貨物列車制動主管定壓在高寒地區的適應性研究*

段明民， 楊 欣， 王京波

(1 中國鐵道科學研究院 研究生部， 北京 100081；2 中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所， 北京 100081)

貨物列車制動主管定壓在高寒地區的適應性研究*

段明民1，2， 楊 欣2， 王京波2

(1 中國鐵道科學研究院 研究生部， 北京 100081；2 中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所， 北京 100081)

針對高寒地區漏泄量允許值增加到40 kPa/min時的貨物列車制動性能進行了一系列試驗，分析了不同列車主管定壓對漏泄值增大情況下的適應性。試驗結果表明：在相同的漏泄條件下，列車制動主管設置定壓為600 kPa會使得其漏泄量較定壓500 kPa時更大；高寒地區漏泄量偏大條件下，不同制動主管定壓對列車制動能力的影響較小，在制動調速和常用全制動停車時其性能表現基本一致。

貨物列車； 主管定壓； 高寒地區； 試驗研究

在高寒地區的冬季，列車制動管系漏泄超過規定標準的問題時有發生，且難于處理，容易導致列車不能按時發車，干擾運輸秩序。為保證高寒地區冬季低溫條件下的貨物列車運行秩序，減少因漏泄值超限導致的列車發車延誤，有關部門建議：在高寒地區，當列車制動管系漏泄允許值≤40 kPa/min時可允許貨物列車開行。

高寒地區由于寒冷引起列車制動管系氣密性能降低，造成列車管漏泄量增大。而在既有線路上部分鐵路局分別采用列車制動主管定壓500 kPa 和定壓600 kPa，因此有必要研究列車制動主管定壓對漏泄允許值增加到40 kPa/min時的適應性。

通過在高寒地區的列車對比試驗，研究和分析了不同列車制動主管定壓在高寒地區的制動性能和差異。

1 試驗過程

試驗通過分別在不同位置的多個貨車列車主管上設置漏泄點，模擬由于高寒地區造成的漏泄量增大現象。

1.1 靜態試驗

靜態試驗在1∶1制動試驗臺進行，采用JZ-7制動操縱臺+60輛貨車的配置進行試驗；在編組列車中任意設置不超過6%的關門車。采用不同制動主管定壓進行(1)氣密性試驗；(2)感度試驗；(3)安定試驗；(4)持續一定時間的保壓試驗；(5)緊急制動試驗，并測試列車制動系統的下列參數：

①列車壓力梯度；②列車各車制動缸的壓力分布；③列車各車制動缸的升壓時間；④緩解和再充風時間。

1.2 運行試驗

運行試驗列車采用為DF4B機車牽引5 000 t編組的形式，試驗過程中未使用電制動。試驗的線路區間為哈爾濱鐵路局濱洲線海拉爾東站至博克圖站，試驗期間的環境溫度為-26℃～-19℃，在試驗線路上分別進行以下試驗：

(1) 列車調速制動試驗

試驗列車在海拉爾東站至博克圖站運行一個往返，其中興安嶺站至博克圖站區間長度約為22 km(K563～K539下行方向，短鏈約2 km)，線路區間內為連續長大下坡道，坡度為13‰～16‰。試驗時按照哈爾濱鐵路局的五閘五停操縱方法進行下嶺操作，監測列車在線路上的各項制動性能參數。

(2) 列車制動停車試驗

試驗列車在卓山至免渡河區間K649+800處進行常用全制動停車試驗，在K639處進行緊急制動停車試驗，制動初速度80 km/h，測試列車的制動距離是否符合技術規程要求。

2 試驗結果及分析

2.1 制動靜態性能對比

在相同的漏泄點數量和分布情況下，列車管定壓500 kPa時氣密性試驗測得的漏泄值會比定壓600 kPa時測得的漏泄值更小。說明對同一列車而言，定壓500 kPa會比定壓600 kPa有更優的氣密性能。

我們將列車制動性能分解為制動、保壓和緩解3個過程進行比較。表1～表3是列車主管不同定壓下的制動靜態性能對比。

表1 制動過程列車管定壓500 kPa和定壓600 kPa的制動靜態性能對比

表2 保壓過程列車管定壓500 kPa和定壓600 kPa保壓過程性能對比

表3 緩解過程列車管定壓500 kPa和定壓600 kPa緩解過程性能對比

在高寒地區漏泄量增大的情況下，漏泄加快了全列排風的速率，但對于不同的列車管定壓而言，各車輛的出閘時間仍然基本相同，減壓量相同時各車的制動缸壓力也基本相當，定壓600 kPa時的有效減壓量比定壓500 kPa高，制動力相對較大的特點沒有發生變化。

對于保壓過程，由于漏泄量的增加，使列車主管壓力仍然處于持續下降的狀態，因此制動缸也處于持續上升的過程。因此在感度試驗和持續保壓試驗的保壓過程中，各車的制動缸壓力仍然持續增長，漏泄量相當時制動缸壓力增長的程度也相當，僅受到不同定壓時的制動缸最高壓力限制。

