楊紅萍，宋鴻，許兵，王建軍，黃勝坡，楊盼奎

（1.中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島 266000；2.浙江永貴電器股份有限公司，浙江 臺州 318000）

1 概述

目前動車組運行到四級修時，原修程要求對車鉤電連接器進行解編檢修，而四級修時，車鉤電連接器并無必換件需要進行更換，現(xiàn)階段CRH2/CRH380A(L)型系列動車組有幾百列運行在全國各個線路上，每年涉及到至少150列動車組進行四級修，每列車需3名熟練工人耗時1.5天進行解編檢修，共約675人/天的作業(yè)量，其解編工作增加了檢修過程人員、時間壓力，浪費檢修資料。因此，通過對已達到五級檢修期的車鉤電連接器的技術(shù)參數(shù)的測試并分析，確定已達到五級檢修期的車鉤電連接器各項性能均符合產(chǎn)品設(shè)計要求，從而認為達到四級檢修期的車鉤電連接器性能指標仍是符合產(chǎn)品使用要求，可在動車組四級檢修期不對車鉤電連接器進行解編檢修，節(jié)省檢修成本，并確保連接器能安全運行到五級修。

2 測試

2.1 測試方法

從已達到五級檢修期的動車組2601車次上選取一套車鉤電連接器（其中插頭生產(chǎn)流水號為0683，插座生產(chǎn)流水號為0689，生產(chǎn)日期為2011年），對車鉤電連接器進行解編下車處理，交于中國賽寶（四川）實驗室按新造產(chǎn)品的型式試驗大綱進行試驗測試。

2.2 測試結(jié)果及分析

通過按試驗大綱進行測試，測試結(jié)果（見中國賽寶（四川）實驗室，編號2017-897A）均符合新造產(chǎn)品的各項參數(shù)要求。從檢修周期圖可以看出，四級檢修開始時間早于五級檢修時間，即3年左右開始進行四級檢修。而使用五級修的車鉤電連接器（即240±10萬公里或6年）進行測試試驗，其運營時間更長，所得到的結(jié)果具有說服力，車鉤電連接器隨動車組運行約6年時間后，產(chǎn)品的各項性能仍能滿足動車組使用要求，產(chǎn)品正常使用時間到五級檢修期時，仍留有冗余，更能證明車鉤電連接器使用至四級修時，車鉤電連接器性能完全能滿足動車組正常使用。

3 RAMS分析

RAMS是可靠性、可用性、可維修性和安全性的英文首字母的縮寫。以RAMS分析作為產(chǎn)品可靠性理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.1 四級修解編可靠性分析

根據(jù)GJB/Z299C-2006對連接器的MTBF的定義可知：

式中：λP——工作失效率，10-6/h；

λb——基本失效率，10-6/h，

πE——環(huán)境系數(shù)；

πQ——質(zhì)量系數(shù)；

πP——接觸件系數(shù)；

πK——插拔系數(shù)；

πC——插孔結(jié)構(gòu)系數(shù)。

根據(jù)表格選各參數(shù)。

（1）λb=0.0739，絕緣體的材料為PC聚碳酸酯，絕緣安裝板材料分類為II類，基本失效率中T溫度選擇60℃，所以選定λb為0.0739。

（2）πE=3.8，安裝在列車車廂間的車鉤下，環(huán)境類別屬于地面平穩(wěn)移動，選值為3.8。

（3）πQ=1，選B2，值為1。

（4）πP=1.716，連接器實際使用171個接觸件，根據(jù)公式計算：

其中：n為實際使用的接觸件數(shù)。

（5）πK=1.5，安裝在車廂間車鉤下，按36個月檢修拆編一次即連接器分離插拔一次，即36（月）×30（天）×12（1天運行時間）≈12960小時，即約12960小時插拔1次，插拔速率為1000/12960=0.077次/103時，選1.5。

（6）πC=0.3，本集成的接觸形式為針孔式，選0.3。

按式 2：λP=λbπEπQπPπKπC

=0.0739×3.8×1×70.1×1.5×0.3

=8.86

按式1：MTBF=106/λP=106/8.86=1.13×105

由上述計算可知：本集成的平均無故障時間MTBF為1.13×105小時 ，大于8.4×104小時的要求，符合要求。

從以上RAMS計算可看出，插拔頻率也是影響產(chǎn)品可靠性的影響因素，插拔次數(shù)越頻繁，產(chǎn)品可靠性越低。如取消四級修解編動作，車鉤電連接器在五級修時，進行解編動作，插拔頻率將由36個月間隔變?yōu)?2個月間隔。

