淺析我國駝峰溜放車輛調(diào)速系統(tǒng)

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(yè)能力和編組站效率的重要標(biāo)志,也是調(diào)車作業(yè)的關(guān)鍵。我國編組站的調(diào)速技術(shù)經(jīng)過三十多年的發(fā)展,調(diào)速設(shè)備和系統(tǒng)不斷改善,為實現(xiàn)編組站的現(xiàn)代化發(fā)揮了重要的作用。

關(guān)鍵詞:調(diào)速原理調(diào)速系統(tǒng)減速器

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

1 調(diào)速過程及原理

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

如圖1所示,機(jī)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(jīng)過加速坡后能量為:

車組經(jīng)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(diào)車線尾部停車。

—車組質(zhì)量,kg;—駝峰的相對高度,m;—摘鉤后初速度,m/s;—考慮車輪轉(zhuǎn)動慣量的重力加速度,m/s2;—車組在不同區(qū)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(diào)速過程是一個能量轉(zhuǎn)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(jīng)道岔區(qū)的阻力、調(diào)速設(shè)備阻力、空氣阻力、車輛自身機(jī)械阻力等的作用后,能量被消耗,最后與停留車連掛或在調(diào)車線尾部停車。

2 我國現(xiàn)階段的調(diào)速系統(tǒng)

2.1 點式調(diào)速系統(tǒng)

點式調(diào)速系統(tǒng)由減速器、雷達(dá)測速、測阻、測重、測長、計算機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。減速器動作機(jī)動靈活,車組通過減速器的速度比較高。但該系統(tǒng)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(yè)安全。

2.2 連續(xù)式調(diào)速系統(tǒng)

2.2.1 股道全減速頂連續(xù)調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)在駝峰溜放部分不設(shè)減速頂,車組通過調(diào)車線頭部頂群,將速度降至安全連掛速度。它的優(yōu)點是設(shè)備簡單,對薄輪、大輪、油輪車均可得到較好的減速效果。系統(tǒng)內(nèi)各頂能獨(dú)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(yè)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(xù)調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)從駝峰溜放部分即裝減速頂,使駝峰縱斷面和減速頂結(jié)合,對車組進(jìn)行連續(xù)調(diào)速,保證車組與停留車安全連掛。該系統(tǒng)車組安全連掛率高,能減少機(jī)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(yè)比較困難。頂群長度對調(diào)車組有效長影響較大,機(jī)動性較差。

2.2.3 微機(jī)可控頂連續(xù)式調(diào)速系統(tǒng)

它的優(yōu)點是克服了普通減速頂在調(diào)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(dǎo)向作業(yè)安全,可作駝峰全減速頂調(diào)速系統(tǒng)使用。

2.3 點連式調(diào)速系統(tǒng)

2.3.1 駝峰減速器—減速頂點連式調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)借助車場減速器進(jìn)行短距離打靶,使溜放車組以5～10km/h的速度進(jìn)入減速頂控制區(qū),使難、易行車保持連續(xù)速度溜行,直到與停留車安全連掛。該系統(tǒng)將減速器和減速頂兩種調(diào)速設(shè)備結(jié)合,減速器可根據(jù)溜放車組的走行性能進(jìn)行變速控制,在減速頂控制的區(qū)段,可使車輛實現(xiàn)安全連掛。

2.3.2 減速器—推送小車點連式調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)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(jù)溜放車組的走行性能進(jìn)行變速控制,使車組與停留車安全連掛,由設(shè)在減速器后的推送小車負(fù)責(zé)推送整理,直到全部安全連掛。

點連式調(diào)速系統(tǒng)是我國編組站普遍使用的調(diào)速系統(tǒng),使用該系統(tǒng)可以達(dá)到較高推峰速度,提高駝峰作業(yè)效率。

3 我國編組站減速器調(diào)速技術(shù)及問題

3.1 我國常用的減速器調(diào)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(yè)效率;另一種方式是“放頭攔尾”法,減速器先置于緩解位,當(dāng)車組通過減速器時,先放過車組的部分軸數(shù),當(dāng)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(diào)速技術(shù)存在的問題

3.2.1 減速器參數(shù)設(shè)置問題

鐵路貨運(yùn)向著高速和重載發(fā)展,現(xiàn)階段的調(diào)速系統(tǒng)對重載車輛的速度控制問題日益突出,主要表現(xiàn)在調(diào)速器的參數(shù)設(shè)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(shè)計時是針對軸重為21t的車設(shè)計的,設(shè)計參數(shù)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(xiàn)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(shù),并根據(jù)車組的能高來計算放頭軸數(shù),由于車組軸重增加,造成出口速度偏高。如果減少放頭軸數(shù),減速器對車組速度控制的機(jī)械強(qiáng)度不夠,將造成減速器的損壞。

3.3 減速器調(diào)速方式的改善

為改善調(diào)速系統(tǒng)的控制參數(shù)對重載不適應(yīng)問題,應(yīng)根據(jù)軸重情況更改、細(xì)化參數(shù),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(jìn)行制動,當(dāng)車組還未進(jìn)入減速器時減速器已處于制動狀態(tài),當(dāng)車組降到計算出口速度時才進(jìn)行緩解。“均衡制動”是較為科學(xué)的制動方法,但因我國減速器等級不可調(diào),這種調(diào)速方式不適用。

4 結(jié)語

我國編組站的調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過三十多年的發(fā)展,已經(jīng)從采用手閘、鐵鞋等制動到現(xiàn)在的連續(xù)式、點連式調(diào)速系統(tǒng),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(yùn)輸和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)。