李岳恒

（鐵道部運(yùn)輸局，北京100844）

我國鐵路引進(jìn)國際鐵路聯(lián)盟（UIC）的技術(shù)以來，在列控、制動(dòng)控制、列車壓縮穩(wěn)定性等方面出現(xiàn)了一些問題。一般認(rèn)為是歐洲的制動(dòng)系統(tǒng)與我國不同，但是沒有引起注意的是UIC的車鉤系統(tǒng)與我國列車不同。筆者認(rèn)為，我國既有列車（動(dòng)車組除外，下同）采用的是自動(dòng)車鉤，UIC采用的是鏈子車鉤，不同車鉤的列車有其特有的列車技術(shù)，在技術(shù)引進(jìn)中需要加以重視。

1 車輛連接方式對(duì)列車技術(shù)的影響

在軌道交通運(yùn)輸中，車輛的連接主要分為無間隙連接與間隙連接。無間隙連接是車輛之間的連接基本不存在間隙，各車輛的質(zhì)量被緊密連接，列車近似為非完全剛性體。間隙連接是車輛之間的連接存在間隙，各車輛的質(zhì)量未被緊密連接，使列車形成多質(zhì)點(diǎn)非完全剛性體，車輛間運(yùn)動(dòng)留有一定的自由度。由兩種方式連接構(gòu)成的列車特性及形成的列車技術(shù)是不同的，表現(xiàn)在車鉤連接效率、列車長度、列車質(zhì)量、牽引力／列車質(zhì)量比、列車制動(dòng)、列車沖擊、列車壓縮穩(wěn)定性、軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、車體強(qiáng)度、車鉤強(qiáng)度、車載設(shè)備的耐振性能、列車控制特性、列車控制邏輯以及受列車沖擊力的司機(jī)操縱手柄的作用方向等方面。無間隙連接在城市軌道交通、地鐵、動(dòng)車組和歐洲鐵路中普遍采用，間隙連接主要在美國、加拿大、大洋洲、前蘇聯(lián)、南非和我國等大規(guī)模鐵道運(yùn)輸中采用。

車輛的連接還可分為車鉤連接和無車鉤連接，本文只討論車鉤連接。

2 兩種車鉤技術(shù)

國際鐵路聯(lián)盟（UIC）是協(xié)調(diào)歐洲各國鐵路聯(lián)運(yùn)的國際組織，該聯(lián)盟用于聯(lián)運(yùn)的列車均采用鏈子車鉤（screw coupler亦稱鏈?zhǔn)杰囥^）見圖1、圖2。

圖1 鏈子車鉤

圖2 鏈子車鉤連接

我國列車基本使用與北美鐵道協(xié)會(huì)（AAR）同類型的自動(dòng)車鉤（AAR automatic coupler）見圖3、圖4。

圖3 自動(dòng)車鉤

圖4 自動(dòng)車鉤連接

鏈子車鉤是傳統(tǒng)的車鉤［1］。圖1所示車端的兩個(gè)緩沖器由彈簧、橡膠或液壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在調(diào)車連掛或列車壓縮（列車推進(jìn)，運(yùn)行中列車前部進(jìn)入彎道、轉(zhuǎn)入上坡、機(jī)車制動(dòng)力過大等）時(shí)起緩沖作用，列車連掛后，緩沖器是使車鉤保持在拉伸狀態(tài)的彈性支撐。列車連接時(shí)需要將車鉤螺桿鉸緊（見圖2中部絲杠），使緩沖器壓緊力在噸級(jí)。由于車鉤在張緊狀態(tài)，不存在車鉤間隙，所以鏈子車鉤屬于無間隙連接，車鉤連接在拉伸方向?yàn)閯傂约s束，拉伸狀態(tài)下列車的長度保持穩(wěn)定。鏈子車鉤緩沖器力學(xué)模型如圖5。

