唐士晟,蘇理新,馮金泉

(1 烏魯木齊鐵路局,新疆烏魯木齊830011;2 烏魯木齊鐵路局 機務處,新疆烏魯木齊830011)

為了保證列車在各種坡道上運行時,遇到緊急情況都能在規(guī)定的制動距離內安全停車,列車的最高允許速度受到一定的限制,這個最高允許速度就是列車緊急制動限速即列車制動限速。規(guī)定較高的列車主管壓力的目的是為了獲得較高的閘瓦壓力,貨物列車主管壓力為600 kPa與列車主管壓力為500 kPa相比,優(yōu)點是緊急制動或常用制動時的列車制動力較大,列車制動性能提高,可以提高列車的制動限速,對提高線路通過能力具有明顯的經濟效益;缺點是在利用常用制動調速過程中,機車總風缸定壓沒有調高,采用過高的列車管定壓導致車輛制動機充氣速度減緩,在同樣減壓量的情況下,600 kPa定壓比500 kPa定壓的車輛副風缸充氣時間長。如何選擇采用600 kPa或500 kPa定壓具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 選擇不同列車管壓力的現(xiàn)狀

(1)《鐵路技術管理規(guī)程》中規(guī)定旅客列車、行郵行包列車自動制動機主管壓力為600 kPa,其他列車為500 kPa,長大下坡道區(qū)段及重載列車自動制動機主管壓力由鐵路局規(guī)定,報鐵道部批準。有的鐵路局規(guī)定在某些長大下坡道區(qū)段的貨物列車自動制動機主管壓力為600 kPa,有的鐵路局沒有類似的規(guī)定,相關的專業(yè)書籍中沒有明確解釋如何選擇。

(2)列車運行嚴格遵守列車制動限制速度,列車限制速度,線路、橋隧、信號容許速度,機車車輛最高運行速度,道岔、曲線和慢行地段等限制速度,以及LKJ速度控制模式設定的限制速度的規(guī)定,上述其中之一為最低限制速度時,稱之為安全限制速度。

通過表1可以看出,21 t軸重的普通貨車在重車位,自動制動機列車主管壓力為600 kPa時,貨物列車每百噸列車總重換算閘瓦壓力可以提高11.1%;23 t軸重的普通貨車在重車位,自動制動機列車主管壓力為600 kPa時,貨物列車每百噸列車總重換算閘瓦壓力可以提高10.0%;25 t軸重的重載貨車在重車位,自動制動機列車主管壓力為600 kPa時,貨物列車每百噸列車總重換算閘瓦壓力可以提高13.6%,在相同長大下坡道、牽引輛數(shù)相同的條件下,列車制動限速相應提高,列車運行速度增加,線路通過能力得到加強。當安全限制速度較低,采用自動制動機列車主管壓力為600 kPa時,車輛副風缸的空氣壓力可能恢復不到規(guī)定的壓力,滿足不了制動周期的需要,給在長大下坡道上的行車安全帶來嚴重隱患。

表1 車輛換算閘瓦壓力表

2 采取的措施

列車在長大下坡道運行時,為了使運行速度不超過限速,沒有電制動的機車通常采用空氣制動的周期制動進行調速,即制動、緩解、再制動、再緩解,直至駛出長大下坡道。周期制動時,列車緩解后到再制動前,車輛副風缸的空氣壓力應當恢復到規(guī)定的壓力,滿足式(1)的要求:

式中tz為增速時間,s;tk為空走時間,s;tc為充氣時間,s。增速時間tz可按式(2)近似計算。

式中v0為再制動時的速度,km/h;vh為緩解時的速度,km/h;ij為增速地段的平均加算坡度千分數(shù);1.3為貨物列車(重車)在長大下坡道上增速階段平均運行單位基本阻力。

貨物列車常用制動空走時間tk按式(3)計算。

式中n為牽引輛數(shù);r為列車管減壓量,kPa。

貨物列車管壓力500 kPa和600 kPa的車輛副風缸充氣時間tc可由《列車牽引計算規(guī)程》附錄K中查出。

根據(jù)實際機車司機操縱習慣,在長大下坡道上單用空氣制動控制列車速度進行周期制動調速時,減壓量一般不小于100 kPa,最大制動初速度為安全限制速度-5 km/h,最低緩解速度為15 km/h。

表2為在20‰長大下坡道上,減壓量為100 kPa,貨物列車管壓力500 kPa和600 kPa時,不同安全限制速度情況下,tz,tk,tc計算對比情況表。

表2 不同安全限制速度下的tz,tk,tc計算表

圖1 不同列車管壓力、安全限制速度、減壓100 kPa的充風時間

由表2和圖1可以看出,牽引20輛重車在20‰的長大下坡道上運行,完全使用空氣制動進行常用制動調速,減壓量為100 kPa,安全限制速度為45 km/h時,增速時間tz=40.1 s,列車管壓力為 500 kPa的tk+tc=45.7 s,列車管壓力為600 kPa的tk+tc=57.7 s,均不能滿足制動周期需要的tz≥tk+tc。安全限制速度為50 km/h時,增速時間tz=48.1 s,列車管壓力為500 kPa的tk+tc=45.7 s,滿足制動周期需要的tz≥tk+tc;列車管壓力為600 kPa的tk+tc=57.7 s,不能滿足制動周期需要的tz≥tk+tc?？梢?安全限制速度為50 km/h,牽引20輛重車在20‰的長大下坡道上運行,單用空氣制動進行制動調速,制動初速為45 km/h,減壓量為100 kPa,緩解速度為15 km/h,貨物列車自動制動機主管壓力為500 kPa時,可以滿足制動周期的需要,貨物列車自動制動機主管壓力為600 kPa時,不能滿足制動周期的需要。

圖1中顯示的安全限制速度線與tk+tc曲線的交點即為滿足制動周期需要tz≥tk+tc相對應的貨車牽引輛數(shù)。

3 結束語

在長大下坡道上運行的貨物列車,單用空氣制動控制列車速度進行周期制動調速時,選擇列車自動制動機主管壓力為500 kPa,牽引輛數(shù)滿足制動周期需要的tz≥tk+tc,每百噸列車總重換算閘瓦壓力小,列車制動限速可能會比其他限制速度低,即不能充分利用設備條件,又影響線路的運輸能力和通過能力。當選擇列車自動制動機主管壓力為600 kPa時,需與列車自動制動機主管壓力為500 kPa的牽引輛數(shù)滿足制動周期需要的tz≥tk+tc進行比對,以便做出正確的選擇,并在鐵路局《行車組織規(guī)則》中明確規(guī)定列車自動制動機主管壓力及每百噸列車總重換算閘瓦壓力最低值,保證列車正常安全運行的需要。

[1] TB/T 1407—1998《列車牽引計算規(guī)程》[S].1998.

[2] 饒 忠.列車牽引計算[M].北京:中國鐵道出版社,2003.

[3] 孫中央.列車牽引計算實用教程[M].北京:中國鐵道出版社,2005.

[4] 孔慶鈐,劉其斌 .鐵路運輸能力計算與加強[M].北京:中國鐵道出版社,1999.