鐵路貨車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)用中多發(fā)故障分析

何正武，張 壘

(中國(guó)鐵路烏魯木齊局集團(tuán)有限公司庫(kù)爾勒車(chē)輛段， 新疆 庫(kù)爾勒 841000)

0 前 言

在一定層面上，鐵路貨車(chē)的制動(dòng)能力直接影響其運(yùn)行效率。當(dāng)前的鐵路貨車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)輸能力主要是指貨車(chē)的貨運(yùn)能力以及列車(chē)的通過(guò)率。當(dāng)前形勢(shì)下，我國(guó)的很多貨車(chē)都采用了加速改造，貨車(chē)的運(yùn)行速度由原來(lái)的70～80 km/h提升到了現(xiàn)在的1 20 km/h左右，但是在提速之后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問(wèn)題并沒(méi)有減小，反而由于提速的原因造成了嚴(yán)重的鐵路秩序干擾，影響了鐵路運(yùn)輸效率。

近些年在鐵路運(yùn)輸中推出了很多的新技術(shù)和車(chē)輛，車(chē)輛的日常維修和檢修項(xiàng)目也是越來(lái)越復(fù)雜，技術(shù)含量也是越來(lái)越高。為此，車(chē)輛段和列檢所必須要提高自身的維修認(rèn)知，提高檢修車(chē)輛的新技術(shù)和新知識(shí)，保障車(chē)輛能夠安全運(yùn)行，為鐵路事業(yè)的發(fā)展提供良好的保障。在冬季天氣比較寒冷的情況下，很多貨車(chē)可能會(huì)出現(xiàn)一些制動(dòng)不良的現(xiàn)象，嚴(yán)重干擾運(yùn)輸秩序，針對(duì)當(dāng)前鐵路運(yùn)輸中出現(xiàn)最多的問(wèn)題，通過(guò)認(rèn)真分析其原因，找到了一些常見(jiàn)的制動(dòng)影響因素，提出了一些能夠減小制動(dòng)影響的措施，希望能夠有所幫助。

1 鐵路貨車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成

車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)是指在車(chē)輛上面安裝的用來(lái)進(jìn)行制動(dòng)和緩解車(chē)輛速度的一種裝置，在車(chē)輛設(shè)備制動(dòng)的類(lèi)型中，主要包括以下三種結(jié)構(gòu)：空氣制動(dòng)機(jī)、人力制動(dòng)機(jī)和基礎(chǔ)制動(dòng)機(jī)三部分。通常，我們把空氣制動(dòng)機(jī)部分稱作為車(chē)輛制動(dòng)機(jī)，列車(chē)制動(dòng)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)和緩解的作用。制動(dòng)系統(tǒng)的主要作用是防止列車(chē)在行駛中能夠正常地加減速或者停車(chē)，確保列車(chē)運(yùn)行安全。

2 鐵路貨車(chē)制動(dòng)方式

制動(dòng)方式指的是，制動(dòng)時(shí)列車(chē)所產(chǎn)生的動(dòng)能如何轉(zhuǎn)移的方式或制動(dòng)力如何地獲取的方式。

當(dāng)前貨車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，我國(guó)鐵路貨車(chē)的行駛速度不超過(guò)120 km/h的制動(dòng)方式基本都是采用了閘瓦摩擦的制動(dòng)形式，主要是由于此種制動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制動(dòng)效果良好并且方便控制等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)不超過(guò)25 t軸重的載重貨車(chē)列車(chē)在速度不超過(guò)120 km/h的時(shí)候就采用此種制動(dòng)方式。

2.1 制動(dòng)機(jī)

制動(dòng)機(jī)主要包括三種，空氣制動(dòng)機(jī)、電控制動(dòng)機(jī)和真空制動(dòng)機(jī)。空氣制動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)源是壓力空氣，其操作的基本介質(zhì)也是壓力空氣，使用起來(lái)比較方便，同時(shí)也是世界各國(guó)使用最多的制動(dòng)系統(tǒng)之一。電控制動(dòng)系統(tǒng)相比于空氣制動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制動(dòng)波速較高，列車(chē)前后的制動(dòng)效果和緩解效果比較一致，具有良好的機(jī)動(dòng)性能，但是只是使用在機(jī)動(dòng)車(chē)上面。真空制動(dòng)機(jī)的主要操作原理是通過(guò)真空來(lái)改變壓力，由于真空壓力等因素的影響，在制動(dòng)裝備的制造中需要較粗的制動(dòng)管和制動(dòng)缸，由于這種特點(diǎn)，真空制動(dòng)裝置在鐵路貨車(chē)制動(dòng)的安裝上不是很常見(jiàn)。

2.2 鐵路貨車(chē)基礎(chǔ)制動(dòng)應(yīng)具備的條件

鐵路貨車(chē)的制動(dòng)裝置是保證貨車(chē)能夠順利制動(dòng)的關(guān)鍵因素，是保證其他車(chē)輛能夠順利通行的基本條件?；镜闹苿?dòng)裝置需要具備以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

