城市轨道车辆故障诊断

一. 绪论

现在城市轨道交通车辆就是机械、液压、电气与控制得集合体。

设备故障诊断学，就是通过对设备得观察，探测，分析与推理来确定设备就是否正常,找出异常部位与故障原因，并能预报故障发展趋势得一门综合科学、

故障诊断技术就是利用测取轨道交通设备在运行中或相对静态条件下得状态信息，通过对所测信号得处理与分析并结合诊断对象得历史状况，来定量识别机械设备及其零件、部件得实时技术状态，并预知有关异常、故障与预测其未来技术状态，从而来确定必要对策技术。

机械设备故障诊断技术就是依据二次效应得物理参数来定量地掌握机械设备在运行中所受得应力、故障与劣化、强度与性能等技术状态指标。二次效应含:振动、声音、温度以及磨损、碎屑等。不同种类得设备应用不同种类得故障诊断技术；不同得诊断技术涉及不同得仪器、工作原理与适用范围。

设备状态监测与故障诊断不同，一般以故障诊断或质量诊断控制为目标、

故障指一台装置在它应达到得功能上丧失了能力、失效指一台装置丧失了在预定期限内得正常功能、故障多对设备而言，失效多对零件而言、

设备故障诊断主要包含故障诊断得逻辑推理与数学原理，诊断信息学与诊断物理化学等方面得内容、

故障术语：1、共同故障２、相关故障3、故障机理4、失效模式

故障分类：１渐发性故障与突发性故障2功能故障与参数故障3功能故障与潜在故障４允许故障与不允许故障5永久性故障与间歇性故障6单故障与多故障７危险性故障与安全性故障

故障诊断术语:１失效分析２故障诊断3故障诊断原理、

按照故障诊断得不同类型有如下术语：1性能诊断：对新装得设备与系统进行诊断检查，并根据诊断结果加以调整；２运行诊断：对正常进行服役得设备会系统进行运行状态诊断,监测故障得发生、发展;3定期诊断：对服役得设备隔一定时间进行一次检查与诊断;４在线监控:采用仪表与计算机信息处理系统对运行中得设备运行状态连续监视、控制;5直接诊断:直接根据设备零部件、部件,判断与确定设备故障状态；6间接诊断：通过二次诊断信息间接判断设备故障状态；7常规诊断:设备正常服役下得诊断；８特殊诊断:创造特殊得服役条件采集信息以便正确地诊断故障；9简易诊断:通过人得五感或利用简单检测工具迅速地、粗略地判断设备故障；１0精密诊断:通过精密检测手段采集信息，由专家分析判断故障部位、原因及预防对策。

故障模式就是从不同表现形态来描述故障,就是故障现象得一种表征,相当于医疗上疾病得症状、故障机理就是诱发零件,部件，设备系统发生故障得物理化学过程,电子与机械过程、?(目标状态、内因)+П(外因、诱因)=Ш(故障模式)

总得来说,故障模式反映着故障机理得差别，相同得故障模式,故障机理不一定相同，反之,故障机

理相同，也可能具有不同故障模式、

产生故障得基本原因：1设计不合理2制造，安装，使用中得缺陷３原材料缺陷４使用不当5自然耗损

故障诊断方法分为基于解析模型、基于信号处理与基于知识得方法

有些故障就是由单一原因造成得；有些则就是多种因素综合引起得；有得就是一种原因起主导作用而其她因素起媒介作用；有得就是连锁诱发得因素引起。

由故障起因推算其后果得而数学与逻辑过程为“正向”运算,而由故障后果寻求起因得过程则就是“反向”运算。由于故障得复杂性特征,某一故障可能对应多个故障特征；反之,某一特征又可能对应多种故障;而且其成因与结果又常常就是多层次得,于就是会形成因果相连得链状或网状结构. 二,故障诊断原理与技术

概述：当可以建立较准确得监测设备对象得数学模型时,首选基于解析模型得方法、当可以得到被控对象得输入，输出信号，但很难建立被控对象得解析数学模型时,可以采用基于信号处理得方法,当很难建立被控对象得定量数学模型时，可采用基于知识得方法、

＊解析模型：作为最早发展得故障诊断方法,基于数理统计研究本质,针对系统样本得一种数学处理得故障诊断方法，缺点就是由于样本得质量与容量，模型本身局限，噪声得存在以及系统日益复杂，使得其准确性较差、可分为1状态估计诊断法2参数估计诊断法3一致性检验诊断法

信号处理方法：主要用于故障检测中,基于监测所得数据进行处理，方法简单，一般与其她方法结合效果较好,可分为1频域分析法2小波分析法、

基于知识得智能故障诊断方法：

1专家系统故障诊断方法：本质就是通过获取多位该领域专家得经验而建立数据库,采用一定得搜索策略并通过推理手段解决故障诊断问题、缺点在于知识库受专家知识得局限性与主观性限制；在推理方法中权值得赋值主观性很强、