圖5 鏈子車鉤緩沖器力學(xué)模型

自動(dòng)車鉤（自動(dòng)密接車鉤除外，下同）是北美19世紀(jì)后期發(fā)展的車鉤?！白詣?dòng)”指連掛作業(yè)時(shí)不需要人員進(jìn)入兩車中間，具有連掛、摘解效率高，對(duì)連接作業(yè)人員人身安全保護(hù)好。通常，自動(dòng)車鉤通過緩沖器與車體連接。自動(dòng)車鉤存在自由間隙且緩沖器具有壓縮行程，由我國使用的車鉤緩沖器實(shí)際結(jié)構(gòu)可知，單個(gè)車鉤從拉伸至壓縮的工作長度為車鉤的自由間隙與2倍的緩沖器壓縮行程之和。因此，由自動(dòng)車鉤連接的列車長度，隨列車運(yùn)行阻力會(huì)發(fā)生變化。自動(dòng)車鉤緩沖器力學(xué)模型如圖6（需要說明的是自動(dòng)車鉤緩沖器系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)是將車鉤承受的拉力或壓力均轉(zhuǎn)換為對(duì)緩沖器的壓縮力）。

圖6 自動(dòng)車鉤緩沖器力學(xué)模型

從車鉤緩沖器系統(tǒng)來看，鏈子車鉤單元的性能曲線如圖7，曲線連續(xù)。自動(dòng)車鉤單元的性能曲線如圖8，因?yàn)檐囥^間隙和緩沖器的影響，性能曲線是典型的非線性間隙類型。

圖7 鏈子車鉤單元性能曲線

圖8 自動(dòng)車鉤單元性能曲線

從車鉤緩沖器力學(xué)模型圖5、圖6不難得出兩者的數(shù)學(xué)模型是不同的?？梢酝茢啵绍囥^連接構(gòu)成的列車特性與車鉤單元性能相關(guān)。

3 車鉤連接帶來的列車技術(shù)差異（見表1，表2）

由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，列車內(nèi)部發(fā)生沖擊（俗稱沖動(dòng)）的原因是車輛之間存在速度差。

無間隙連接使車輛間不存在速度差，列車運(yùn)行中基本不發(fā)生列車沖擊。比較而言，無間隙連接的列車運(yùn)行的平穩(wěn)性好，廣泛應(yīng)用的車鉤是鏈子車鉤、密接車鉤等。

間隙連接形成的多質(zhì)點(diǎn)非完全剛性列車，使車輛間允許存在速度差，因此能夠?qū)崿F(xiàn)列車逐輛起動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)長大列車的開行，使用最多的車鉤是自動(dòng)車鉤。世界大規(guī)模鐵道運(yùn)輸采用間隙連接的原因是其固有運(yùn)輸能力大于無間隙連接的列車。

