提速對貨車的影響分析及檢修建議

秦忠義

（太原軌道交通裝備有限責(zé)任公司，山西 太原 030009）

0 引言

近年來，我國鐵路貨車經(jīng)過創(chuàng)新與實踐，實現(xiàn)了提速、重載兩大跨越，技術(shù)水平快速提升，鐵路運輸能力及運輸效率顯著提高。通用貨車載重實現(xiàn)了由60t級向70t級的全面升級換代，對50多萬輛既有60t級貨車實施了提速改造，現(xiàn)有運輸貨車基本具備了提速運行的條件。

2006年，我國進行了貨車時速120km／h提速可靠性試驗，并對試驗中暴露出的問題進行了改進設(shè)計。試驗結(jié)果表明，既有提速貨車在滿足制造、改造等相關(guān)技術(shù)要求下，具備了120km／h提速運用的條件，可以滿足120km／h提速運行要求，具有較好的動力學(xué)性能。但是由于提速后車輛鉤緩、輪對和制動故障均會有所上升，同時沒有在實際運行中普遍實踐，因此在貨車提速前必須充分分析提速對貨車的影響，并預(yù)先采取有效措施進行應(yīng)對。

1 提速后對貨車安全的影響及分析

1.1 增加車鉤緩沖裝置的故障

既有60t級貨車裝用B級鋼鑄造車鉤和鉤尾框，在提速后其裂損故障會顯著增加，可能對貨車運行安全產(chǎn)生一定的影響。原因主要有以下幾方面：

（1）既有60t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框本身的強度不足。我國既有60t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框仍然有部分為B級鋼，其靜拉強度約為2 400kN～2 600kN，如果考慮其表面質(zhì)量、鑄造缺陷等因數(shù)，其最弱處的抗疲勞強度將更低。我國目前貨物編組重量一般在5 000t以上，要求車鉤緩沖裝置的靜拉破壞強度在2 700kN以上，因此，原來采用B級鋼材質(zhì)的車鉤緩沖裝置的自身強度不能滿足提速運行的要求。

（2）提速后會加劇列車的縱向作用力。我國鐵路貨車裝用的制動機基本為120型制動機，但重載列車編組數(shù)量和編組車型較多，各車制動機發(fā)生作用的同步性仍然有一定差異。列車提速后，由于車輛的慣性力比低速時大，加上混編列車中各連掛車輛在空重狀態(tài)的制動率不同，會導(dǎo)致各車減速度的差異，造成車輛之間的縱向沖動和列車縱向力加大。

（3）提速后如果機車操縱不當(dāng)也會加劇列車縱向力。我國的機車型號較多，目前貨車的牽引普遍使用電力機車，其功率比過去的內(nèi)燃機車大許多。列車從靜態(tài)啟動或緩解加速時，如果在尚未完全緩解的情況下將制動閥的手柄置于運轉(zhuǎn)位，可能會導(dǎo)致部分緩解靈敏度差的車輛無法及時緩解，在運行中處于半抱閘狀態(tài)，加大了列車的縱向沖擊力。

（4）部分超期服役的車鉤、鉤尾框抗拉強度降低。因部分超期服役的車鉤、鉤尾框使用時間較長，抗拉強度會降低，在貨車縱向力增大的情況下有可能會發(fā)生裂紋、斷裂等故障，影響行車安全。

1.2 增加輪對踏面的擦傷和剝離故障

貨車提速后，因輪軌動作用力加大，使踏面的受力狀況惡化，會增加輪對踏面的擦傷和剝離故障，同時也會引起滾動軸承故障的上升，從而增加列檢所的工作量，加大列車的摘車修理數(shù)量。輪對故障增加的主要原因有：

（1）各連掛車輛制動機對緊急制動作用的反應(yīng)速度不同。當(dāng)列車緊急制動時，由于混編連掛車輛制動機的反應(yīng)速度不相同，會造成列車中各車輛的起始制動時間和緩解時間不一致，最先制動的車輛就容易出現(xiàn)踏面擦傷和剝離的故障。在列車提速后，施行緊急制動的次數(shù)可能會增加，會導(dǎo)致踏面擦傷和剝離的故障增加。

（2）車輪的制動熱負(fù)荷會顯著增加。列車提速后，為了及時停車或減速，必須施加更大的制動力，車輪的制動熱負(fù)荷會顯著增加，從而增加輪對擦傷與剝離的故障。

（3）空車滑行概率會加大。輪軌的黏著系數(shù)隨列車運行速度的增加而下降，因此貨車提速后，將會出現(xiàn)因不良黏著狀態(tài)而導(dǎo)致空車滑行，使車輪擦傷故障顯著增加。