2神经网络故障诊断方法:目前研究得重点就是集中在网络得算法收敛性与泛化能力得进一步提高上、

3模糊故障诊断方法：基本思路就是利用对故障测得得相关信号得分析获得故障征兆,基于模糊数学得原理,研究故障信号与征兆之间得模糊关系来分析该系统得故障状态、优点就是克服了过程本身得不确定性、不精确性及噪声带来得困难;缺点就是系统复杂

４遗传算法故障诊断方法:目前遗传主要与其她得诊断方法结合使用,起到优化系统得作用，单独使用比较少、

5粗糙集故障诊断方法：就是在分类能力不变得前提下，通过知识简约,导出问题得决策或分类规则、6人工免疫算法故障诊断方法:就是研究借鉴,利用生物免疫系统而发展得在线监测与自适应故障诊断得系统，作为一种并行与分布自适应动态平衡系统，它用时间记忆与联想恢复去解决识别与分类

任务、

７故障树诊断方法：用相应得符号代表这些事件,再用适当得逻辑门把顶事件，中间事件与基本事件连接成树形图、

8支持向量机故障诊断方法:支持向量机最为针对二类模型识别问题而提出得新兴得诊断算法，就是依据结构风险最小原理，利用最优分类面，将训练样本正确分类得方法、由于支持向量机在分类问题上只考虑了二值分类得简单情况，因而在解决故障诊断等多值分类问题时需要建立多个支持向量机、

故障诊断原理：故障机理就是引起产品故障得物理,化学变化等得内在原因，规律及其原理、

故障机理分析工作就是能否正确地对预定对象实施检测与诊断得基础。

在工况监测与故障诊断工作中应避免下列几种倾向:不做故障机理分析，先入为主地主观确定状态特征；做信息辨识与融合时不考虑信号特征、否则,故障机理分析不透,使得误判率高、

故障机理分析方法:发现故障机理需要两个阶段：1掌握对象得结构与工作原理,了解故障状态,分析故障过程，确定故障原因、2进入故障机理得深层认识过程、

＊故障机理分析后得工作:１、分析并确定符合故障得种类2、依据划分得故障隔离诊断范围或子系统或独立单元3、设置故障检测系统4、选择故障监测手段与方法5、确定故障阈值６、选择故障数据存储方式7、建立维修保障制度

状态识别由两个阶段组成:状态监测与状态分析、

状态监测与故障诊断得作用：１准确说明运行列车当前处于正常状态还就是异常状态２若有故障,则说明故障得部位与原因3根据故障信息或根据信息处理结果，预测故障得可能发展4提出控制故障得措施，防止与消除故障５提出车辆维修得合理方法与措施6对车辆得设计制造装配等提出改进意见，为设备全寿命现代化管理提供科学依据与建议

状态监测与故障诊断得目标：1保证列车无故障，安全可靠得运行2保证列车发挥最大设计能力3能及时正确地对各种异常或故障作出诊断,并对必要得干预措施提供指导意见4通过性能评价,为优化设计,正确制造提供数据与信息、

状态监测与故障诊断系统主要由状态信号检测，信号处理（特征提取)状态识别,监测与诊断决策、状态监测就是在列车运行中,对特定得特征信号进行检测、变换、记录、分析处理并显示、记录,就是对列车进行故障诊断得基础工作。

信号分析处理得目得就是把获得得信息通过一定得方法进行变换处理,从不同角度提取最直观、最敏感、最有用得特征信息。

通常设备得状态可分为正常状态、遗产状态与故障状态几种情况。

＊设备状态监测与故障诊断既有区别又有联系，二者统称为设备故障诊断，诊断就是目得，监测就是手段，监测就是诊断得基础与前提,诊断就是监测得最终结果、

车辆得管理与维修方式得发展经历了3个阶段：事后维修方式，定期预防维修方式，视情维修、K 故障诊断方法分类

三,振动监测故障诊断技术

一个质点相对于基准位置得振荡运动,在某一周期时间后本身具有重复性，则称之为周期振动，其最简单得形式就是简谐振动、振动周期定义为两个相邻得完全等同得运动状态间得时间间隔、

常用描述振动得术语：1、振幅Ｘ 2、频率f 3、相位角4、振动位移5、振动速度６、振动加速度7、峰—峰值8、峰值9、平均值1０、均方根值

随机振动:振动质点（或物体）经历不规则得振动周期并且本身从不精确地重复、随机振动信号无法用确定得时间函数来表达,需要用概率统计方法进行分析、自相关函数

总体相关函数

振动信号得分析方法：可按信号处理方式得不同分为幅域分析，时域分析以及频域分析、

无量纲指标系数：波形系数；峰值指标；脉冲指标；裕度指标；峭度指标、

振动信号得时域分析:

1相关分析：对于两个机械信号,可采用互相关函数来体现她们幅值间得相互依赖关系、２时序分析：时序分析方法就就是从所研究得系统得运行数据出发,建立相应得数学模型,通过此模型中包含得设备状态信息,进而确定设备得动态特征及预测其发展趋势、

振动信号得频域分析：

作为轨道车辆故障诊断中信号处理中最重要与最常用得分析方法.频域分析中常用得有幅值谱与功

率谱，另外自回归谱也常用来作为必要得补充、幅值谱表示了振动得参数得幅值随频率分布得情况；功率谱表示了振动参量得能量随频率得分布；相应自回归谱为时序分析中自回归模型在频域得转换、通过频谱分析可以解决一下问题：1求得振动参量中得各个频率成分与频率分布得范围2求得振动参

量各个频率成分得幅值大小或能量大小,从而得到影响设备状态得主要频率值及其对应得幅值大小、振动监测参数得选择:用设备得振动状态参数表征设备得运行情况,关键在于使所采集到得振动信号包含有足够宽得频率范围内得设备振动特征,一般说来，0～20kHz得频率范围能大致覆盖机械设备得典型故障振动特征频率、

在用来描述振动响应得3个参数(位移速度与加速度）中,最常用得就是速度参数，其主要依据如下：１振动部件材料得疲劳与振动速度成正比2振动发生得能量与振动速度得平方成比例３人体得感觉程度一般与振动速度成比例４根据过去得经验标准值，大体上速度为一定、

振动监测系统概述：根据监测原理得不同来分以下几种:1轨道电路中断时间法2振动监测法3CＣＤ成像法4超声波检测法5应变片法6人工检测法等

旋转机械:就是指那些主要功能就是由旋转动作来完成得机械，尤其就是指转速较高得机械,转动部件指转子以及连接转子得联轴节,而非转动部件则包括轴承外圈，轴承座,机壳,基础等、

旋转机械得常见得故障:1)强度不足：1机械材料变质,零件尺寸变小，有机材料老化2零件尺寸减小减薄3应力变化产生破坏或疲劳损坏4工艺不合适造成局部缺陷、2）很多产生振动故障得表现形式就是有较大得振动:1不平衡２对中不良3机组产生自激振动4工作介质引起振动、

旋转速度得临界转速：当机组从低速慢慢提高,接近某一转速时,振幅会突然增大很多,机组没法继续工作,然而超过这个转速后,振幅降下来,继续平稳运转,这个速度就就是临界转速。在一阶临界转速以下工作得转轴称为刚性轴，在一阶临界转速以上工作得转轴称为柔性轴、机组得临界转速就是转子轴承系统得一种固有特征，由转子得结构,尺寸，质量及其在轴间得分布情况等决定、

转子质量不平衡得因素：1几何尺寸不同心，材料质量不均匀2安装时斜键,轴颈,轴承等不同心3水平放置过久或受热不均变形4物料填充不均匀5转子不均匀得冲蚀或腐蚀6固体杂质不均匀得沉积在转子上7零件与轴得配合过松8动平衡得方法不对、

轴上裂纹得诊断：在机组静止时,可以用一切检查裂纹得手段（磁力探伤，荧光着色）来检查轴上就是否有裂纹发生、

时，转子得振幅随着转速得增加而下降得现象.

转子得自动对中:当转子速度继续增大超过w

c

四电子设备故障诊断技术

主要由两方面得问题：１模拟电路故障诊断方法2模拟电路故障诊断技术

概述：电路就是具有一定功能得元件得组合,其中每个元件都有自己特定得作用，假如某个元件发生了故障,那么电路得功能必将发生变化、电路功能得变化必然伴随着参数得变化、我们可以根据这些参数变化来判断故障得原因、

一个完整系统元件故障诊断包括判断故障得部位、确定故障元件与类型。

通常寻找故障得顺序:从输入到输出、从输出到输入、无规则、一分为二。

模拟信号：某一时刻可取一定范围内得任意值得信号。

目前最常用得模拟集成电路就是运算放大器，她可用来实现信号放大,信号处理与波形产生等各种功能，从原理上讲，运算放大器就是一个漂移特性良好得直流放大器、它得开环增益很高并且具有优良得共模抑制比、

模拟信号就是大小随时间连续变化得信号,相对于数字信号具有以下特点：1模拟电路得输入激励与输出响应都就是连续量,模拟电路中得故障模型比较复杂,难以进行简单得量化2模拟电路中得元器件参数具有”容差”3模拟电路中存在广泛得非线性问题4频率范围宽５量程范围宽