表1 UIC鏈子車鉤與AAR自動(dòng)車鉤對(duì)照

表2 UIC鏈子車鉤列車與AAR自動(dòng)車鉤列車對(duì)照

3.1 車鉤間隙提高了運(yùn)輸能力，也帶來列車內(nèi)部沖擊問題

自動(dòng)車鉤的間隙使得車輛連掛、摘解方便，更重要的是車鉤間隙給列車逐輛起動(dòng)創(chuàng)造了條件，使長大列車開行成為可能。車鉤間隙帶來的負(fù)面影響是列車內(nèi)部的沖擊。我國單個(gè)車鉤的間隙為19～25mm，100輛車連接后車鉤自由間隙（不包括緩沖器行程）的總和近3.8～5m。車鉤間隙的存在意味著車輛間允許存在速度差，特殊情況下，列車工況的變化異常，造成車輛間速度差的急劇變化，使長大列車內(nèi)部的縱向加速度達(dá)5g，我國運(yùn)行中有記錄的車鉤壓縮力達(dá)到330t，破壞強(qiáng)度340t的車鉤被拉斷的事例并不罕見，這都是車輛間速度差急劇變化與車鉤間隙累積效應(yīng)所致。由于鏈子車鉤是無間隙連接，車鉤間隙累積效應(yīng)對(duì)于鏈子車鉤列車是不存在的。因此對(duì)于車體縱向強(qiáng)度的規(guī)定AAR和UIC有著很大的不同，AAR規(guī)定車體縱向強(qiáng)度為450t，UIC規(guī)定車體縱向強(qiáng)度為250t。因?yàn)檐囥^間隙，使列車內(nèi)部存在拉伸沖擊與壓縮沖擊的可能，即使采用高強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，自動(dòng)車鉤及緩沖器的損壞時(shí)有發(fā)生。車鉤間隙累積效應(yīng)引發(fā)的列車內(nèi)部壓縮沖擊會(huì)造成列車壓縮失穩(wěn)，輕者使乘坐舒適度降低、貨物裝載失效、列車中車輛輪對(duì)、轉(zhuǎn)向架的瞬時(shí)垂向減載、橫向力突變，嚴(yán)重時(shí)將車輛擠出線路或造成鋼軌傾覆事故；車鉤間隙累積效應(yīng)引發(fā)的列車內(nèi)部拉伸沖擊會(huì)造成斷鉤事故。因此，間隙連接構(gòu)成的列車重要特征是運(yùn)行中的列車存在內(nèi)部沖擊的可能。

3.2 不同車鉤對(duì)列車受控特性的影響

由于鏈子車鉤和自動(dòng)車鉤構(gòu)成列車的剛度（力—長度變化率）不同，對(duì)變工況的響應(yīng)時(shí)間及其受控特性也不相同。從控制學(xué)的角度看，不同剛度的系統(tǒng)變工況達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的過渡時(shí)間是不同的，特別是圖8中車鉤間隙處的連接剛度趨于0，且不連續(xù)，欲穩(wěn)定工作自動(dòng)車鉤列車必須要有較長的過渡時(shí)間。以40輛車在平直道運(yùn)行為例，列車從牽引轉(zhuǎn)換至惰行工況達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間，鏈子車鉤列車在2s以內(nèi)，而自動(dòng)車鉤列車需要15s以上的時(shí)間；從惰行轉(zhuǎn)換至牽引工況達(dá)到穩(wěn)定，鏈子車鉤列車2s左右完成，自動(dòng)車鉤列車需要10s以上。眾所周知，控制列車運(yùn)行平穩(wěn)，必須是前次變工況穩(wěn)定后，再進(jìn)行新的變工況操作，否則極易引起列車沖擊，即兩次變工況之間的時(shí)間間隔，必須大于列車系統(tǒng)的過渡時(shí)間。本例中列車由牽引轉(zhuǎn)惰行工況再由惰行轉(zhuǎn)牽引工況之間的間隔時(shí)間，必須大于牽引轉(zhuǎn)惰行工況的過渡時(shí)間，對(duì)于鏈子車鉤列車是2s，自動(dòng)車鉤列車是15s。除列車制動(dòng)機(jī)性能外，自動(dòng)車鉤列車的過渡時(shí)間，主要消耗在全列車車鉤間隙的自行調(diào)整過程，短于過渡時(shí)間進(jìn)行惰行轉(zhuǎn)牽引操作，就會(huì)因車鉤間隙累積效應(yīng)發(fā)生列車的內(nèi)部拉伸沖擊。同理，牽引轉(zhuǎn)惰行工況再由惰行轉(zhuǎn)制動(dòng)工況，如果間隔時(shí)間過短，車鉤間隙來不及調(diào)整，從拉伸狀態(tài)立即轉(zhuǎn)入壓縮狀態(tài)，列車內(nèi)部將發(fā)生壓縮沖擊，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成列車中、后部的輕載車輛脫線。當(dāng)然，列車沖擊的幅值與變工況間隔時(shí)間、變工況速率、線路阻力變化、列車制動(dòng)緩解狀態(tài)、列車裝載、列車長度等因素相關(guān)。鏈子車鉤屬無間隙連接，正常的變工況操縱間隔在2s以上，不需要專門留出車鉤間隙自行調(diào)整時(shí)間。因此，鏈子車鉤列車的受控特性為連續(xù)型，自動(dòng)車鉤列車的受控特性為間斷型。另外，與無間隙車鉤列車不同，有間隙車鉤列車控制技術(shù)中，需要將機(jī)車作為動(dòng)力／制動(dòng)力節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通過平順性考慮。因此，自動(dòng)車鉤列車與鏈子車鉤列車的列車受控特性是不同的。

