關于貨物列車制動主管定壓統(tǒng)一問題的探討

張中央，孫中央

（1 鄭州鐵路職業(yè)技術學院 車輛工程學院，河南鄭州450052；2 鄭州鐵路局 機務處，河南鄭州450052）

現(xiàn)行《鐵路技術管理規(guī)程》規(guī)定“旅客列車、行郵行包列車自動制動機主管壓力為600kPa，其他列車為500kPa。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”。據(jù)此，部分鐵路局在《行車組織規(guī)則》中規(guī)定某些區(qū)段的貨物列車制動主管定壓為600kPa，也有些鐵路局沒有這種規(guī)定，大多數(shù)貨運列車的制動主管壓力為500kPa。這就形成了中國鐵路貨物列車制動主管兩種規(guī)定壓力并存的局面，而且已經(jīng)持續(xù)了半個多世紀。近幾年來鐵路管理體制改革步伐加快，貨物列車的機車交路不斷延長，原來幾個貨運短交路合并成一個長交路，跨鐵路局的機車交路增多。這就形成一個貨運機車長交路中存在兩種貨物列車制動主管壓力，在兩種制動主管壓力變更的站點需要調(diào)整機車的制動主管定壓，而中途變更制動主管定壓會給機車運用管理和行車安全帶來諸多不便。為解決這個問題，有一種意見是將全鐵路貨物列車制動主管壓力統(tǒng)一定為600kPa。解決幾十年來貨物列車兩種制動主管壓力并存的問題是一件好事。但統(tǒng)一定為600kPa值得商榷，而統(tǒng)一回歸到500kPa可能是比較科學合理的。貨物列車兩種列車制動主管定壓并存的現(xiàn)狀是一個歷史遺留問題。上世紀50年代，我國客貨列車制動主管壓力均為500kPa。1958年在全國“大躍進”的形勢下，我國旅客列車制動主管壓力也順應潮流一躍成為600kPa，緊跟著部分長大下坡道區(qū)段貨物列車制動主管定壓也躍升到600kPa。后來因為列車制動主管壓力躍升帶來諸多問題，尤其列車車輪擦傷嚴重，一度成為威脅列車安全運行的隱患。據(jù)業(yè)內(nèi)專家稱，通過技術改造，將客車基礎制動裝置的制動倍率適當降低，使客車的閘瓦壓力與相應的制動力仍然與原來列車制動主管壓力500kPa的水平基本相當，問題才得以妥善解決。因為我國貨物列車制動主管定壓多數(shù)是500kPa，故貨物列車基礎制動裝置只能按500kPa的列車制動主管定壓來設計，在600kPa的貨物列車制動主管定壓區(qū)段，緊急制動時由于其制動力過大，車輪擦傷的問題依然存在。

1 600kPa貨物列車制動主管定壓的危害

把貨物列車制動主管壓力提高為600kPa的好處是緊急制動和常用制動最大有效減壓量時列車制動力較大。但貨物列車600kPa的制動主管壓力同時也帶來了很多弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）給貨車制動機基礎制動裝置的設計帶來困難

兩種貨物列車制動主管定壓并存的局面，給設計貨車制動機基礎制動裝置帶來一些困難。從充分利用制動粘著能力，并且不超過制動黏著能力限制考慮，如按600kPa制動主管定壓來設計基礎制動裝置，會使大多數(shù)制動主管定壓500kPa的區(qū)段降低車輛制動力，不能充分利用制動黏著；而如果按500kPa制動主管定壓設計其基礎制動裝置，則會使600kPa制動主管定壓運行區(qū)段緊急制動時的制動力又超過制動黏著限制，容易發(fā)生滑行，擦傷車輪。

（2）容易出現(xiàn)抱死閘而擦傷車輪

因為緊急制動時制動力過大，超過了輪軌間黏著力的限制，容易把車輪抱死而擦傷車輪。多年來，貨物列車車輪踏面發(fā)生不同程度的擦傷，與貨車制動主管600 kPa的定壓有很大關系。普遍出現(xiàn)的車輪擦傷，會增加貨車維修工作量，使運行阻力和機車能耗增加。