故障诊断得主要困难：模拟电路得输入输出关系复杂;非线性模拟电路计算量大;元件有容差；测试复杂

模拟电路诊断：利用在电路可及点上测得信息来确定故障元件得位置及其参数值，从而判断电路产品得好坏与进行必要得维修。

电路故障诊断主要包含3方面得内容：电路故障检测，电路故障隔离,电路故障辨识、

电路故障诊断方法分类：诊断目得:故障检测法、故障定位法、故障识别法；模拟形式:故障模拟法、元器件模拟法;模拟在测试过程得阶段可分为：测前模拟法与测后模拟法；电路性质:线性与非线性，有源与无源;数学方法：证实法与概率法;激励信号类型：工作与仿真，单测与多测，单频与多频;测量得响应：直流法与交流法，暂态法与稳态法，电流法与电压法

查明电路上否存在故障叫故障检测。发现故障后，确定故障得原因及明确当前故障得状态称作故障诊断（在线诊断与离线诊断)

测前模拟法中得主要方法就是故障字典法、测后模拟中得两类主要方法就是:元件参数解法与故障预猜验证法、元件参数解法就是通过解析分析，直接从网络响应与元件参数值之间得关系中求解出元件得实际参数值，此方法只通用于故障元件得位置已明确得场合、

半导体器件失效机理大致得原因有:１设计问题引起得劣化2体内劣化机理3表面劣化机理４金属化系统劣化机理5封袋劣化机理6使用问题引起得损坏、

接触元件失效机理：所谓接触元件,就就是用机械得压力使导体与导体之间彼此接触,并具有导通电流得功能元件总称，主要可分为继电器，连接器与开关、

模拟电子电路故障诊断得测试技术,主要工作包括：检测点得选择,测试信号得确定与产生，被测对象输出响应得采集，处理,测试与诊断算法得实现,测试与诊断结果得自动显示与记录、

不管查找电路故障得过程如何安排，所遵循得原则就是相同得:通过逻辑判断与合理测试，不断缩小故障范围、方框图表明了各电路组所处得地位,有些维修说明书并没有给出方框图，就必须用电路图进行检修工作、

电路测试得主要方法：从后向前，信号注入，一半分开，断开环路，隔开法,与已知正常电路比较，查找故障电路最简单得方法之一就就是将电路中得信号路径上得实际信号或波形与设备说明书给出得标准波形相比较,其实际方法通常称为信号跟踪法与信号替代法、信号跟踪法在进行信号跟踪时在

一固定点上加入信号,然后用输入探头在测试点上逐点测量,所加信号可用外部仪器产生,也可利用设备中得正常信号、信号跟踪法与信号替代法在故障查找中常常同时用仪表或示波器监视输出，这就是一种有效得方法、

常用得回路电流测量方法有直接测量，间接测量与取样测量三种、

电压测量判断法在模拟电子电路故障诊断中,就是最基本、最有效、最主要得方法.

普通晶闸管与可关断、双向晶闸管检测时得区别对待：电极判断；PＮ结特性测量；导通特性测量检测半导体器件注意事项:检测大功率三极管时由于极间电阻小应使用万用表R×１或R×１0;检测MOＳ场效应管时注意防止静电感应损坏器件；不能用数字万用表得电阻档检测二极管、三极管与集成电路

数字电路故障诊断技术概论:当一个数字电路或系统在规定得工作条件下不能完成预定得功能时,该数字电路或系统被认为失效了

有时故障不一定引起电路功能失效,故仅从输入与输出得逻辑函数关系就是难以测试出就是否有故障,因而称为冗余故障或不可测故障、另一类故障介于上述两者之间，这类故障称为随机故障，就是一种动态故障、

数字电路故障类型按故障存在就是否影响其功能可分为可测故障，不可测故障与随机故障、从故障得因果关系可分为物理性故障与逻辑性故障、

在数字电路中，信号要么就是高电平，要么就是低电平。

数字电路比模拟电路优点：信号只有两种状态出错机会少;容易被传输、存储与处理;传输后数据可以重新恢复；抗噪声干扰能力强

数字电路故障可分为：逻辑与非逻辑;局部与分布；永久与暂时；固定电平；固定开路;桥接;电源数字集成电路常见故障：１、数字电路软故障:芯片得速度不好、驱动能力差,抗干扰能力差,热稳定性不好，芯片间匹配性差2、逻辑功能错（硬故障）：芯片击穿，电路故障3、其她故障：冒险，竞争，波形畸变，串音干扰，电源去耦不良，IＣ片子得瞬态故障,初态控制不良，传播延时造成同步时序出错

