我國鐵路調(diào)車場駝峰調(diào)速設備發(fā)展的探討

宋 毅

（中國鐵道科學研究院 運輸及經(jīng)濟研究所，北京 100081）

1 我國鐵路駝峰調(diào)速設備概述

鐵路編組站在現(xiàn)代化的技術(shù)改造過程中，調(diào)速設備應不斷適應技術(shù)發(fā)展的需要，這對保證駝峰作業(yè)效率、提高列車編解速度，以及保障車輛溜放安全有著決定性的作用。

駝峰調(diào)車場的車輛調(diào)速作業(yè)按照功能區(qū)域可劃分為推送區(qū)、駝峰溜放區(qū)、打靶區(qū)、編尾安全區(qū)；主要調(diào)速設備包括：減速器 (液壓、風壓、電動等類型)、減速頂、加速頂、可控頂、液壓或電動型撐輪減速器、停車器、鐵鞋等，按其不同功能應用在各個區(qū)域，以實現(xiàn)控制駝峰溜放速度的目的。

大中型調(diào)車場駝峰制動位普遍采用減速器調(diào)速，制動能力大、效率高，可與自動化控制系統(tǒng)接口，能重復制動，有效控制出口速度，與減速頂一起可以構(gòu)建點連式調(diào)速系統(tǒng)。小型駝峰一般在編組場入口設目的制動位，通常采用可控頂調(diào)速或全減速頂系統(tǒng)。采用減速頂或可控頂群布置在調(diào)車場入口處，可以起到車場制動位的作用，但隨著貨車自重的增加，使頂群布頂數(shù)量越來越多，占用線路距離長，控制效果不穩(wěn)定，維修量大，致使運營效益下降。如果貨車總重繼續(xù)增加，頂群布頂數(shù)量將超過允許范圍[1]。

為了克服減速頂群布置超長問題，個別小型駝峰在車場制動位開始采用撐輪式簡易減速器，這種減速器安裝控制較簡單，但其制動能高不大，當車輛溜放速度較高時，能高不足；而且這種減速器動作緩慢，不能滿足重復制動要求，如果車輛解體效率要求高，隔鉤車在減速器上撞車的可能性顯著增加。

由此可見，我國鐵路編組站調(diào)車場中大部分應用的是減速器、減速頂?shù)葯C械摩擦類或液壓抬升類調(diào)速設備，而這些調(diào)速設備存在性能不穩(wěn)定、制動效果不理想、維修成本高等問題。因此，研制適合我國鐵路調(diào)車場的調(diào)速設備具有重要意義。

2 國外調(diào)速設備的發(fā)展與演變

19世 紀 80 年代，世界上第一個駝峰調(diào)車場誕生后，一直沿用手閘和鐵鞋的人工制動方式。直到 1929 年，新型機械調(diào)速設備——鉗式緩行器 (減速器) 的試驗成功，推動了駝峰調(diào)速技術(shù)的全面發(fā)展。從 20 世紀 20 年代至 60 年代，各種減速技術(shù)得到了迅速發(fā)展，使駝峰編組場的作業(yè)能力、效率和運輸安全有了很大提高，大大改善了工人的勞動條件。在此期間，美國、德國、法國、英國、日本、原蘇聯(lián)、比利時、奧地利、瑞典、瑞士等國家的鐵路，相繼研究、試驗、應用了各種減速器，如美國的鉗夾式減速器、德國的橡膠軌式減速器、瑞典的螺旋滾筒式減速器、法國的自能源減速器、日本的直線電機加減速器等，在列車編解作業(yè)過程中顯示出巨大的優(yōu)點和作用，從而逐步取代了鐵鞋。但是，隨著生產(chǎn)對鐵路運輸能力要求的進一步提高，車列長度、載重量和編組場站線的有效長不斷增加，鉗式減速器控制系統(tǒng)難以保證車輛安全連掛，常常造成途停和沖撞。20 世紀 50 年代，英國率先開始研究新式調(diào)速工具，以彌補減速器存在的不足。1959年英國道蒂公司研制成功了世界上第一個液壓加減速頂，并于 1965 年在廷斯雷建成了世界上第一個完全采用液壓加減速頂進行自動化調(diào)速的駝峰編組站。隨著液壓加減速頂在英國取得的巨大成功，液壓加減速頂迅速在許多國家得到推廣和運用，如日本的高崎站、德國的紐綸堡站、美國的奧克拉哈馬站、奧地利的維也納站等等[2]。