3.3 無間隙車鉤列車的專有技術(shù)

由上述介紹可以看出，鏈子車鉤列車由于系統(tǒng)過渡時(shí)間短，速度發(fā)生偏差時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整（修正）牽引力或制動(dòng)力，適宜采用自動(dòng)控制技術(shù)中的閉環(huán)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)恒速（定速巡航）控制、自動(dòng)列車控制等。鏈子車鉤列車采用階段緩解制動(dòng)技術(shù)，涉及空電聯(lián)合制動(dòng)、牽引、制動(dòng)連鎖的控制邏輯，以及鏈子車鉤列車在運(yùn)行中基本不存在列車沖擊，缺乏防沖擊設(shè)計(jì)等，這些專有技術(shù)在自動(dòng)車鉤列車上直接使用值得商榷，下面加以討論。

4 討論

4.1 系統(tǒng)過渡時(shí)間與閉環(huán)速度控制技術(shù)

由前所述，鏈子車鉤列車由于系統(tǒng)過渡時(shí)間短，速度發(fā)生偏差時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整（修正）牽引力或制動(dòng)力，適宜采用自動(dòng)控制技術(shù)中的閉環(huán)控制技術(shù)。而自動(dòng)車鉤列車的系統(tǒng)過渡時(shí)間長，速度發(fā)生偏差時(shí)立即修正，會(huì)引發(fā)列車內(nèi)部沖擊，帶來沖擊后果，因此不能直接采用恒速（定速）等閉環(huán)速度控制技術(shù)，需要引進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定環(huán)節(jié)。從理論上講，加入系統(tǒng)穩(wěn)定環(huán)節(jié)后，時(shí)延的影響使自動(dòng)車鉤列車速度的控制精度無法達(dá)到無間隙車鉤列車的控制指標(biāo)。UIC專有的機(jī)車速度自動(dòng)控制技術(shù)不具有自動(dòng)車鉤列車穩(wěn)定所需的過渡時(shí)間，直接在我國使用會(huì)使列車沖動(dòng)加大，對(duì)旅客舒適和貨物裝載不利，還將加大車輛鉤緩裝置的維修量。

4.2 恒速（定速巡航）控制能力問題

UIC列車技術(shù)中有恒速（定速）控制。該技術(shù)的實(shí)施與牽引力／阻力比值相關(guān)，要求恒（定）速時(shí)的牽引力儲(chǔ)備大于線路阻力，恒速下坡時(shí)電制動(dòng)力儲(chǔ)備大于列車坡道下滑力。在歐洲采用恒速控制的列車單機(jī)牽引總重一般在700t以內(nèi)，而我國列車為5 000t以上，牽引力／阻力比值不滿足歐洲的條件，在我國6‰的坡道區(qū)段單憑機(jī)車牽引力或電制動(dòng)力無法實(shí)現(xiàn)貼近線路、信號(hào)允許速度的恒速運(yùn)行。即使在空車上勉強(qiáng)使用，由于不具有自動(dòng)車鉤列車穩(wěn)定所需的過渡時(shí)間，會(huì)帶來車鉤間隙造成的列車沖擊，縮短車輛鉤緩檢修周期。

4.3 空電聯(lián)合制動(dòng)技術(shù)