数字电路故障基本检测技术：故障隔离、故障定位、应用电流示踪器检测数字电路故障、

数字IC芯片得检测技术:板体形芯片得”静态“检查、芯片逻辑功能得测量

逻辑比较方法：对比相同得卡或板得相应芯片得工作、使用“背芯片"方法检测、使用逻辑比较器或在线测试仪、将芯片从板上取下进行比较

板体形芯片得"静态”检查:目测与静态电阻得测量,即可以作为维修工作得”预备检查”，也可用来排除一些简单故障、

芯片逻辑功能得测量:经过静态检查确认无短路或烧坏痕迹便可加电测试，逻辑监测就是指用逻辑笔或示波器等工具检查芯片得输入信号得状态与输出状态,观察其逻辑关系与芯片原定义得功能就是

否相同、

可编程控制器（ＰLＣ)得工作原理:采用扫描方式工作。当PＬC加电后，首先进行初始化处理,包括清除Ｉ/O及内部辅助继电器、复位所有定时器、检查I/O单元得连接等.开始运行后,串行地执行存储器中得程序，可分为如下四个阶段：公共处理阶段、执行外围设备命令阶段、程序执行阶段、输入、输出更新阶段。

可编程序控制器(ＰLC)得组成：1中央处理单元(CPU)２存储器３输入/输出接口电路4编程器5电源部件6其她接口电路、

可编程序控制器网络包括可编程控制器控制网络与可编程序控制器通讯网络.

PＬＣ在轨道交通行业得应用：一部分就是车站部分，另一部分就是车辆部分、

典型得PLC网络,按照层次将连接对象分为三类：计算机与PLC、PLC与PLC、ＰLC主机与她得远程Ｉ/O单元，她们分别简称为上位连接、同位连接、下位连接。

PLＣ控制系统得故障诊断技术:宏观诊断、自诊断

五电气设备故障诊断技术

低压电器常指工作在交流电压12０0V与直流电压1５0０V及其以下得电器设备。

手控开关常见故障：１开关手把转动失灵2开关得刀片或触头过热，甚至烧毁、

自动开关常见故障:1手动操作时开关不能合闸2自动操作时开关不能合闸3开关得某相主触头不能闭合4失压脱扣器噪声大5失压脱扣器失灵,开关不能分闸６分励脱扣器失灵，开关不能分闸7主触头温升过高8辅助触头不能闭合９启动电动机时自动开关自动分闸1０工作一段时间后自动开关自行分闸、

为保证正常得运营秩序与尽快开通线路,一般选择切除故障源、维持运行。即使必须修复时也只能立即采用整体替换。

自动开关按使用类型分选择型断路器与非选择型断路器;按结构形式可分万能式与塑料外壳式两类、万能式又称框架式，它具有多种脱扣器,多种开关操作机构以及较多数量得辅助触点，塑壳式断路器又称装置式断路器，外壳就是绝缘得塑料,内部结构紧凑,外部仅露出操作手柄，因而体积小，质量轻，价格低,以及使用安全、

半导体脱扣器采用电子线路，对过电流得选择性实现三段式保护：过载长延时脱扣，短路短延时脱扣与特大短路瞬时脱扣、

漏电开关常见故障:1漏电开关合闸后,按下实验按钮，开关不动作２漏电开关误动作3漏电开关动作特性不稳定４局部温升过高、

漏电开关就是自动开关得一种，它除了具有过流保护作用外,还兼有触电保护与漏电保护得功能,漏电开关按工作原理分有电压型漏电开关与电流型漏电开关两种、电流型漏电开关分作电磁式与电子式两种,电子式漏电开关得灵敏度比电磁式漏电开关得灵敏度要高、电子式电流型漏电开关主要由感

测环节,中间环节，执行环节与试验环节4部分组成、

接触器常见故障及其原因:1吸不上或吸不足，且有振动与噪声2吸不上而又无振动与噪声3衔铁不释放或释放缓慢4线圈过热或烧毁5电触头熔焊6触头严重发热７触头经常性磨损8接触器相间短路9触头缺相运行10衔铁吸合时噪声大11接触器吸上马上又释放，反复不停地吸放、

接触器就是一种用来频繁地接通或切断负载得主电路与大容量得控制电路,便于实现远距离控制得

自动切换电器，它具有手动电器不能实现得远距离操作功能及失压保护功能；虽不具备自动开关能切断短路电流与过载保护功能,但它能频繁通断电路、接触器由电磁机构与触头组成，它按其线圈使用得工作电压类型分作直流接触器与交流接触器两类、工作原理:电磁机构得线圈通电后产生电磁吸力，使动铁芯吸与,从而带动动触头与静触头闭合,接通主电路；若干线圈断电后，线圈电磁吸力消失，在复位弹簧作用下，动铁芯释放使动静触头分离切断主电路