（3）加快列車制動主管的漏泄

由于列車制動主管壓力升高，列車制動主管每分鐘漏泄量增加，嚴重時會引起自然制動，給列車運行帶來安全隱患。

（4）車輛制動機充風速度變慢

貨物列車制動主管定壓600kPa的區(qū)段，機車總風缸定壓并沒有提高，提高列車制動主管壓力必然導致車輛制動機充風速度比制動主管定壓500kPa的緩慢。如一列50輛編組的貨物列車，常用制動減壓100kPa，如果是500kPa的制動主管定壓時，副風缸再充風時間93s，而提高為600kPa的制動主管定壓時，副風缸再充風時間則為106s，充風時間延長了14%。這對長大下坡道上運行的貨物列車未必是安全的因素。

（5）始發(fā)列車的初充風時間延長

對始發(fā)列車的初充風來說，600kPa的制動主管定壓的列車不僅充風慢，延長充風時間，從而也就延長了列車的停留時間，而且增加壓縮空氣的用量，延長機車壓縮機工作時間，造成能源浪費。另外，由于列車制動主管定壓提高到600kPa，使連接制動軟管承受過高壓力，易引發(fā)制動軟管爆破等故障。

2 對貨物列車制動主管定壓問題的討論

（1）提高貨物列車制動主管定壓的預期效果并未實現(xiàn)

提高貨物列車制動主管定壓的初衷是為了得到較高的閘瓦壓力（在《技規(guī)》第19表的車輛換算閘瓦壓力表中有具體規(guī)定），較高閘瓦壓力的具體效益應當體現(xiàn)在使列車具有較高的緊急制動限速。但是，現(xiàn)行《技規(guī)》第20表貨物列車緊急制動限速表中規(guī)定的每百噸列車質(zhì)量換算閘瓦壓力最低值，顯然是500kPa制動主管定壓的貨物列車就應該達到的，對600kPa制動主管定壓的貨物列車，這個最低換算閘瓦壓力值理所應當?shù)匾?guī)定得更高一些，然而在《技規(guī)》20表中卻沒有針對600 kPa制動主管定壓的貨物列車每百噸列車質(zhì)量最低換算閘瓦壓力值有所提高，即制動主管定壓600kPa的貨物列車和制動主管定壓500kPa的貨物列車執(zhí)行同樣的緊急制動限速。也就是說，在確定列車緊急制動限速時，600kPa的列車制動主管定壓并沒有派上用場，也就發(fā)揮不出應有的預期效果。

（2）列車制動主管壓力與制動機的結(jié)構參數(shù)必須配套

對于貨物列車保留600kPa的列車制動主管定壓，有一種片面的認識，總覺得列車制動主管定壓越高越好。這可能與20世紀50年代后期中國“大躍進”給國人留下的事事“貪大”、“求高”的思維定式影響有關。由牽引與制動基本理論可知，第一，不論是機車牽引力還是列車制動力并不是越大越好，均不能超過輪軌間黏著能力的限制；第二，列車制動力的大小并不是僅取決于列車制動主管壓力大小，除了閘瓦壓力和閘瓦摩擦系數(shù)之外，還與副風缸和制動缸的容積比、制動缸直徑、制動倍率等制動機基礎結(jié)構參數(shù)有關，列車制動主管壓力必須和這些結(jié)構參數(shù)很好匹配，才能實現(xiàn)最佳的制動效果，即包括制動主管壓力在內(nèi)的一整套制動機參數(shù)所產(chǎn)生的綜合作用，才能達到既產(chǎn)生較大的制動力，又不超過制動黏著限制。貨物列車兩種制動主管定壓并存的現(xiàn)象，使貨車制動機的設計處于兩難境地。造成歷史上這種不正常的現(xiàn)象，并且延續(xù)了50多年，與人們對制動機設計理論認識上的誤區(qū)也不無關系。

