的RAMS /LCC性能而對機車進(jìn)行的改進(jìn)項目，如HXD1型機車高壓電纜總成T型頭連接方式改進(jìn)，采用單T型頭連接方式，減少雙T型頭結(jié)構(gòu)中間接線端子的故障點，提高高壓電纜的可靠性，此項目在HXD1 0221以后機車已采用；HXD3型機車微機系統(tǒng)升級，增加DLG功能，能夠記錄機車的操作指令等信息，便于機車故障查找，在控制程序不變的基礎(chǔ)上增加記錄功能，升級后可以為6A、CMD系統(tǒng)提供電氣接口，方便6A、CMD的管理；HXD3C型機車前200臺機車輔助變流器冷卻方式由風(fēng)冷改為循環(huán)水冷，此項目在HXD3C型機車200號以后的機車已成功運用，對機車輔助變流器的冷卻及維護(hù)都有很大提升。對于此類安全性能提升項目在C6修程中實施也都是必要的。

(3)技術(shù)規(guī)范項目

技術(shù)規(guī)范項目主要包括兩種類型，即已改造但需要統(tǒng)一規(guī)范的項目和機車前后批次存在差異項目。

已改造但需要統(tǒng)一規(guī)范的項目主要是指在機車運用或不同檢修階段，針對同一問題存在段改和廠改兩種改造方案。為了技術(shù)簡統(tǒng)和方便維護(hù)，在機車C6修時進(jìn)行技術(shù)方案統(tǒng)一。如6A、CMD系統(tǒng)加裝改造，存在段方在段自行改造方案和入廠2年檢廠改方案，器件布置和線路走向存在很大差異，建議在C6修程時對此類項目進(jìn)行統(tǒng)一，按廠改方案進(jìn)行規(guī)范。

機車前后批次存在差異項目主要是由于機車前后批次的不同，后續(xù)機車在前批次機車暴露出問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計而產(chǎn)生的差異項目。如HXD3型機車240號以前機車沒有蓄電池虧電警告功能，240號以后機車均有此功能，當(dāng)機車蓄電池低于88 V時，TCMS進(jìn)行虧電報警；HXD1型220號之前的機車無充電機溫度補償功能，221號以后的機車均有此功能，可以實現(xiàn)充電機對蓄電池柜內(nèi)溫度的采集，根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)整充電電壓，延長蓄電池使用壽命。對新造機車前后批次存在差異的項目建議按性能提升批次的機車進(jìn)行改進(jìn)，對機車性能進(jìn)行提升。

(4)研究論證項目

該類項目是指已有改造方案但未經(jīng)過驗證或未實施的項目，如HXD3型機車輔助變流裝置冷卻方式由風(fēng)冷改為循環(huán)水冷，目前方案已制定完成，但未經(jīng)過實施驗證，也未按技術(shù)改造流程申報。此類項目在C6修暫不執(zhí)行，待方案驗證完成并報批之后可以試驗。

還有一些對機車性能影響較大或者改造工作量大、在C5級以下修程難以實施、在C6修時實施最為經(jīng)濟(jì)合理的項目，可列為研究論證項目。主機企業(yè)提出改進(jìn)方案，經(jīng)充分研究論證和按照規(guī)定流程審批后，在C6修時實施。

3.2 思路和措施

(1)全面排查。在C6修驗證修規(guī)程編制的同時，全面開展簡統(tǒng)化排查工作。廣泛征集用戶對機車在不同運用和檢修階段發(fā)現(xiàn)的缺陷和故障及其處置措施的意見、建議和經(jīng)驗，征集用戶對機車運用的新要求；對機車新造出廠以來所有重要設(shè)計變更統(tǒng)計歸類。

(2)嚴(yán)格篩選。根據(jù)機車安全運營和RAMS /LCC性能充分發(fā)揮的要求，主管部門應(yīng)對上報方案的技術(shù)內(nèi)容、實施難度、生產(chǎn)周期、下一個C6修周期的綜合成本等方面進(jìn)行評審，確定實施技術(shù)簡統(tǒng)項目清單。

(3)同步實施。對于按流程審定并具有系統(tǒng)完備的技術(shù)方案的項目，要作為C6修必備內(nèi)容，在C6修時同步實施，切實達(dá)到歸化統(tǒng)一的效果。

4 結(jié)束語

根據(jù)RAMS/LCC理論和數(shù)據(jù)檢修、精準(zhǔn)檢修、經(jīng)濟(jì)檢修理念，科學(xué)編制和諧型機車C6修規(guī)程和技術(shù)簡統(tǒng)項目，建立和諧型機車C6修先進(jìn)的頂層技術(shù)平臺基本構(gòu)架，對修程修制改革取得成功至關(guān)重要。

[1] 中國鐵路總公司.TJ/JW 034-2014 交流傳動機車轉(zhuǎn)向架滾動軸承暫行技術(shù)條件[S].

[2] HXD3型電力機車檢修技術(shù)規(guī)程(C6驗證修)[Z].大連：中車大連機車車輛有限公司，2016.

[3] HXD3C型電力機車檢修技術(shù)規(guī)程(C6驗證修)[Z].大連：中車大連機車車輛有限公司，2016.

[4] HXD1型電力機車C6級驗證修規(guī)程(建議稿)[Z].株洲：中車株洲電力機車有限公司，2016.

[5] 中國鐵路總公司.TG/JW 110-2014 機車大修管理規(guī)則[S].