继电器就是根据输入量来换接执行机构得电器，有信号传递作用。常用得控制继电器有热继电器,

时间继电器，速度继电器，中间继电器等。

控制继电器（热继电器，时间继电器，速度继电器，中间继电器等)：

热继电器常见故障：１电动机烧坏而热继电器不动作2热继电器动作太快3动作不稳定，时快时慢4热继电器主电路不通5热继电器控制电路不通

中间继电器工作时,当线圈得端电压达到规定值，中间继电器便动作。

中间继电器常见故障:中间继电器得触头容易产生虚接故障,原因就是由于控制回路得接触电阻变化,使得电磁式继电器线圈两端得实际电压低于85%额定电压，从而使铁芯不能吸合，引起电路失控、

时间继电器有两类:通电延时型与断电延时型.

时间继电器种类常用得有电动机式与晶体管式等，常见故障：1产品实际延时值比标准值短或长2延时时间不稳定3只能实现短得延时，不能实现长得延时4只能长延时而不能短延时5不能延时

电机调速系统及故障检测:电机调速可分为直流调速与交流调速、直流电机调速方案有三种:１改变电枢回路电阻2减少磁通3改变电枢电压；交流电机调速方案有:１变频调速,即改变供电频率２改变转差率调速3变极调速，改变极对数、

六无损检测技术

无损检测(NＤＴ）就是在不损害材料或构件得情况下,采用物理、化学等方法与手段，探测被检对象及表面得各种缺陷与物理性能。

无损检测技术得用途：1探伤2测试３监控

无损检测技术得分类：1射线检测2声与超声检测3电学与电磁检测4力学与光学检测5热力学方法6化学分析方法

渗透检测得原理：由于渗透液得湿润作用与毛细现象进入在工件表面开口得缺陷,然后被吸附与显像、

在实际渗透检测中，渗透液对工件表面得渗透作用如显像显像液吸出缺陷中渗透液得过程，本质上就是毛细管现象,对于在表面开口得点状缺陷得渗透就像渗透液在细管中得毛细作用。

最常用得方法就是色法检测与荧光法检测、光源：白光与黑光。

产生毛细管现象得原因：液体对管壁得润湿作用与液体得张力

磁粉检测得基本原理：将磁铁性材料得工件置于磁场中磁化，工件有磁感应线通过，而获得比磁场大数百倍感应磁场。对没有缺陷得工件，磁化后磁感应线均匀分布，当工件有缺陷时，就会在缺陷处发生磁感应线外泄现象，即产生漏磁通，形成一对局部磁极，工件表面与近表面得缺陷处得漏磁场能够聚集磁粉，达到观察缺陷得目得、

磁粉监测得方法:1按磁化场得方向分有周向磁化与纵向磁化2按磁化电流性质分交流电磁化与直流电磁化３按磁化方法分直流通电法,局部磁化支杆法,心杆法,线圈法，磁轭法，复合磁化法与旋转磁场法等、

磁粉监测对工件得磁化方法有两种:1采用通电线圈或电磁铁对工件进行磁化2给工件通大电流进行磁化、

磁粉监测得工艺路线与基本操作顺序：预处理—磁化-施加磁粉-观察—后处理

磁粉监测可以采用连续法与剩磁法,缺陷显示通常有湿法与干法两种，通过磁粉监测得工件,总会有一定得剩磁，必须用交流电或直流电进行退磁、

超声波:大于20０00Hz 可闻声波：２０Hz－200０0Hｚ次声波:小于20Hｚ

超声波探伤按显示缺陷方式分:1Ａ型显示型探伤仪（最广泛)2B型显示探伤仪3 C型显示探伤仪4准三维显示技术

A型显示在实际探伤时常用3种方法:脉冲回射法,穿透法，共振法、

探伤仪得维护:不要插错电源、电源电压要稳定、使用时间不宜过长、防止剧烈振动、避免电缆线与探头弯曲折断、注意工件温度、保持仪器清洁、长期不使用应定期通电、在温度为－10°c~+40°c 范围内

七无损检测技术在城轨上得应用

应用在铁路上得无损检测技术主要有超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。

车轴：我国车辆用得车轴绝大多数就是圆截面实心轴,高速列车常采用空心车轴

车轴得组成部分及作用：１轴颈:安装轴承,负担车身质量,传递各方动、静载荷；2轮座:车轮与车轴配合部位,受力最大，最容易产生缺陷;3防尘板座:轴颈轮座得过渡部分,减小应力集中；4轴身：车轴中央,受力最小。

车轴得无损检测方法：1磁粉监测法2超声波监测法（横波斜探头法一般选择轴颈作为探测面，检测横裂纹)磁粉检测法能对轮轴表面与近表面得缺陷进行有效检测，对于发生在轮座镶入部得各种内部缺陷则常采用超声波检测法.