（3）列車制動主管壓力應與制動技術相適應

現(xiàn)有貨車的制動機、摩擦材料、控制技術比過去有很大進步，列車制動力也有較大提高。絕大部分貨車上都裝有閘調(diào)器來實現(xiàn)空重車位的自動調(diào)整，同時因制動缸活塞行程超長而造成的制動力衰減現(xiàn)象也不多見。電力機車、內(nèi)燃機車設有的電制動裝置也已普遍使用，貨物列車在長大下坡道上制動調(diào)速不用很大的減壓量就能順利實現(xiàn)。貨物列車緊急制動限速只要不超過《技規(guī)》的規(guī)定值，500kPa制動主管壓力的貨物列車緊急制動距離就不會超過800m。比如，按現(xiàn)行《技規(guī)》第20表，裝用高摩合成閘瓦的貨物列車，列車制動主管壓力500kPa時，其每百噸列車質(zhì)量的換算閘瓦壓力不低于180kN時，在平道上的緊急制動限速已達到87km／h，這已經(jīng)足以滿足當前一個時期貨物列車運行速度的需要。至于長大下坡道區(qū)段，一般都有小半徑曲線，比如20‰的下坡道的最小曲線半徑多為300m，因為曲線半徑的限制，其線路限速不超過70km／h。因此，取消600kPa制動主管定壓，對貨物列車在長大下坡道上的運行速度不會帶來很大限制。從全鐵路的現(xiàn)實情況來看，在《行規(guī)》中規(guī)定貨物列車制動主管定壓600kPa的某些區(qū)段，只有部分鐵路局有此項規(guī)定，多數(shù)鐵路局則沒有此規(guī)定。如沈陽鐵路局對30‰、南昌鐵路局對18‰的長大下坡道，貨物列車一直沿用的是500kPa制動主管壓力，幾十年來也未因此在安全運行上發(fā)生問題。這就證明長大下坡道區(qū)段貨物列車制動主管壓力規(guī)定為600kPa并不是真正必需的。

3 結(jié)束語

貨物列車制動主管壓力定為600kPa弊大于利。如果所有貨物列車制動主管壓力全部規(guī)定為600kPa，上述的幾種弊端可能更加凸顯。其中最大的問題有兩個：第一，貨車車輛輪軌黏著能力沒有采取特別有效的提高措施，制動主管壓力全部提高到600kPa，貨物列車緊急制動時車輪滑行將會增多。為避免發(fā)生大量車輪滑行，可能需要普遍調(diào)整制動傳動裝置杠桿的結(jié)構尺寸，降低貨車的制動倍率，其工作量之大可想而知。如果真的這樣，一方面提高列車制動主管壓力，另一方面又去降低制動倍率，以便使貨車制動力與輪軌間的黏著能力匹配，那么提高制動主管壓力就成了多余。第二，貨物列車制動主管壓力全部規(guī)定為600kPa后，列車制動主管壓力與機車總風缸壓力差減小，機車制動機的供風通路以及機車車輛折角塞門通風孔斷面積并沒有加大，制動后再充風時間必然延長，如果不把機車的總風缸定壓從750～900kPa提高到850～1 000kPa，在長大下坡道上連續(xù)制動時，可能出現(xiàn)充風不足現(xiàn)象，如多次充風不足疊加，司機又是按正常減壓量進行操作的情況下，有可能造成列車失控，存在嚴重的安全隱患。對于客車來說，因為編組輛數(shù)少，用風量少，充風時間短，而且其制動機結(jié)構參數(shù)已經(jīng)是按制動主管壓力600 kPa設計的，這個問題并不嚴重。而對編組輛數(shù)越來越

多的貨物列車，則不得不倍加關注。要提高機車總風缸壓力也不是一件簡單的事，可能還要考慮提高總風缸的機械強度，此外，由于用風量的增加，是否需要提高空氣壓縮機的功率和打風能力等一系列問題要統(tǒng)籌考慮。鑒于貨物列車制動主管壓力統(tǒng)一定為600kPa牽涉問題很多，尤其是對行車安全造成的隱患應當引起注意。為慎重起見，建議鐵道部組織有關機車、車輛、制動機設計、運用方面的專家對這一重大決策的可行性、安全性做出論證和評估，根據(jù)需要做一些專門試驗，加以驗證，然后再作決定，避免給今后安全管理留下隱患。

［1］鐵道部.鐵路技術管理規(guī)程［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］TB／T 1407-1998列車牽引計算規(guī)程［S］.

［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］張中央.列車牽引計算［M］.北京：中國鐵道出版社，2006.