1)制動(dòng)缸的制動(dòng)能力需要一些基本設(shè)備進(jìn)行傳輸，并且要保證能夠順利均勻地傳輸?shù)矫恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)上，也要具備基本的放大功能，能夠把制動(dòng)力成倍進(jìn)行放大，基礎(chǔ)裝置是整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)中最基本也是最重要的一個(gè)裝備，在貨車(chē)發(fā)生制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)裝置產(chǎn)生的制動(dòng)力經(jīng)過(guò)放大之后均勻地傳到每一個(gè)軸瓦上面，實(shí)現(xiàn)貨車(chē)的制動(dòng)效果。

2)貨車(chē)的制動(dòng)效果要具有較高的傳動(dòng)效率。在列車(chē)發(fā)生制動(dòng)過(guò)程中，由于基礎(chǔ)裝置和其他的一些組件進(jìn)行工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦，造成不必要的功率損失，這樣導(dǎo)致實(shí)際傳到軸瓦上面的制動(dòng)力就相應(yīng)的減小。鐵路火車(chē)的制動(dòng)力是指按照理論傳輸?shù)矫恳黄S瓦上面的制動(dòng)力效果體現(xiàn)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮以上因素，盡可能降低制動(dòng)裝置在制動(dòng)過(guò)程中的能量損失，使得制動(dòng)效果能夠最大化的體現(xiàn)，提高貨車(chē)的制動(dòng)效果。

3)鐵路貨車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中需要不受動(dòng)力變化而進(jìn)行均勻的傳動(dòng)，在鐵路貨車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，要保證杠桿和拉桿之間的摩擦盡可能的小，采用一些耐磨耐高溫的材料進(jìn)行制造，從根本上減小能量的損失。在上述的零件磨損之后，不受影響把制動(dòng)力準(zhǔn)確地傳動(dòng)到每一個(gè)閘瓦上面對(duì)于鐵路貨車(chē)制動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的因素。

3 鐵路貨車(chē)車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)故障

3.1 鐵路貨車(chē)制動(dòng)裝置問(wèn)題

經(jīng)過(guò)維修發(fā)現(xiàn)，鐵路制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常的情況中，由于制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部異物導(dǎo)致的情況較多發(fā)生。在制動(dòng)裝置中會(huì)發(fā)現(xiàn)一些砂石等異物，如果沒(méi)有及時(shí)清理這些雜質(zhì)，可能會(huì)造成制動(dòng)裝備的損壞，嚴(yán)重影響貨車(chē)制動(dòng)的效率。一般情況下在制動(dòng)件組裝完成后需要進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)消除雜質(zhì)對(duì)于摩擦特性的影響，每一個(gè)密封圈需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，最大可能降低其影響。

3.2 踏面的裂紋故障

貨車(chē)踏面由于在滑行、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦?xí)a(chǎn)生很高的熱量，其主要構(gòu)成部件為金屬，在被急劇加熱之后，會(huì)馬上擴(kuò)散到金屬的各個(gè)部分，這就給踏面造成的一定的溫度差，長(zhǎng)此以往，導(dǎo)致踏面產(chǎn)生一些裂紋。在通常情況下，根據(jù)溫度的變化大小可以把踏面分成兩種不同的形式，一是由于踏面溫度持續(xù)升高導(dǎo)致的，使得踏面表面溫度急速升高，產(chǎn)生的熱量不能夠均勻地消除，導(dǎo)致膨脹，產(chǎn)生裂縫與之前的塑性變形相互抵消，但是從外觀上面看不到一些影響，另一種就是由于高溫之后瞬間進(jìn)行降溫，導(dǎo)致整個(gè)表面產(chǎn)生硬化，形成踏面的裂縫。

3.3 輪緣磨損故障

在正常工作過(guò)程中，貨車(chē)車(chē)輛的車(chē)輪邊緣會(huì)在行駛過(guò)程中產(chǎn)生一定的摩擦，尤其是在平衡道和岔道等曲線處，輪緣出現(xiàn)磨損問(wèn)題是車(chē)輛在承受大部分的水平力時(shí)必須接觸到外側(cè)的軌道從而使軌道內(nèi)側(cè)產(chǎn)生急速摩擦導(dǎo)致的。嚴(yán)重的輪緣磨損故障一般是由于轉(zhuǎn)向架是否正確組裝及踏面的磨損情況導(dǎo)致，車(chē)輛在正常行駛過(guò)程中會(huì)與鐵路鋼軌位置不相匹配的時(shí)候使得重心偏移，造成一側(cè)的邊緣出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損。