UIC列車的空電聯(lián)合制動(dòng)技術(shù)是列車制動(dòng)時(shí)，車輛采用空氣制動(dòng)，機(jī)車采用電制動(dòng)。由于UIC列車采用階段緩解制動(dòng)技術(shù)可以方便地用自動(dòng)制動(dòng)閥（大閘）去調(diào)整列車制動(dòng)力，因此，UIC的空電聯(lián)合制動(dòng)在列車制動(dòng)中，機(jī)車制動(dòng)與車輛制動(dòng)連鎖，不允許機(jī)車單獨(dú)緩解。但是在直接緩解制動(dòng)技術(shù)的列車上，沒有階段緩解制動(dòng)的功能，若采用自動(dòng)制動(dòng)閥去緩解列車部分制動(dòng)力（少量充風(fēng)），感覺上列車制動(dòng)力減弱了，實(shí)質(zhì)是列車中個(gè)別車輛制動(dòng)機(jī)被完全緩解失去了制動(dòng)力，并不是階段緩解型制動(dòng)機(jī)的保有制動(dòng)力的階段緩解，其結(jié)果是列車中被緩解的車輛制動(dòng)機(jī)充不上風(fēng)，丟失了再次制動(dòng)的制動(dòng)力。所以在直接緩解制動(dòng)技術(shù)上用自動(dòng)制動(dòng)閥去緩解列車部分制動(dòng)力的做法，屬于違章操作（俗稱"偷風(fēng)"），是被禁止的。因此，在我們的列車上不能用自動(dòng)制動(dòng)閥去緩解列車部分制動(dòng)力。另外，在有間隙車鉤的列車上減弱機(jī)車制動(dòng)力有助于減輕列車壓縮沖擊，因此需要用單獨(dú)制動(dòng)閥（小閘）調(diào)整機(jī)車制動(dòng)力。所以UIC的空電聯(lián)合制動(dòng)功能在國產(chǎn)電力機(jī)車上沒有開通使用。

4.4 列車長度對(duì)空氣制動(dòng)技術(shù)的影響

列車短易于采用階段緩解制動(dòng)技術(shù)。列車的長度決定了列車制動(dòng)管的長度，由于UIC列車編組客車6～12輛、貨車在40輛以內(nèi)，列車較短，當(dāng)列車制動(dòng)管內(nèi)壓力變化時(shí)，壓力梯度較陡，適于采用列車空氣制動(dòng)的階段緩解技術(shù)?？諝庵苿?dòng)的階段緩解技術(shù)是緩解值與充風(fēng)量相關(guān)，即制動(dòng)后充多少風(fēng)就緩解多少制動(dòng)力，緩解充風(fēng)期間始終保持相應(yīng)的制動(dòng)力，列車完全緩解需要列車副風(fēng)缸充至定壓以上，因此UIC列車緩解過程中的再次制動(dòng)不需要特別考慮充風(fēng)狀態(tài)（緩解量與充風(fēng)量相同）［2］。列車完全緩解時(shí)間較長，故階段緩解必須采用自動(dòng)制動(dòng)閥過充技術(shù)。

為了節(jié)省制動(dòng)緩解時(shí)間，長大列車需要采用直接緩解制動(dòng)技術(shù)。當(dāng)列車長度超過50輛后，列車制動(dòng)管內(nèi)壓力變化時(shí)，由于沿程阻力的影響，其30輛以后的列車制動(dòng)管壓力梯度較為平緩，使階段緩解型空氣制動(dòng)機(jī)緩解速度減慢、緩解時(shí)間延長。根據(jù)直接緩解型制動(dòng)機(jī)的特性，只要列車制動(dòng)管壓力較副風(fēng)缸壓力高20～30kPa，不論列車制動(dòng)管壓力是否達(dá)到定壓，車輛制動(dòng)機(jī)將完全緩解，同樣列車長度下，全列車緩解時(shí)間直接緩解型制動(dòng)機(jī)比階段緩解型制動(dòng)機(jī)短，這是長大列車使用直接緩解技術(shù)的原因。而直接緩解技術(shù)必須要等全列車的副風(fēng)缸都充到定壓才能恢復(fù)原有的制動(dòng)力，這就需要再充風(fēng)時(shí)間?？紤]到列車沖擊與過量供給容易產(chǎn)生自然制動(dòng)，直接緩解制動(dòng)不采用自動(dòng)制動(dòng)閥過充技術(shù)（雖然過充技術(shù)可以縮短列車充風(fēng)時(shí)間，但在長大列車制動(dòng)緩解過程中，列車制動(dòng)管壓力梯度前部較陡，兩段制動(dòng)過程中，列車后部車輛副風(fēng)缸未充到定壓再次實(shí)施列車制動(dòng)，列車前后制動(dòng)力差別較大，加上長大列車均采用自動(dòng)車鉤，車鉤間隙累積效應(yīng)將形成大的列車壓縮沖擊；其次，過充技術(shù)使用中容易引發(fā)前部車輛的自然制動(dòng)，這是因?yàn)殚L大列車制動(dòng)緩解過程中，后部車輛副風(fēng)缸未充滿時(shí)，自動(dòng)制動(dòng)閥從過充位移至運(yùn)轉(zhuǎn)位，某些時(shí)刻由于前、后部車輛副風(fēng)缸間形成的空氣降壓速率，會(huì)引發(fā)列車前部車輛制動(dòng)機(jī)的劇減作用，產(chǎn)生自然制動(dòng)）。

