浅谈首都机场APM车辆57万公里维保技术研究

【摘 要】 作为国内首个无人驾驶APM系统——首都机场APM车辆已进入57万公里维保需求阶段，从APM车辆的运行特点、关键部件的研究和探伤技术的应用对57万公里维保中的主要技术研究进行了介绍。

【关键词】 APM车辆 57万公里维保 技术

旅客捷运系统，即APM（Automated Passenger Mover），它采用世界先进的无人驾驶轨道交通自动控制技术，主要用于承担小范围内短距离旅客运输任务，是一种安全快捷、绿色环保、技术含量高的现代化运输方式。

首都机场APM车辆是庞巴迪公司生产的CX-100型车辆，目前拥有车辆18辆，全自动控制无人驾驶，胶轮在水泥走形面行驶，由橡胶导向轮胎与钢制导轨作用自动导向。APM旅客捷运系统全程无人驾驶，采用轨旁和中控传递信号控制车辆的运行，无线电视监控系统监控车厢内旅客情况。APM系统运行线路单程长2080米，拥有东西两条运行轨道，称为1线和2线。全程共设有3个车站，分别设置在T3C、T3D、T3E。每个车站站台长度约80米，可停靠4节车厢，每节车厢可乘坐80人。APM系统的行车路线是从T3C二层站台出发，下坡到地下7米穿过机坪，从机坪穿出上坡到T3E二层站台，单程耗时约3分钟。

首都机场APM系统线从2008年2月开始载客运行，迄今已有近6年的时间了。APM系统大部分车辆运行公里数已达到40-50万公里，2014年以后会陆续达到57万公里。根据庞巴迪车辆技术手册，576000公里维保为APM车辆最高修程，是保证车辆安全运行至关重要的大修。目前首都机场APM车辆已进行过的维保种类有9600KM、28800KM、57600KM、115200KM、230400KM，但从未进行过576000KM级别的维保。所以从“安全第一”的目的出发，57万公里维保值得深入仔细地研究。本文将从首都机场APM车辆的运行特点、关键部件的研究和探伤技术的应用三方面对57万公里维保技术研究进行介绍。

1 APM车辆运行特点分析

首都机场APM车辆属轨道交通工具的一种，列车两至四节编组（都为动力车），两节车之间采用半自动密接式车钩连接。该APM轨道车辆采用橡胶走行轮胎，在混凝土轨道上行驶，由橡胶导向轮胎与钢制导轨作用自动导向，列车采用第三轨供电方式。

首都机场APM车辆的转向架结构比较特殊，与既有的跨座式单轨车辆和普通的铁道车辆（或地铁、轻轨车辆）都有相似之处，但又不和其中的任何一种完全相同。如前所述，转向架结构形式的特殊性造成了APM车辆有如下运行特点：

（1）使用橡胶走行轮：与跨座式单轨车辆的转向架类似，APM车辆走行装置独特，也不设一系悬挂装置；由充气橡胶轮胎取代普通轨道车辆的钢制车轮，在混凝土柜面上行驶，靠轮胎的弹性替代一系悬挂的作用。

（2）具有专门的导向轮：与跨座式单轨车辆一样，APM车辆和也采用专门的导向轮，起到普通轨道车辆车轮轮缘的导向作用；但APM车辆的导向轮不承重，只具备导向和“锁定”功能（保证列车在任何时间都运行在走行面上，不发生倾覆）。

（3）采用“有摇枕”转向架：APM车辆的转向架与跨座式单轨车辆有一点重大不同，即：转向架上的主框架通过大直径转盘轴承与车体底架联接在一起，类似传统轨道车辆“有摇枕”式转向架与车底的心盘联接；这里，转盘轴承相当于铁道车辆转向架的上下心盘，主框架则相当于摇枕。

2 APM车辆关键部件研究

车辆零部件在运用中经常产生的损伤类型主要有磨损、腐蚀、裂损、变形、紧配合件或紧固件松弛等，产生损伤的原因有产品结构设计失误、制造或修理中的工艺缺陷、运用中产生的损伤和重大事故造成的严重损伤等，情况非常复杂。此处主要考虑运用中可能产生的损伤，主要涉及如下几大部件：

APM车辆的转向架是车辆最重要的组成部分之一，具有牵引、制动、导向、支承与传力、缓冲与隔振等五大功能。转向架承受和传递车辆运行中的各种载荷和以及轮-轨（路面）间的作用力，而首都机场APM车辆在运用中会使构成转向架的许多零配件会发生磨损、裂纹、和松动等故障，直接影响行车安全。

APM车辆的走行轮和导向轮分别承担走行承重，以及运行中的导向任务。走行轮和导向轮都具有滚动轴承，其中，走行轮的滚动轴承以承受径向载荷为主，损伤情况为常见的滚动体点蚀、挡圈破损等；走行轴承受重力、弯矩、加速及制动时的扭矩以及运行时的冲击振动载荷；而导轮轴则受弯矩及冲击振动的作用。这些作用使车轴出现的常见故障为内部裂纹。

钩缓装置中的车钩用于传递列车牵引时牵引力，而缓冲器则用于缓和及衰减列车在牵引和连挂时所产生的冲击和振动，亦属于使用频繁的易损部件。

对钢板弹簧而言，运用中的故障主要有断裂和塑性变形两种形式：空气弹簧的故障主要集中于气囊漏气。胶囊破损、材质老化、与上盖板配合不紧密、橡胶的弹性不够以及密封圈的老化、磨损都会造成这一后果。

3 探伤技术的应用

在以上两部分研究的基础上，确定了需要进行探伤的车辆关键部位包括转向架、车钩、导轮盘、导轮轴等。对转向架的主要受力焊缝和焊点进行探伤；车钩部分主要是针对机械部分即钩头尤其是轴销进行探伤；由于导轮轴和导轮盘受冲击力、剪切力和弯矩变形的情况频繁复杂，同时疲劳磨损情况比较严重，因此需对导轮轴和导轮盘进行整体探伤。

APM车辆的导轮轴和导轮盘可以参照车轴等金属件的磁粉探伤方法进行，参照的标准主要是TB/T 1619—2010。转向架焊缝和其他车辆零件焊缝的磁粉探伤可参照标准主要是GB/T 26952—2011、TB/T 1558.4—2010和GB/T 15822—1995，车钩和钩头轴销的磁粉探可参照TB/T 3256.4—2011。

机车车辆车轴超声波检验标准TB/T 1618—2001和机车车辆焊缝无损检测超声检验标准TB/T 1558.2—2010中规定了新制铁道机车车辆车轴超声波检测方法和验收规范。标准适用于新制车轴材料透声综合性能和内部缺陷的检查。

4 结语

APM车辆的安全正常运营需要有一个预防性维护（PM）计划。预防性维护指通过对部件的检查、检测，发现故障征兆以防止故障发生，使其保持在规定状态所进行的各种维修活动。本文在以上几方面的研究基础上，以确保可靠性为原则，结合各部件的故障历史数据，进行统计分析，建立车辆健康档案，最终确定了各零部件的57万维保方案。目前，57万公里维保规程已经制定完毕并应用于实际维保中，并取得了不错的效果。

参考文献

[1]李楠.首都国际机场旅客捷运系统使用分析[J]. 中国科技信息，2013（20）.

[2]于涛.浅谈APM系统在首都机场的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版），2012（36）.