Estudio de fiabilidad del sistema de frenos de un vehículo ferroviario

Abstract

[ES] El presente trabajo de fin de grado (TFG) se centra en el estudio de Fiabilidad del sistema de frenos de un vehículo ferroviario. El estudio se basa en la revisión de la tecnología de frenos utilizada actualmente en los vehículos en cuestión y los tipos de fallos relevantes, sobre todo enfocados en aquellos que suponen problemas para la disponibilidad del servicio. El trabajo de fin de grado ha sido realizado de un vehículo ferroviario, compuesto por 4 coches. Dos coches cabina con bogie motor y dos coches con bogie remolque. Debido a la extensión del proyecto, el estudio se ha desarrollado siguiendo el esquema de un coche con bogie remolque, puesto que este presenta aquellos paneles que son comunes en los 4 coches. La metodología utilizada se centra en el Análisis de modos de Fallos y Efectos (FMEA). El FMEA comprende el desglose de la estructura del sistema, hasta el nivel de componente de cada subsistema, los modos de fallo individuales en cada caso (con su causa asociada), como las consecuencias en servicio en cada caso. Los resultados de este estudio se integran en los cálculos predictivos de fiabilidad del vehículo y se centran en la detección de elementos críticos para el mismo, con el objetivo de ayudar a los diseñadores en la toma de decisiones sobre la arquitectura de los vehículos, en fase previa a congelación de los mismos, y, por otro lado, centrar la atención de los mantenedores en la vigilancia de los elementos críticos durante la vida útil del vehículo. Para la detección de elementos críticos se ha empleado el NPR (Numero de Ponderación de Riesgo). Este valor establece una jerarquía entre los fallos. Se obtiene multiplicando el grado de severidad, ocurrencia y detectabilidad.

[CA] El present treball de fi de grau (TFG) es centra en l'estudi de Fiabilitat del sistema de frens d'un vehicle ferroviari. L'estudi es basa en la revisió de la tecnologia de frens utilitzada actualment en els vehicles en qüestió i els tipus de fallades rellevants, sobretot enfocats en aquells que suposa problemes per a la disponibilitat del servici. El treball de fi de grau ha sigut realitzat d'un vehicle ferroviari, compost per 4 cotxes. Dos cotxes cabina amb bogie motor i dos cotxes amb bogie remolc. A causa de l'extensió del projecte, l'estudi s'ha desenvolupatseguint l'esquema d'un cotxe amb bogie remolc, ja que, este presenta aquells panells que són comuns en els 4 cotxes. La metodologia utilitzada se centra en l'Anàlisi de modes de Fallades i Efectes (FMEA). El FMEA comprèn el desglossament de l'estructura del sistema, fins al nivell de component de cada subsistema, els modes de fallades individuals en cada cas (amb la seua causa associada), com les conseqüències en servici en cada cas. Els resultats d'este estudi s'integren en els càlculs predictius de fiabilitat del vehicle i se centren en la detecció d'elements crítics per a este, amb l'objectiu d'ajudar als dissenyadors en la presa de decisions sobre l'arquitectura dels vehicles, en fase prèvia a congelació d'estos, i, d'altra banda, centrar l'atenció dels mantenidors en la vigilància dels elements crítics durant la vida útil del vehicle. Per a la detecció d'elements crítics s'ha emprat el NPR (Nombre de Ponderació de Risc). Este valor estableix una jerarquia entre les fallades. S'obté multiplicant el grau de severitat, ocurrència i detectabilitat.

[EN] This Final Degree Project (TFG) focuses on the study of the reliability of the braking system of a railway vehicle. The study is based on the review of the brake technology currently used in the vehicles in question and the relevant types of failures, mainly focusing on those that imply problems for service availability. The end-of-degree project has been carried out on a railway vehicle consisting of 4 cars. Two cab cars with motor bogie and two cars with trailer bogie. Due to the extension of the project, the study has been developed following the scheme of a car with a trailer bogie since it presents those panels common in the 4 cars. The methodology used focuses on the Failure Mode and Effects Analysis (FMEA). FMEA comprises the breakdown of the system structure down to the component level of each subsystem, the individual failure modes in each case (with their associated cause), and the in-service consequences in each case. The results of this study are integrated into the predictive calculations of vehicle reliability. They are focused on the detection of critical elements for the vehicle to help designers make decisions on the architecture of the vehicles in the phase before freezing them, and, on the other hand, to focus the attention of the maintainers on the surveillance of the critical elements during the useful life of the vehicle. The NPR (Risk Weighting Number) has been used to detect critical elements. This value establishes a hierarchy between failures. It is obtained by multiplying the degree of severity, occurrence and detectability.