4.5 列車系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間

由自動(dòng)車鉤列車系統(tǒng)過渡時(shí)間加上直接緩解型制動(dòng)機(jī)制動(dòng)緩解再充風(fēng)時(shí)間，構(gòu)成了自動(dòng)車鉤列車系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，這是列車控制技術(shù)中的重要參數(shù)。歐洲的300km／h某列控技術(shù)在我國列車試驗(yàn)中無法達(dá)到期望的列車跟蹤通過水平的原因是自動(dòng)車鉤列車系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)長于無間隙車鉤列車系統(tǒng)時(shí)間，影響到了自動(dòng)閉塞分區(qū)的長度及區(qū)間通過能力的實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)檐囥^技術(shù)影響到列車技術(shù)的結(jié)果。

4.6 列車沖擊影響

自動(dòng)車鉤列車與鏈子車鉤列車對(duì)車體強(qiáng)度和車載設(shè)備的要求，主要區(qū)別在承受列車沖擊方面，日常運(yùn)用中鏈子車鉤車輛承受的最大沖擊是調(diào)車連掛壓縮沖擊，而自動(dòng)車鉤車輛不但要承受調(diào)車連掛壓縮沖擊，還要承受運(yùn)行中車鉤間隙累積效應(yīng)造成的拉伸、壓縮沖擊。因此，自動(dòng)車鉤列車車體及其車載設(shè)備耐縱向沖擊的要求高于鏈子車鉤列車，例如在UIC列車上普遍采用無螺紋管接頭，而AAR列車長期沿用螺紋管接頭，就是因?yàn)樽詣?dòng)車鉤列車發(fā)生沖擊頻繁、幅值大，防沖擊要求比UIC列車高，在自動(dòng)車鉤列車上使用UIC列車的無螺紋管接頭容易發(fā)生接頭失效。車載電氣接插件、繼電器接點(diǎn)等耐振要求AAR列車高于歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

自動(dòng)車鉤列車的壓縮沖擊還能引發(fā)列車壓縮失穩(wěn)，將車輛擠出線路或使鋼軌傾覆。因此，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求有別于歐洲鐵路。