緩解時各測試斷面的開始緩解時間基本相同，全列的充風時間受到緩解時的初始壓力影響，當初始壓力低時，充風時間相對更長；對于不同的列車主管定壓，其初始壓力相同，漏泄量也相當時，其充風時間也基本一致。

2.2 制動運行性能比較

(1) 調速制動性能

列車在長大下坡道運行時, 為使列車運行速度不超過線路限速，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。而哈爾濱鐵路局濱洲線興安嶺至博克圖區間由于線路坡度大，采用的是每次制動停車后再緩解的操縱辦法進行調速，試驗結果見表4。

在兩種定壓的列車運行試驗過程中，均未發現試驗列車發生意外緊急、意外制動和自然緩解現象，列車制動力未見明顯衰減。

從興安嶺下嶺五閘五停的試驗數據來看，列車實施最小減壓制動，但由于列車管漏泄量較大，使列車管壓力持續降低，列車制動力持續增加，列車制動距離均比操縱示意圖預計的制動距離短；在下嶺過程中，由于線路坡道較大，列車速度增加較快，充風時間稍顯不足，第二閘、第三閘在定壓500 kPa時尾部風壓充至472 kPa，在定壓600 kPa時尾部風壓充至574 kPa，而第四閘制動時列車管尾部壓力已充至定壓。第五閘由于已經接近站場，為避免長時間占用區間及滿足進站限速要求，列車提前下閘以滿足運行要求。

從兩種定壓的實施效果來看，列車均存在欠壓的情況，定壓對列車制動能力的影響不明顯。在興安嶺至博克圖區間坡度為14‰～16‰的情況下，列車充風緩解時間均略嫌不足，使列車的再制動能力有部分損失。本次試驗在下嶺過程中未使用機車電制動，在實際運用過程中，可使用機車電制動進一步調速，控制列車速度的上升，使列車獲得更多充風時間。

表4 興安嶺至博克圖區間運行試驗結果

(2) 列車制動停車距離對比

試驗分別采用常用全制動停車和緊急制動停車的方法對不同定壓的制動距離進行對比。試驗結果見表5。

表5 常用全制動和緊急制動停車試驗結果

在列車管定壓為500 kPa和600 kPa兩次運行試驗中，初速度80 km/h的列車緊急制動距離分別為576,622 m，折算制動距離592,634 m，均符合《鐵路技術管理規程》第203條中規定的貨物列車緊急制動距離限值800 m的要求。由于緊急制動施加時，列車主管的壓力快速排至零，因此，高寒地區漏泄量的增加對緊急制動停車沒有影響，定壓600 kPa時由于全列制動力高于定壓500 kPa時的制動力，制動距離也相對較短。

值得注意的是，由于試驗列車初速度僅為80 km/h，實施常用全制動停車時，由于列車管減壓速率較慢，全列的制動力增長較慢，當列車速度降至約20 km/h時，定壓600 kPa時的列車制動力才高于定壓500 kPa時的列車制動力，此時對制動距離的影響已很微弱。因此，不同列車制動主管定壓在常用全制動停車試驗中的表現亦不明顯。

3 結論及建議

(1) 在相同的漏泄條件下，列車制動主管設置定壓為600 kPa會使得其漏泄量較定壓500 kPa時更大；

(2) 高寒地區漏泄量偏大條件下，不同制動主管定壓對列車制動能力的影響較小，在制動調速和常用全制動停車時其性能表現基本一致。

鑒于列車制動主管定壓不統一在我國鐵路貨車運用過程中造成了諸多問題，建議加大力度進一步開展列車制動主管定壓研究。

[1] 夏寅蓀，吳培元，等. 120型空氣制動機[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[2] TB/T 1492-2002鐵道車輛制動機單車試驗方法[S].北京：中國鐵道出版社，2002.

[3] TB/T 2555-1995車輛制動機列車試驗方法[S].北京：中國鐵道出版社，1996.

[4] 中國鐵路總公司. 鐵路技術管理規程:鐵總科技[2014]172號[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[5] TGCL 113-2010 鐵路貨車運用維修規程[S].北京：中國鐵道出版社，2010.

Adaptability of the Set Pressure of Freight Train Brake Pipe in the Alpine Region

DUANMingmin1,2，YANGXin2,WANGJingbo2

(1 Technology Research College, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China;2 Locomotive & Car Reseaech Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

Aimed at the condition that allowable value of the leakage of train brake pipe is increased to 40 kPa/min in alpine region，a series of test is carried out for the brake performance of freight train, and the adaptation about different train pipe set pressure is analysed. Test results show that: in the same condition of leak, when the pressure of train brake pipe pressure set to 600 kPa, the leakage will greater than that pressure set to 500kPa; in the condition of the allowed leakage increased in alpine area, given different brake pipe set pressure has little effect on the train braking ability, the performance is basically identical when speed control and full service brake parking.

freight train; the set pressure of train pipe; alpine region; experimental research

1008-7842 (2015) 06-0028-04

*中國鐵路總公司科技研究開發計劃項目(2013J007-B)

)男，副研究員(

2015-05-22)

U272

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.06.07