3.2 取消四級修解編可靠性分析

參數(shù)除了插拔系數(shù)，其余參數(shù)為一致，分析如下：

πK=1

安裝在車廂間車鉤下，按72個月連接器分離插拔一次，即72×30×12≈25920小時，即約25920小時插拔1次，插拔速率為1000/12960=0.038次/103時，選1。

按式 2：λP=0.0739×3.8×1×70.1×1×0.3=5.9

按式1：MTBF=106/λP=106/5.9=1.69×105

通過以上計算看出，車鉤電連接器插拔頻率對產(chǎn)品可靠性影響也很大，取消四級修解編的產(chǎn)品可靠性較保留四級修解編的可靠性高出近50%。故從可靠性方面來看，取消四級修解編是有利于車鉤電連接器的持續(xù)正常工作。

4 性能對比

通過對比新造產(chǎn)品與五級修產(chǎn)品試驗數(shù)據(jù)，檢查產(chǎn)品性能是否下降或下降程度，以此推斷連接器后續(xù)壽命情況。

4.1 單腳分離力與接觸電阻對比

插孔接觸型式為劈槽彈性套式和冠簧式，均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，不會產(chǎn)生接觸片脫落現(xiàn)象。但插孔為彈性零件，當插針插入時，插孔因變形而產(chǎn)生彈力。插孔長期變形，會產(chǎn)生蠕變變形，其變形量相應(yīng)減少，彈力下降，從而導致單腳分離力與接觸電阻下降。

（1）單腳分離力。

12#接觸對（樣品數(shù)20對）。

新造產(chǎn)品平均值：5.57N；檢修產(chǎn)品平均值：5.57N。

4#接觸對（樣品數(shù)4對）。

新造產(chǎn)品平均值：12N；檢修產(chǎn)品平均值：12.65N。

0#接觸對（樣品數(shù)8對）。

新造產(chǎn)品平均值：21.9N；檢修產(chǎn)品平均值：21.875N。

（2）接觸電阻。

12#接觸對（樣品數(shù)20對）。

新造產(chǎn)品平均值：0.6735mΩ；檢修產(chǎn)品平均值：0.657mΩ。

4#接觸對（樣品數(shù)4對）。

新造產(chǎn)品平均值：0.0775mΩ；檢修產(chǎn)品平均值：0.08mΩ。

0#接觸對（樣品數(shù)8對）。

新造產(chǎn)品平均值：0.08mΩ；檢修產(chǎn)品平均值：0.08375mΩ。

4.2 光纖插損

光信號是由50/125纖芯進行傳輸?shù)?，而纖芯非常脆弱，直徑僅有0.05mm，4根光纜線芯是浮動安裝在殼體內(nèi)的，由光纜中的加強鋼絲繩固定在絕緣體上，這樣纖芯不會受來自絕緣體的力，同時也不會受殼體外的力。但因光纜線芯是浮動安裝的，動車組運行中的振動、沖擊會使光纜線芯發(fā)生顫動。

新造產(chǎn)品平均值：0.164dB；檢修產(chǎn)品平均值：0.181dB。

4.3 絕緣電阻

絕緣電阻關(guān)系到連接器絕緣防護性能。

新造產(chǎn)品平均值：(0.68～3.3)×105MΩ；檢修產(chǎn)品平均值：(0.68～3.3)×105MΩ。

4.4 小結(jié)

從上述4項主要的性能對比看，新造產(chǎn)品與檢修產(chǎn)品變化不大，其變化可以看做試驗樣品差異，其產(chǎn)品性能未因為使用時間而出現(xiàn)性能顯著下降的情況。

5 結(jié)語

綜上所述，無論從已裝車產(chǎn)品測試性能結(jié)果還是可靠性理論計算，取消車鉤電連接器的四級修解編動作是完全有利于產(chǎn)品性能和降低檢修成本，能依舊保持良好的性能安全運行到下次五級修，取消四級修動車組不解編檢修車鉤電連接器是具備可行性的。