4.7 司機(jī)操縱手柄作用方向

值得指出的是車鉤間隙問題導(dǎo)致了UIC與AAR對(duì)司機(jī)操縱手柄（機(jī)車司機(jī)控制器、制動(dòng)機(jī)手柄）作用方向的定義截然相反，鏈子車鉤不存在車鉤連接間隙，列車內(nèi)部沒有車輛速度差、運(yùn)行中基本上沒有沖擊，按照人們樸素的愿望，UIC規(guī)定司機(jī)操縱手柄的作用方向：向前推（遠(yuǎn)離司機(jī)方向）為增加牽引力、減小制動(dòng)力，向后拉（接近司機(jī)方向）為減小牽引力、增加制動(dòng)力；而自動(dòng)車鉤列車存在車鉤間隙累積效應(yīng)，足以使運(yùn)行中的機(jī)車司機(jī)室內(nèi)的物體翻倒，根據(jù)列車調(diào)速制動(dòng)緩解過程中車輛緩解集中、迅速（較階段緩解制動(dòng)機(jī)）產(chǎn)生的沖擊力方向（車輛由后向前沖擊機(jī)車，慣性力方向向后），此時(shí)緩解指令的操縱手柄向后與慣性力方向一致，有利于操縱指令的保持，因此，AAR規(guī)定司機(jī)操縱手柄向后拉為增加牽引力、緩解制動(dòng)力，向前推為減小牽引力、增加制動(dòng)力。后來的事故也證實(shí)：在列車沖突時(shí)由于慣性力方向向前，手柄必然倒向前方，此時(shí)增加牽引力、減小制動(dòng)力是十分危險(xiǎn)的：當(dāng)列車沖突沒有造成脫線或在坡道上仍有溜逸的可能時(shí)，UIC的規(guī)定可能導(dǎo)致二次事故的發(fā)生。UIC在彌補(bǔ)慣性力影響時(shí)，采取減小手柄轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法，將手柄做小、手柄桿做短，甚至改為扳鍵，因扳鍵也受慣性力影響，有的增加了卡摯。按照AAR司機(jī)操縱手柄方向的定義，操縱手柄不必縮小為扳鍵，也不需要增加卡摯。我國列車采用的是自動(dòng)車鉤，存在車鉤間隙累積效應(yīng)造成的列車沖擊，因此，若采用UIC規(guī)定的操縱手柄（機(jī)車司機(jī)控制器、制動(dòng)機(jī)手柄）作用方向定義是不妥的?？磥韺?duì)司機(jī)操縱手柄作用方向的定義，UIC是基于無間隙連接列車的傳統(tǒng)和人們樸素的愿望，缺乏對(duì)列車運(yùn)行慣性力的研究。

4.8 其他

在列車試驗(yàn)中，出現(xiàn)輪重減載率、縱向加速度等指標(biāo)瞬時(shí)超標(biāo)，原因是我們的列車是有車鉤間隙的列車，運(yùn)行中存在列車沖擊的可能，這是我國列車技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)分析試驗(yàn)中指標(biāo)瞬時(shí)超標(biāo)的原因是否與列車沖擊有關(guān)，制訂我國列車動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，客觀評(píng)價(jià)安全指標(biāo)，研究解決此類問題的相關(guān)技術(shù)。

提速客車采用新通過臺(tái)（雨棚）以來，列車沖擊問題凸顯，乘坐人員有所反映。原因是新通過臺(tái)源自無間隙車鉤列車設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)通過臺(tái)相比缺少消除車鉤間隙、張緊車鉤的支力結(jié)構(gòu)，使車鉤間隙累積效應(yīng)造成列車沖擊，降低了乘坐舒適度。

北美鐵道協(xié)會(huì)（AAR）為減小因車鉤間隙造成列車沖擊，采用的技術(shù)值得借鑒：（1）合理減小、改變車鉤間隙，采用減少列車車鉤數(shù)量的技術(shù)等。（2）短編組列車（旅客列車）因起動(dòng)阻力小，車鉤伸張狀態(tài)下列車能夠整列起動(dòng)，因此采用車鉤伸張?jiān)O(shè)施將車鉤自由間隙消除，保證旅客列車運(yùn)行平穩(wěn)。（3）避免車鉤形成間隙累積效應(yīng)，長大重載列車運(yùn)行中使車鉤間隙不劇烈變化，在列車調(diào)速、正常停車中，采用power braking（列車常用制動(dòng)中保持機(jī)車牽引力——牽引制動(dòng)）操縱，類似我國《操規(guī)》對(duì)旅客列車平穩(wěn)操作的要求，此項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)車鉤長大列車平穩(wěn)運(yùn)行，減少斷鉤分離事故，雖然能耗略有增加，但是對(duì)于節(jié)省車鉤緩沖器檢修費(fèi)用、減少貨物特別是貴重貨物運(yùn)輸損失是值得探討的，當(dāng)然對(duì)于機(jī)車乘務(wù)員是需要培訓(xùn)的。鏈子車鉤列車沒有車鉤間隙造成的列車沖擊問題，不存在牽引制動(dòng)操縱的需求，在控制邏輯中有專門的牽引、制動(dòng)連鎖的設(shè)計(jì)。顯然，在自動(dòng)車鉤列車上規(guī)定牽引、制動(dòng)連鎖的控制邏輯是無法進(jìn)行power braking操縱的。

