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1、试验研究铁道车辆第47卷第8期2009年8月文章编号:1002-7602(2009)08-0001-07货物列车制动距离限值的确定王京波(中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081)摘要:制动距离限值是列车(包括机车、车辆)制动系统设计的依据,也是布置信号机、确定闭塞分区长度的依据;制动系统的性能决定列车的制动能力,轮轨黏着允许限度及车轮和闸瓦的制动功率极限限制了列车的制动能力;制动距离限值、铁路通过能力及以上几个方面互相影响、互为因果、互相制约。关键词:货物列车;制动距离;通过能力中图分类号:U270文献标识码:B制动距离限值是列车(包括机车、车辆)制动系
2、统轮踏面温度,避免产生踏面热斑等局部过热现象(图设计的依据,也是布置信号机、确定闭塞分区长度的依1),有利于提高制动能力。英国德比研究所认为(表据。因此,有关制动距离限值的规定是《铁路技术管理1),为了防止制动时车轮热裂,车轮踏面温度不应超过[1]规程》的重要内容。600℃,闸瓦的压缩模量不应超过1000MPa。1制动距离限值的影响因素制动距离限值取决于列车的制动能力、轮轨黏着允许限度和运输能力等3个主要的方面。这几个方面互为因果、互相影响。1.1列车制动能力这里所说的列车制动能力是指设备能力,主要取决于以下技术装备的性能。1.1.1制动控制系统制动控制系统的响应时
3、间(灵敏度)、制动指令的传递速度(制动波速)和制动力的形成速度(如制动缸升压时间)等参数决定了列车空走时间的长短,从而影图1车轮踏面热斑响列车的制动距离。提高制动系统的灵敏度和制动波速、缩短制动缸升压时间、采用电控空气制动系统(如表1踏面局部热斑温度对车轮状态的影响ECP)或同步操纵系统(如Locotrol),可以缩短制动距踏面局部热斑温度/℃900700600400离。制动缸升压时间取决于列车的纵向冲动,不能随车轮状态轮箍可能断裂明显裂纹容许裂纹不产生裂纹意缩短。当列车编组不能缩短时,只有提高制动波速、改善列车制动作用的同步性,才能缩短制动缸升压时美国铁路则是以3
4、43℃(650℉)作为车轮的名义间。空走时间还与列车编组的长短有关。设计标准,而长大坡道的制动功率限值则为22.4kWTB/T1407—1998《列车牵引计算规程》规定,平[2](30hp)。车轮能够承受的制动热负荷即制动功率直道上的列车紧急制动空走时间tk按式(1)计算。与车轮直径、轮辋厚度(磨耗状态)、车轮闸瓦的相对位tk=1.6+0.065n(1)置以及闸瓦的性能有关。为了获得最佳的车轮和闸瓦式中:n———列车编组辆数。的使用寿命,坡道制动应采用的列车平均制动功率如1.1.2闸瓦与车轮[3]表2所示。低弹性模量的合成闸瓦可以降低相同条件下的车一次停车制动按轴平
5、均制动功率考虑制动热负荷。轴平均制动功率(P)按式(2)计算。轴平均制动收稿日期:2009-03-27作者简介:王京波(1963-),男,研究员。功率与踏面温度的关系一般要通过试验确定。·1·铁道车辆第47卷第8期2009年8月3qv0P=(2)176S式中:v0———制动初始速度,km/h;q———轴重,t;S———制动距离,m。表2车轮直径与制动功率限值车轮直径/mm每轮持续制动功率/kW711.2(28in)14.9(20hp)838.2(33in)18.6(25hp)914.4(36in)22.4(30hp)965.2(38in)26.0(35hp)1016
6、(40in)30.2(40hp)制动时,过高的温度也会使闸瓦的性能恶化,表现为摩擦因数衰退、磨耗量增大、摩擦体裂损等。合成摩擦材料耐热温度一般应达到300℃,并能承受450℃的瞬时温度。图3中,a(空车)、c(半空车)、d(半重车)各点的1.2轮轨黏着允许限度制动率最高,应不超过轮轨黏着允许限度。b、e两点对于黏着制动方式而言,轮轨黏着力是能够实现的制动率最低,应具备足够的制动能力,但因b点的闸的制动力。超过这一限度,车轮将产生滑行甚至抱死,瓦压力低,闸瓦摩擦因数可以增加约30%,制动距离不仅实际制动力会下降,而且会损伤车轮。我国铁路容易满足要求。所以,应重点校核满
7、载时(e点)的制货车制动系统的常用全制动与紧急制动的最大制动力动能力。空车时的制动缸压力和空重车调整范围决定是相同的,没有紧急增压功能,差别只是空走时间的长了a、b、c、d各点的制动率及制动率曲线的形态。扩大短,并且货车尚没有可靠的防滑手段,因此,黏着限度空重车调整装置的工作范围有利于缩小制动率的差,的问题是实际运用中经常遇到的问题。轮轨黏着的利增加黏着利用的安全裕量,提高制动能力。选择适当用程度取决于空重车调整装置的性能和闸瓦的特性。的空车制动缸压力可以降低空车时车轮擦伤的概率,《列车牵引计算规程》规定的制动黏着系数μz按而空车制动缸压力的取值则与闸瓦的特性和
