淺析我國駝峰溜放車輛調速系統

曾霞　廖自威　劉逸　姜春梅　龍騰子

摘 要:鐵路編組站對溜放車輛的速度控制是駝峰作業能力和編組站效率的重要標志,也是調車作業的關鍵。我國編組站的調速技術經過三十多年的發展,調速設備和系統不斷改善,為實現編組站的現代化發揮了重要的作用。

關鍵詞:調速原理調速系統減速器

中圖分類號:U284 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0103-01

1 調速過程及原理

當需要解體的列車到達編組站之后,調車機車與車列連掛,將車列推上峰頂平臺,車列在提鉤后進行解體溜放。每鉤車經過駝峰加速坡、中間坡等最后與停留車安全連掛或者在調車線尾部停車。(如圖1）

如圖1所示,機車推送車列至峰頂平臺,摘鉤后,鉤車獲得重力勢能和初動能,即:,車組經過加速坡后能量為:

車組經過第一和第二制動位后能量為:,以此類推……,車組與停留車連掛或者停車。

最后,若,車組與停留車安全連掛;若,車組在調車線尾部停車。

—車組質量,kg;—駝峰的相對高度,m;—摘鉤后初速度,m/s;—考慮車輪轉動慣量的重力加速度,m/s2;—車組在不同區域的速度變化量,其中,m/s;—安全連掛速度,m/s。

對溜放車組調速過程是一個能量轉換的過程。車組在摘鉤時獲得重力勢能和初動能。在溜放的過程中,每鉤車經道岔區的阻力、調速設備阻力、空氣阻力、車輛自身機械阻力等的作用后,能量被消耗,最后與停留車連掛或在調車線尾部停車。

2 我國現階段的調速系統

2.1 點式調速系統

點式調速系統由減速器、雷達測速、測阻、測重、測長、計算機等設備構成。減速器動作機動靈活,車組通過減速器的速度比較高。但該系統對油輪、薄輪等貨車減速器的制動力衰減較大,影響制動效果和作業安全。

2.2 連續式調速系統

2.2.1 股道全減速頂連續調速系統

該系統在駝峰溜放部分不設減速頂,車組通過調車線頭部頂群,將速度降至安全連掛速度。它的優點是設備簡單,對薄輪、大輪、油輪車均可得到較好的減速效果。系統內各頂能獨立工作,個別損壞時不影響全局。但減速頂殘余功過大,危及作業安全,有時會造成堵門,影響駝峰效率。

2.2.2 駝峰全減速頂連續調速系統

該系統從駝峰溜放部分即裝減速頂,使駝峰縱斷面和減速頂結合,對車組進行連續調速,保證車組與停留車安全連掛。該系統車組安全連掛率高,能減少機車下峰整理的時間,提高駝峰工作效率。但對大車組較多、空重混合的車流作業比較困難。頂群長度對調車組有效長影響較大,機動性較差。

2.2.3 微機可控頂連續式調速系統

它的優點是克服了普通減速頂在調速過程中線路變化、氣候條件等不利因素的影響。可控減速頂在失去控制時可導向作業安全,可作駝峰全減速頂調速系統使用。

2.3 點連式調速系統

2.3.1 駝峰減速器—減速頂點連式調速系統

該系統借助車場減速器進行短距離打靶,使溜放車組以5～10km/h的速度進入減速頂控制區,使難、易行車保持連續速度溜行,直到與停留車安全連掛。該系統將減速器和減速頂兩種調速設備結合,減速器可根據溜放車組的走行性能進行變速控制,在減速頂控制的區段,可使車輛實現安全連掛。

2.3.2 減速器—推送小車點連式調速系統

該系統利用半自動控制的車場減速器對車組實行“允留打靶天窗”,根據溜放車組的走行性能進行變速控制,使車組與停留車安全連掛,由設在減速器后的推送小車負責推送整理,直到全部安全連掛。

點連式調速系統是我國編組站普遍使用的調速系統,使用該系統可以達到較高推峰速度,提高駝峰作業效率。

3 我國編組站減速器調速技術及問題

3.1 我國常用的減速器調速方式

我國減速器速度控制方式主要采用兩種。一是“攔頭制動”法,該方法占用減速器的時間長,車組通過減速器的平均速度低,不利于提高駝峰作業效率;另一種方式是“放頭攔尾”法,減速器先置于緩解位,當車組通過減速器時,先放過車組的部分軸數,當減速器剩余的制動能高稍高于車組需要消耗的能高時,減速器對車組采取制動。使用該方法車組在減速器上具有較大的平均速度,能提高駝峰的能力。

3.2 減速器調速技術存在的問題

3.2.1 減速器參數設置問題

鐵路貨運向著高速和重載發展,現階段的調速系統對重載車輛的速度控制問題日益突出,主要表現在調速器的參數設置問題。減速器的計算出口速度主要由減速器制動能高、車輛軸重和車輛速度決定,而減速器設計時是針對軸重為21t的車設計的,設計參數難以滿足軸重為23t車的制動需要。

3.2.2 減速器制動能高問題

現階段減速器的制動能高滿足不了重載的需要。減速器的計算出口速度確定了“放頭攔尾”開始控制軸數,并根據車組的能高來計算放頭軸數,由于車組軸重增加,造成出口速度偏高。如果減少放頭軸數,減速器對車組速度控制的機械強度不夠,將造成減速器的損壞。

3.3 減速器調速方式的改善

為改善調速系統的控制參數對重載不適應問題,應根據軸重情況更改、細化參數,提高速度控制精度。能高不足問題可通過增加減速器單位制動能高或者增加減速器的長度來提高減速器整體的能高。國外主要采用“均衡制動”法進行制動,當車組還未進入減速器時減速器已處于制動狀態,當車組降到計算出口速度時才進行緩解。“均衡制動”是較為科學的制動方法,但因我國減速器等級不可調,這種調速方式不適用。

4 結語

我國編組站的調速系統經過三十多年的發展,已經從采用手閘、鐵鞋等制動到現在的連續式、點連式調速系統,編組站的能力和效率得到了大幅度的提高,為我國的鐵路運輸和國民經濟的發展做出了重大的貢獻。