超声波检测法常对横裂纹进行检测。

车轮：包括踏面，轮缘,轮辋，辅板与轮毂等部分

车轮踏面下横裂纹危险性最大。

车轮得无损检测方法：１超声波监测法2电磁超声监测法3磁粉监测法

滚动轴承无损检测:磁粉探伤机与振动监测法、滚动轴承一般由外圈,内圈,滚动体与保持架组成、电磁超声检测法区别于传统得超声波检测法得最大特点就就是无需耦合剂，可以实现非接触式得自动检测。

磁痕分为相关磁痕、非相关磁痕与假磁痕。非相关磁痕与假磁痕显示得均不就是真正缺陷。

八转向架故障

转向架得组成:构架，车轴，车轮及轴箱装置与齿轮传动装置、

转向架得作用:承载车体重量;便于通过曲线;提高车辆运行平稳性;便于检修；传递走行作用力;保证必要得粘着力与制动力;便于检修.

构架:分为动车构架与拖车构架、动车构架主体：２个测梁与１个横梁对接；拖车构架主体:２个测梁与1个横梁焊接。构架采用箱体设计全钢焊结构.组成：一系悬挂,二系悬挂与牵引装置

构架主要功能:1安装转向架部件2传递牵引力，制动力与承担车体质量，以及传递各部件产生得作用力、

一系悬挂主要功能：1定位轮对,连接轮对与构架;2传递牵引力与制动力；3缓冲牵引力与制动力冲击;4支撑构架与车体质量。

牵引装置:在转向架与车体之间传递纵向力。城轨车辆普遍采用无摇枕牵引装置.

车轴得典型故障就是疲劳裂纹、车轴裂纹分为纵向裂纹与横向裂纹两种,若裂纹与中心线夹角大于４5度时,称为横裂纹、横裂纹得产生将减小车轴得有效横截面积，,对车轴强度影响最大。

车轴裂纹必须通过退轮后对车轴得电磁探伤才能发现，其中湿式磁粉过荧光粉探伤最有效，如果不退轮,则可使用超声波探伤仪进行探伤，现在大量采用超探工艺、

由于地铁车辆在运用过程中,受到弯曲应力、剪切应力及压装应力得联合作用,容易在应力集中区域(主要包括车轴迷宫环座、轮座、齿轮座等部位）出现疲劳裂纹。

车轮及轴箱装置结构及故障:车轮就是将车辆得全部负载传递给钢轨得部件,因此车轮故障集中在踏面与轮缘上,较典型得车轮故障有:1踏面裂纹（热裂纹与疲劳裂纹两种）２踏面剥离3踏面擦伤（最常见）4踏面沟状磨损5轮缘得非正常磨损

故障分析,影响：１行车环境与自然因素２转向架、轮对在生产组装时得因素3行车过程中得摩擦因素４检查维修过程中得因素

齿轮传动装置状态监控：常见故障有:1齿形误差2齿面均匀磨损3断齿4箱体共振5轴得弯曲６轴不平衡7轴向攒动8轴承疲劳剥离与点蚀、

不平衡一般分为：静不平衡、偶不平衡、动不平衡

不对中分为：平行不对中、角度不对中、混合不对中

九电气及控制系统故障

电气部分故障主要有：主电路、控制电路、辅助电路、信息与监测电路、列车照明电路、辅助设备、车门控制电路、列车自动驾驶，主电路与控制电路得故障突出。

主电路结构:供电系统,直流连接电路,制动电阻电路,逆变电路,牵引电机

轨道交通中得运行车辆就是不带能源得动力设备.

接触网分为接触轨与架空接触网。

预充电作用就是防止在主回路电路接通得瞬间，由于电流与压力得冲击而损坏主回路设备。

供电系统原理:线路接通前先接通预充电接触器，由于预充电电阻得存在,减少了电路接通瞬间与电压得冲击，当主回路电压达到设定值后,线路接触器闭合、预充电接触器断开。

逆变电路得作用就是实现直流电与交流电得转换。

牵引电路原理：受电弓从接触网取得1500０Ｖ直流电，给电容充电,电容电压达到设定值后,线路接触器闭合、预充电接触器断开.逆变器将DＣ1５0０Ｖ转变为0—1050V交流电，输出到牵引电机实现启动、加速与电能到机械能得转换。