5 結(jié)束語

車鉤技術(shù)構(gòu)成了相應(yīng)的列車技術(shù)，具有不同的特點(diǎn)。無間隙連接的鏈子車鉤能夠使列車更趨近于剛性體，使列車運(yùn)行平穩(wěn)，但列車起動(dòng)質(zhì)量小，適合開行短編組列車，鏈子車鉤列車適于采用階段緩解型制動(dòng)機(jī)，列車受控特性為連續(xù)型，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，列車容易實(shí)施自動(dòng)控制技術(shù)。自動(dòng)車鉤的間隙連接使列車形成多質(zhì)點(diǎn)非完全剛性體，自動(dòng)車鉤的間隙能夠?qū)崿F(xiàn)長大重載列車的起動(dòng)開行，列車的加長導(dǎo)致采用直接緩解型制動(dòng)機(jī)，自動(dòng)車鉤列車受控特性為非線性間隙型，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長，自動(dòng)車鉤列車的控制需將機(jī)車作為動(dòng)力節(jié)點(diǎn)考慮，列車運(yùn)行存在內(nèi)部沖擊的可能，列車控制要考慮車鉤狀態(tài)（間隙）、列車編組、列車制動(dòng)機(jī)狀態(tài)（車輛制動(dòng)機(jī)副風(fēng)缸制動(dòng)緩解后的充風(fēng)狀態(tài)）、列車壓縮穩(wěn)定等因素，因?yàn)橄到y(tǒng)響應(yīng)時(shí)間長，無法達(dá)到無間隙車鉤列車的控制精度，列車控制技術(shù)較無間隙車鉤列車復(fù)雜。

國際鐵路聯(lián)盟（UIC）在電力機(jī)車技術(shù)上先進(jìn)，在客運(yùn)列車的舒適度方面值得我們學(xué)習(xí)和借鑒，其列車技術(shù)基于無間隙車鉤，適于城市軌道交通、地鐵、動(dòng)車組、短編組高速列車，與我國列車有較大的區(qū)別。我國的列車從車鉤、制動(dòng)機(jī)，到列車的編組構(gòu)成、列車編解作業(yè)方式、列車沖擊環(huán)境、工作環(huán)境溫度等，與北美鐵道協(xié)會(huì)（AAR）的情況更為接近?？偨Y(jié)以往的教訓(xùn)，多是在我們的列車上采用了無間隙車鉤的專有技術(shù)造成的。我們應(yīng)該學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，在采集制訂相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在列車控制、機(jī)車控制邏輯、制動(dòng)控制方式、列車壓縮穩(wěn)定、車體強(qiáng)度、軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐沖擊技術(shù)、管路接頭的選擇、機(jī)車操縱手柄作用方向、機(jī)車工作環(huán)境溫度等方面，根據(jù)列車的特性進(jìn)行判別，看其是否符合我國列車的類型和使用環(huán)境。在開行長大列車方面，我們的裝備、控制硬件、操縱方法等借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)可以少走彎路。

［1］維基百科 http：∥en.wikipedia.org／wiki／Railway／＿coupling.

［2］李岳恒.淺談空氣自動(dòng)制動(dòng)的系統(tǒng)問題［J］.鐵道機(jī)車車輛，2004，（5）：36-37.

［3］李岳恒.淺談UIC系統(tǒng)在我國鐵路應(yīng)用的一些問題［J］.鐵道機(jī)車車輛，2005，（6）：21-22.