3.4 120型控制閥常見(jiàn)故障分析

120型號(hào)的空氣閥主要是由中間體、主閥、半自動(dòng)緩解閥和緊急閥四個(gè)部分組成。它具有五個(gè)作用位，主要是充氣緩解位、保壓位、常用制動(dòng)位和緊急制動(dòng)位、減速充氣緩解位組成。120型空氣制動(dòng)閥具有靈敏度高、能夠高速適應(yīng)運(yùn)行、能夠與不同的閥門(mén)類(lèi)型混合使用、操作方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠和256、356 mm的不同制動(dòng)缸配套使用。

3.5 120型制動(dòng)閥檢修中存在問(wèn)題的原因(見(jiàn)表1)。

表1 120型的控制閥在運(yùn)行過(guò)程中的故障分析

鐵路貨車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生意外制動(dòng)的故障有很多，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮。

逆流穩(wěn)定性差：主要是由于逆流穩(wěn)定孔的孔徑偏小或者是被其他的東西堵住了，如果縮孔堵住了導(dǎo)致流量不足，將嚴(yán)重降低使用閥的穩(wěn)定性，在列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中管壓力很容易出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致模板兩側(cè)壓差不能夠有效控制，壓差增加到一定的程度就會(huì)引起意外制動(dòng)。在此種情況下，如果發(fā)現(xiàn)縮孔發(fā)生的堵塞或者是孔徑偏小的因素導(dǎo)致意外制動(dòng)發(fā)生，需要使用孔徑較大的縮孔或者清除異物。

4 鐵路貨車(chē)車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)策

4.1 加強(qiáng)檢修制定科學(xué)合理的檢修計(jì)劃

制動(dòng)裝置的檢修項(xiàng)目涉及內(nèi)容較多，為了能夠更好地提高檢修效率和檢修質(zhì)量，需要進(jìn)行裝置檢修制度的建立。比如，要確定制動(dòng)裝置的基本檢修時(shí)間和周期，檢修裝置的強(qiáng)制檢修和更換，制定合理的檢修計(jì)劃，確保貨車(chē)的順利運(yùn)行。在鐵路貨車(chē)投入使用之后會(huì)受到不同程度的影響，要根據(jù)裝置的基本運(yùn)行規(guī)律以及貨車(chē)的運(yùn)貨情況，制定一個(gè)合理的檢修計(jì)劃，比如每個(gè)月進(jìn)行小的檢修；每一個(gè)季度進(jìn)行大修、每一年進(jìn)行全面的大修等。小修定期地對(duì)于制動(dòng)裝置和其他的一些設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢查和維護(hù)，大修是進(jìn)行裝置拆卸、潤(rùn)滑油輔助修理等，讓工作人員能夠嚴(yán)格地按照相應(yīng)的檢修計(jì)劃進(jìn)行檢修，提高貨車(chē)的運(yùn)行安全性。

4.2 提升車(chē)輛性能

利用現(xiàn)代技術(shù)提高車(chē)輛的安全性能以及制動(dòng)能力。在軸瓦、缸周材料等制造中，選擇耐磨耐高溫的新型材料，從根本上提高它們的性能。借助于現(xiàn)有科技，使得車(chē)輛的制動(dòng)效果能夠得到及時(shí)的監(jiān)控，除此之外，改善制動(dòng)軸瓦的實(shí)際性能也能夠很好地提高制動(dòng)效果。

4.3 定期進(jìn)行配件檢修

定期進(jìn)行配件檢修能夠極大地提高整體車(chē)輛的運(yùn)行效果。在配件檢修過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照“三檢一驗(yàn)”的檢修制度，同時(shí)配合相關(guān)的部門(mén)進(jìn)行抽查和檢查，對(duì)于重要部位的一些零件需要重視起來(lái)，減少因?yàn)椴划?dāng)原因產(chǎn)生的故障。

4.4 積極推動(dòng)鐵路貨車(chē)車(chē)輛制動(dòng)控制系統(tǒng)的集成、電子、智能化

科技的發(fā)展給鐵路貨車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)檢修打下一個(gè)良好基礎(chǔ)，在整個(gè)檢修過(guò)程中，需要及時(shí)使用新技術(shù)和新裝備，提高鐵路智能化和自動(dòng)化程度，使得鐵路貨車(chē)制動(dòng)更加的簡(jiǎn)化高效。這要求我們?cè)趯?shí)際的工作中，積極推動(dòng)貨車(chē)制動(dòng)管系的簡(jiǎn)化，提高貨車(chē)空氣控制系統(tǒng)的氣密程度，借助于計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于鐵路火車(chē)的全程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，防患于未然，提高鐵路火車(chē)的利用率。

5 結(jié) 語(yǔ)

制動(dòng)系統(tǒng)是涉及軌道車(chē)輛行車(chē)安全的重要系統(tǒng)，也是鐵路貨車(chē)故障較多的系統(tǒng)，對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)故障通常需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)判斷，不斷摸索故障發(fā)生的根本原因，優(yōu)化處理方法，爭(zhēng)取做到故障早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早處理，避免出現(xiàn)制動(dòng)故障影響行車(chē)安全的事件發(fā)生。

[ID:010024]