縱觀世界駝峰發(fā)展史可以看出，調(diào)速工具的演變過程大致是鐵鞋—減速器—減速頂。然而，在減速頂獲得迅猛發(fā)展的同時，也顯現(xiàn)出其性能不穩(wěn)定、維修量大等弱點。為此，各類減速器仍然在不斷發(fā)展創(chuàng)新，彌補其不足。電磁減速器便是其中之一，第一臺電磁減速器于1928 年在德國的馬格捷堡布克考編組站安裝試驗，減速器長12 m，在兩邊的移動鋼軌下面安裝了 16 個線圈，經(jīng)過試驗，減速器制動的柔韌性和控制性得到了有效的驗證。

瑞士鐵路從 1965 年開始使用電磁車輛減速器。最初使用的是單軌減速器，直到1985年還有 20臺在使用中。1983 年第一個短線圈方案投入試驗，1992 年又與 FEW 工廠合作研制成功了 E92 型電磁減速器，1993 年第一批 E92 減速器在巴塞爾編組站投入使用。由于該類減速器需要的技術(shù)養(yǎng)護人員數(shù)量少，制動調(diào)速效果好，瑞士鐵路逐步在其他編組站推廣采用該類減速器。

目前世界上只有少數(shù)幾個技術(shù)先進國家掌握電磁減速器的制造和使用方法，如德國、瑞士、俄羅斯等。其工作原理屬粘滯式技術(shù)，具有科技含量高、使用效果好、運用成本低、安全性能可靠、噪音小、使用壽命長等優(yōu)點，該技術(shù)在以上國家運用多年并得到廣泛認可，正逐步擴大其使用范圍。

3 我國鐵路調(diào)速設備發(fā)展電磁減速器的探討

目前國外電磁減速器正逐步得到擴大使用，主要采用埋設在路基下的渦旋式電磁減速器技術(shù)，其工作原理是：電流通過線圈時形成磁場，當車輛從磁場通過時，將會對車輪產(chǎn)生強大的粘滯力，對車輛的運動產(chǎn)生阻尼作用，因而可以對車輛起減速作用。

德國是使用電磁減速器較多的國家，主要應用于車場制動位 (德國稱作編組線減速器)，一般車輛進入減速器的速度為 4.0～4.5 m/s (14.4～16.2 km/h)，出口速度幾乎是固定的 1.5 m/s，減速器布置在最后分路道岔的警沖標后 15 m，型號為 EDG93 型。

根據(jù)德國的運營經(jīng)驗，由于電磁減速器是非接觸式制動模式，制動過程中移動部件少，產(chǎn)生機械磨耗很小，設備機構(gòu)可以長期維持在很好的狀態(tài)，其使用成本和維修費用很低。另外，電磁減速器采用非接觸式制動，具有一定的安全可靠性，而且也可以安裝在曲線線路上使用。

采用鉗夾式減速器制動時，要考慮減速器的全緩解時間，需要控制系統(tǒng)估算緩解時間，提前發(fā)出緩解指令，最后可能形成控制誤差。采用電磁減速器時，緩解速度快，斷電即緩解，沒有滯后現(xiàn)象，控制誤差可以顯著減少。

綜上所述，電磁減速器具有制動速度快、可以重復制動、不受氣候條件影響、控制精度高、構(gòu)造簡單、維修量小、占用距離短、受車輪狀態(tài)影響小，并可以在彎道上使用、噪音低等優(yōu)點。因此，研究借鑒國外鐵路調(diào)車場調(diào)速設備，發(fā)展適合我國鐵路調(diào)車場的調(diào)速設備具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 呂佰銓，王 潛. 既有編組場在適應重載運輸要求下的減速頂設備改造方案[J]. 減速頂與調(diào)速技術(shù)，2007(4)：8-11.

[2] 李 玉. 中小型編組站調(diào)速系統(tǒng)的綜合分析[J]. 減速頂與調(diào)速技術(shù)，1995(3)：13-20.