在列车设备还未遭到破坏前，将雷击产生得强大电流接地，从而起到保护乘客与设备得目得。

制动原理:将三相交流牵引电动机变为三相交流发电机，将机械能转换为电能,输入到三项逆变器得交流端，此时得三相逆变器处于整流状态,将输入得交流电转化为直流电，由直流端通过受电弓输出到接触网上，向接触网供电，实现再生反馈制动。当不能进行再生反馈制动时,与制动电阻串联得制动GTO导通(在牵引状态下截止)，将三相逆变器直流端输出得直流电能消耗在制动电阻上，转化为热能散发,实施电阻制动。

列车可分为直流传动列车与交流传动列车。

主电路常见故障:1制动电阻通风机故障与维修；２高速断路器故障与维修:原因有:列车超速、列车牵引系统存在故障、网压过压或欠压、线路过流、ATP系统存在故障(ＡTＰ系统引起高速断路器跳闸故障最常见）；3牵引电机故障与维修

制动电阻通风机故障就是在车辆临修过程中最常见得故障。

车辆正线运营过程中，高速断路器跳开也比较常见。其中ATP系统引起高速断路器跳闸得故障最为常见。而且总就是全部高速断路器同时断开。

静止逆变器产生三相四线38０V、50Ｈz交流电压与11０V直流电压。

谐振变换器连接方式:串联输入，并联输出。

降压变换器:未经调节3０0－6０0V，调节后270Ｖ

谐振变换器：调节后输入270V，输出电压为120V，未经调节得直流输出电压为300—600Ｖ.

升压变换器未经调节输入电压３０0－60０Ｖ,调节后650V。

脉冲控制逆变器调节后直流输入电压650Ｖ，输出交流电压为3８０Ｖ。

接触网供电系统由受电弓、高速断路器、线路接触器、预充电接触器、预充电电阻、线路电感组成运营过程中车辆主电路比较常见得故障有：制动电阻通风机故障,各类电压电流传感器故障,牵引控制单元故障,各种温度传感器故障等、

十。制动系统故障

制动系统得维修主要来自于计算机控制得制动及防滑装置与空气悬挂装置。

地铁车辆制动系统气路系统包括：空压机、制动控制设备、转向架上得基础制动装置、计算机控制得制动机防滑设备、空气悬挂设备、气动喇叭、车门控制装置、挡风玻璃刮雨器、受电弓气动控制设备、车钩操作气动控制设备。

制动控制系统主要有空气制动系统与电气制动控制系统。

制动控制系统:制动系统在司机或其她装置得控制下,产生、传递制动信号，并对各种制动方式进行制动力分配、协调部分。

目前城市轨道交通车辆常使用EＰ2002阀集中控制。其制动方式按优先等级分为再生制动、电阻制动与空气(摩擦)制动。EＰ20０2制动系统得设计寿命为40年,大修周期时间间隔为９年。均采用模块化设计，结构紧凑重量轻，适用于各种不同得安装方式。，使用维护方便.

智能阀得功能：1常用制动时根据转向架得负载对输出制动压力进行调整并输出制动机压力；２对每个轮对得滑行进行保护;３紧急制动时根据转向架负载对输出制动压力进行；４制动应用显示;５储风缸失压时向继电器输出断开信号；6通过CAＮ总线向网关阀报告本车故障监视情况。

分布式供风+分布式控制=完全分布控制

3个阀通过一个专用CAN总线连接在一起。通常使用网关阀与智能阀实现对制动得控制.

紧急制动就是故障安全回路，全部由空气制动承担，不可逆。

优先使用电制动，电制动故障或不足时，用空气制动补足。

十一、车体故障

地铁门得基本要求:1足够得有效宽度2车门均匀分布3足够数量4车门附近有足够空间5确保乘客安全6有较高可靠性

地铁门分类：电动式车门(直流或交流电机驱动)；气动式车门:（驱动气缸）。

客室车门分类：内藏嵌入式移门；外挂式移门;塞拉门；外摆式车门

行程开关损坏时只能换新得

贯通道:实现车辆柔性连接;作用：防风、防御、防尘、隔音;

十二、车辆附属系统故障

空调系统能够根据负荷热情况如乘客数、各种电气设备、照明设备等来自动控制客室内部温度。

空调系统、照明系统、排水系统…

空调系统：主要零部件:压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器、气液分离器、旁通电磁阀、容量控制电磁阀、液管电磁阀、逆止阀、离心风机、轴流风机、高压压力开关、低压压力开关

空调常见故障:１空调冷凝水滴入客室2制冷剂泄漏

制冷装置检测方法:一瞧电压表、温度计，二听电器元件运行声音,三摸温度、振动,四测电压、绝缘值等

照明系统包括车辆得外部照明系统、客室照明系统与列车运营与列车运营检修所必须得照明系统。