（4）輪對承受的垂直動載荷會增加。車輛的垂向動載荷與運行速度呈線性關(guān)系，當(dāng)列車提速后，輪對承受的垂直動載荷會增加，從而使鋼軌與輪對間的接觸應(yīng)力增大，同時隨著提速后車輪的轉(zhuǎn)動加快，車輪承受的疲勞載荷頻率加快，將使車輪踏面的疲勞壽命減少，因此踏面的剝離故障會增加。

1.3 制動系統(tǒng)的故障增多

根據(jù)我國貨車長期運行經(jīng)驗，當(dāng)列車提速后，制動系統(tǒng)的故障（如制動抱閘、制動梁裂損等）可能會增加，原因有以下幾方面：

（1）貨車提速后制動熱負(fù)荷會增加，導(dǎo)致制動配件的作用力加大。采用鑄鐵閘瓦的貨車制動機的軸制動功率限值僅為244kW，采用合成閘瓦時為340kW。隨著我國貨車的重載與提速技術(shù)的發(fā)展，貨車制動系統(tǒng)的設(shè)計與運用必須考慮制動熱負(fù)荷的影響。由于制動負(fù)荷與速度成平方關(guān)系，因此當(dāng)既有貨車從80km／h提速到100km／h后，在緊急制動距離不變的情況下其制動負(fù)荷約增加50%，會顯著增加制動力，而過高的制動力可能會導(dǎo)致空車擦傷車輪，并增加其他制動配件發(fā)生故障的概率。

（2）受緊急制動距離的限制，會顯著增加制動熱負(fù)荷。受原有緊急制動距離800m的限制，貨車提速后車輪制動熱負(fù)荷會顯著增加，如果要求不增加制動熱負(fù)荷，必須延長貨車的緊急制動距離。目前我國70t級貨車在120km／h初速下的緊急制動距離限值已延長到1 400m。由于制動熱負(fù)荷對輪瓦作用會產(chǎn)生不利影響，在提速前需要按最不利條件進行制動熱負(fù)荷的校核。

（3）列車提速會增加制動空走距離。我國現(xiàn)有貨物列車的編組重量普遍在5 000t左右，編組數(shù)量達(dá)到了60輛以上，因此提速后會增加列車制動空走距離。為了在規(guī)定的制動距離內(nèi)停車，在機車制動時需要比提速前有一定的操作提前量。

（4）制動裝置的使用頻率會提高。貨車提速后，制動裝置的使用頻率會提高，從而提高制動配件出現(xiàn)故障的概率。

1.4 車體和底架附屬件故障會增多

貨車提速后，由于列車縱向沖動和垂向動載荷會加大，一定會導(dǎo)致車體和底架附屬件故障增多。

2 檢修建議

2.1 加強貨車檢修工作

貨車提速后，由于運用工況進一步惡化，因此必須提高貨車檢修質(zhì)量，將檢修規(guī)程規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為檢修工作的最低標(biāo)準(zhǔn)，以提高貨車檢修質(zhì)量。

2.2 對不適應(yīng)提速運行的零部件進行更新改造

由于貨車提速后會直接或間接引起制動和鉤緩裝置的故障，因此在提速前必須對不適應(yīng)提速運行的制動裝置和鉤緩裝置進行更新改造，積極推進制動和鉤緩裝置的更新?lián)Q代，如用E級鋼鍛造鉤尾框取代鑄造鉤尾框，用E級鋼材質(zhì)的車鉤取代B級鋼或C級鋼車鉤。

2.3 統(tǒng)一運用貨車轉(zhuǎn)向架種類

可利用報廢車拆解下的轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架配件，加快對裝用轉(zhuǎn)8B（轉(zhuǎn)8AB）型轉(zhuǎn)向架既有貨車換裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的檢修改造，以提高貨車運行品質(zhì)，同時可統(tǒng)一運用貨車轉(zhuǎn)向架種類，方便檢修與維護，更好地滿足貨車提速需要。

2.4 嚴(yán)格除銹和探傷檢查

進一步加強車鉤緩沖裝置、走行部大部件的除銹和探傷檢查工作，杜絕漏探和漏檢現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5 加強貨車的臨修工作

由于提速后貨車臨修故障會增加，因此應(yīng)加強貨車臨修故障處理能力建設(shè)，完善貨車臨修作業(yè)條件和工裝設(shè)施，使主要列檢作業(yè)場所具備貨車站修能力。同時要加強臨修故障的搶修，使貨車臨修故障得到及時處理，全面適應(yīng)全天候處理臨修故障的需要。