高速重载列车制动技术的发展

高速重载列车制动技术的发展

日本的新干线让铁路由一个夕阳产业变成了新兴的朝阳产业，“高速”就是它取胜的利器，远远超过汽车，甚至媲美航空的运达速度，让它在市场竞争中优势明显。新干线代表的是与大众生活出行密切相关的客运市场，而在货运市场，列车除了要求提高速度以外，还要求加大运量，即重载。万吨甚至两万吨的货运列车正在成为干线上的运输主力。

近年来，中国铁路重载货运技术得到了快速发展，提速货车技术得到了全面推广应用。目前，中国80%以上货车具备了时速120公里技术基础；新造货车实现了载重由60吨级向70吨级全面升级换代，大秦线80吨级运煤专用货车2万吨重载列车的顺利开行，实现了重载运输新跨越；制动系统模块化组装、摇枕侧架B+级钢整体芯铸造、不锈钢焊接三项制造工艺新技术取得突破；既有货车惯性质量问题得到有效遏制；载荷谱测试、环形线可靠性试验等基础研究取得初步成果。中国铁路货车技术的发展满足了中国当前条件下的铁路运输发展需要。

重载运输的特点在“重”和“长”

上。

“重”，使重载列车在运行中产生比

普通列车大得多的动能，需要更大功率

的制动系统；“长”，由于列车又重又长，

空气制动机实施制动或缓解时所产生的

空气波沿制动管传播的时间加长，各车

辆制动、缓解的不同时性加剧，造成强

烈的纵向动力作用，严重威胁行车安

全，因而需要更快的制动波速和缓解波

速。

所以，重载列车的制动问题是一

个综合的系统问题。而不同制动方式

的运用又与重载列车运输组织方式密切

相关，以下根据重载列车运输组织方

式的不同对重载列车的制动技术进行探讨。

一、整列式重载列车

整列式重载列车是采用普通列车

的组织方法，由挂于列车头部的大功

率单机或多机牵引，由不同型式的货

车车辆混合编组，达到规定载重量标

准的列车。这种扩能效果显著的重载

运输方式，符合我国国情，在我国既

有主要繁忙干线上开行的重载列车主要

为这种模式，其它国家应用较少。

对于这种模式，如采取多机牵引

可通过机车重联或机车无线同步遥控装

置对列车的制动系统实施同步控制，

但仅限于解决机车制动机间的同步控制

问题。而对于由不同型式(包括制动

机)的货车车辆混合编组的车辆来说，

采取电控- 空气制动改造的方式不太

现实，货车车辆只能使用空气制动系

统。目前我国货车主型制动机采用的

是120型货车制动机，可适用于10000

吨以下的重载列车。随着列车编组数

量的加大，列车制动的不同时性将造

成严重的纵向冲动作用，制约大编组

整列式重载列车的发展。

因此, 在既有干线上实施重载运输

是一个复杂的系统问题，既要考虑线

路、车辆、车站等运输基础条件，又

要考虑效益性、经济性。发展高性能

的适应重载运输的新型货车制动系统是

解决整列式重载列车制动的根本问题，

要对影响纵向冲动的因素进行综合分

析,采取综合措施。重点考虑以下方

面：

1、采用性能良好的空重车自动

调整装置，保证空车不滑行，重车具

有足够的制动力。

2、改善局部减压性能，提高制

动波速和缓解波速。

3、研制高性能制动闸瓦（制动

盘），如高摩合成闸瓦。组合使用盘

形制动和闸瓦制动。

4、采用小容量的制动缸和副风

缸，缩短重载列车的初充风时间。

5 、采用低气阻的新型制动管

路，提高空气波速。

二、单元式重载列车

单元式重载列车是以固定的机车

车辆（大功率机车＋一定编成辆数的同

一类型的专用货车）组合成为一个运输

单元，在装、卸车站间循环直达运行的货物列车。单元列车可以大幅度增加铁

路运力，提高运营效率，降低运输成本。适用于货物流量大，品种单一、流向集中的铁路。美国、加拿大、澳大利亚等国均采用此方式，我国除大同—秦皇岛

线外，规划中的神木—黄骅港线，大同—准格尔线都准备开行单元式重载列

车。

由于单元式重载列车采用固定编

组方式，通过采用先进的由数字逻辑控制或计算机网络控制的列车电空制动系统，并同时配合机车动力制动是解决重载列车的纵向动力作用问题的有效途

径，使重载列车中的所有机车、车辆同步实现制动与缓解，保证了整列车制

动、缓解的一致性，缩短了列车制动距离，提高了重载列车的运输效率，保证了重载列车运行的安全性。

三、组合式重载列车

组合式重载列车是由两列及以上

同方向运行的普通货物列车首尾相接、

合并组成的列车。这种重载运输方式始于1964年前苏联，我国大秦线的20000t 重载列车采用该形式。世界范围内应用不太广泛。

组合式重载列车的制动有两条途

径：

1、由于组合式重载列车是由普

通货物列车合并而成，货车车辆属于

混合编组，与整列式重载列车一样，

要进行列车电空制动改造是不现实的。

因此，改进、提升货车制动系统性能

以适应重载运输发展需要是解决问题的

基本途径之一。

2、对于组合式重载列车，多台

机车同步操纵的问题是一个关键问题。

国外大多采用无线遥控设备对多台机车

进行同步操纵，我国引进美国GE公司

的LOCOTROL 机车无线同步遥控装

置，在大秦线完成2万吨组合列车的试验。这种无线遥控设备用在组合式重载列车上，列车长度可以不受限制，不但能对多台机车的牵引动作实施遥控同步

操纵，使前后车辆制动缓解动作趋向一致，大幅度改善了列车的纵向冲击，减小了车钩及缓冲器的受力。同时缩短了列车制动时间和充气缓解时间，解决了在长大坡道上紧急制动后再起动容易出

现的拉断车钩的问题。在重载列车运行的一些特殊区段，无线遥控装置也可以根据需要对机车实行异步操纵，以避免某些部位的车钩受力过大而被拉断。