铁道货车制动体系探究本文作者：朱迎春安鸿作者单位：南车眉山车辆有限公司我国既有货车制动系统概况我国铁路货车制动系统经历了仿制、改造、自主研制的发展过程。从建国初期的K1、K2、GK型三通阀到20世纪70年代研制的103型分配阀，车辆载重也发展到60t左右，运行速度提高到7080km/h。20世纪90年代到21世纪初，车辆载重提高到70~80t,运行速度提高到120km/h。研制了以120型空气控制阀为代表的新一代货车制动系统，经过不断完善，逐步形成了目前我国铁路货车主型制动系统，包括120型空气控制阀、无级空重车自动调整装置、新高摩合成闸瓦、远心集尘器、球芯折角塞门、旋压密封式制动缸、闸瓦间隙自动调整器、新型组合式制动梁、不锈钢管系、嵌入式不锈钢风缸、NSW手制动机等。我国现有铁路货车制动系统在检修周期、运用可靠性等方面存在较大差距，主要体现在2个方面。(1)检修周期短、运用可靠性差。现有货车制动系统制造工艺水平不高、缺乏基础性工艺研究，检修水平参差不齐，橡胶密封件质量不稳定，运用可靠性不高，检修周期较国外先进水平有较大差距。(2)车轮擦伤较多、热负荷较高。随着车辆轴重、牵引吨位不断增加，其所需的制动力也不断增加，制动距离、运行速度、牵引吨位与轮瓦关系、纵向冲动的矛盾越来越突出，导致车轮擦伤比例增加和轮瓦热负荷过高。重载货车制动距离的分析1运用工况制动系统的性能直接影响列车的运行速度、牵引吨位、制动距离，这些指标也直接影响铁路运输效率。根据铁路主要技术政策，对重载货车的运行速度、牵引吨位、制动距离的要求见表2。2制动距离的分析制动距离、列车阻力等均按TB/T1407一1998《列车牵引计算规程》之规定进行计算。考虑6%关门车，计算采取实算法。80t级通用车、100t级运煤专用车制动计算结果见表3。从表3可以看出，既有车辆都是按照紧急制动距离1400m设计的（干线车辆速度为120km/h、专线车辆速度为100km/h)。对于轴重27t通用货车和轴重32.5t专用货车来讲，制动功率的限制势必限制列车制动力的大小。车辆如要满足制动功率的要求，途径有二，其一是降低运行速度；其二是延长制动距离。考虑到运行速度的降低对运输效率的影响更加直接，应采用适当延长制动距离的途径。重载货车制动系统应解决的关键问题1轮瓦制动功率问题对既有C80B运煤专用敞车和C70通用敞车进行校核。借鉴国外车轮热负荷试验研究结果及国内重载货车的运用经验，直径840mm车轮暂按轴制动功率限值180kW进行制动计算校核。2种代表车型的制动功率均在初步确定的制动功率上限。实际运用表明，C80B运煤专用敞车和C70通用敞车的车轮热负荷已经接近或超过极限。从国外的使用经验来看，制动距离与我国要求相近的西欧地区每瓦制动功率一般不超过85kW;俄罗斯高摩闸瓦每瓦制动功率一般不超过70kW。制动功率过高引起热负荷过大，造成车轮热损伤，试验表明C70车轮踏面平均温度为369.9℃，最高达到439.7℃（一般不超过400℃)，车轮踏面明显发蓝。因此，需要解决降低轮瓦制动功率的问题。2冲动问题对于长大、重载列车，纵向动力是关键问题，主要反映为各车辆之间的车钩力加减速度。在各种列车作用工况，以低速紧急制动时产生的压钩力和低速缓解（调速制动）过程中产生的拉钩力为甚。1)列车制动时产生纵向动作力的主要原因(1)制动时列车各车辆的制动作用的不一致性，列车前部车辆的制动力产生早，上升快，后部车辆的制动力产生晚，上升慢。缓解时，缓解作用沿列车长度方向的不同时性，即缓解波速的大小，也是产生列车纵向动力作用的原因。(2)全列车各车辆的制动缸压力都达到与自动阀手柄所在位置对应的值以后，各车辆的单位制动力不相等。由于上述2种原因，列车中各车辆在制动过程中的每一瞬间都具有不同的单位制动力。因此在各车辆的车钩连接处，必然产生相应的纵向动作用力。根据国外资料的介绍，由于列车中各车辆制动作用的不一致性而产生的最大纵向力为R=5/12(K口中0max☐1n2/(tZC☐wZB)。上式中，R为列车纵向压缩力，kN;K为一辆车闸瓦压力总和，kN;中K为闸瓦摩擦系数；(K☐中K)max相当于制动缸充气终了时最大闸瓦摩擦力，kN;1为一辆车的长度，m;n为列车编组辆数；tZC为制动缸充气时间，s;wZB为制动波速，