淺析我國(guó)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(duì)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(guó)編組站的調(diào)速技術(shù)經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,調(diào)速設(shè)備和系統(tǒng)不斷改善,為實(shí)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(hào):U284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0103-01

1 調(diào)速過(guò)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(tái),車列在提鉤后進(jìn)行解體溜放。每鉤車經(jīng)過(guò)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(tái),摘鉤后,鉤車獲得重力勢(shì)能和初動(dòng)能,即:,車組經(jīng)過(guò)加速坡后能量為:

車組經(jīng)過(guò)第一和第二制動(dòng)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(duì)高度,m;—摘鉤后初速度,m/s;—考慮車輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)溜放車組調(diào)速過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。車組在摘鉤時(shí)獲得重力勢(shì)能和初動(dòng)能。在溜放的過(guò)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(guó)現(xiàn)階段的調(diào)速系統(tǒng)

2.1 點(diǎn)式調(diào)速系統(tǒng)

點(diǎn)式調(diào)速系統(tǒng)由減速器、雷達(dá)測(cè)速、測(cè)阻、測(cè)重、測(cè)長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。減速器動(dòng)作機(jī)動(dòng)靈活,車組通過(guò)減速器的速度比較高。但該系統(tǒng)對(duì)油輪、薄輪等貨車減速器的制動(dòng)力衰減較大,影響制動(dòng)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(guò)調(diào)車線頭部頂群,將速度降至安全連掛速度。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,對(duì)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(gè)別損壞時(shí)不影響全局。但減速頂殘余功過(guò)大,危及作業(yè)安全,有時(shí)會(huì)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(duì)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(shí)間,提高駝峰工作效率。但對(duì)大車組較多、空重混合的車流作業(yè)比較困難。頂群長(zhǎng)度對(duì)調(diào)車組有效長(zhǎng)影響較大,機(jī)動(dòng)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(diǎn)是克服了普通減速頂在調(diào)速過(guò)程中線路變化、氣候條件等不利因素的影響?？煽販p速頂在失去控制時(shí)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(diǎn)連式調(diào)速系統(tǒng)

2.3.1 駝峰減速器—減速頂點(diǎn)連式調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)借助車場(chǎng)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(shí)現(xiàn)安全連掛。

2.3.2 減速器—推送小車點(diǎn)連式調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)利用半自動(dòng)控制的車場(chǎng)減速器對(duì)車組實(shí)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(diǎn)連式調(diào)速系統(tǒng)是我國(guó)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(guó)編組站減速器調(diào)速技術(shù)及問(wèn)題

3.1 我國(guó)常用的減速器調(diào)速方式

我國(guó)減速器速度控制方式主要采用兩種。一是“攔頭制動(dòng)”法,該方法占用減速器的時(shí)間長(zhǎng),車組通過(guò)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(guò)減速器時(shí),先放過(guò)車組的部分軸數(shù),當(dāng)減速器剩余的制動(dòng)能高稍高于車組需要消耗的能高時(shí),減速器對(duì)車組采取制動(dòng)。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(wèn)題

3.2.1 減速器參數(shù)設(shè)置問(wèn)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(duì)重載車輛的速度控制問(wèn)題日益突出,主要表現(xiàn)在調(diào)速器的參數(shù)設(shè)置問(wèn)題。減速器的計(jì)算出口速度主要由減速器制動(dòng)能高、車輛軸重和車輛速度決定,而減速器設(shè)計(jì)時(shí)是針對(duì)軸重為21t的車設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)參數(shù)難以滿足軸重為23t車的制動(dòng)需要。

3.2.2 減速器制動(dòng)能高問(wèn)題

現(xiàn)階段減速器的制動(dòng)能高滿足不了重載的需要。減速器的計(jì)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(lái)計(jì)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(duì)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(duì)重載不適應(yīng)問(wèn)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(wèn)題可通過(guò)增加減速器單位制動(dòng)能高或者增加減速器的長(zhǎng)度來(lái)提高減速器整體的能高。國(guó)外主要采用“均衡制動(dòng)”法進(jìn)行制動(dòng),當(dāng)車組還未進(jìn)入減速器時(shí)減速器已處于制動(dòng)狀態(tài),當(dāng)車組降到計(jì)算出口速度時(shí)才進(jìn)行緩解?！熬庵苿?dòng)”是較為科學(xué)的制動(dòng)方法,但因我國(guó)減速器等級(jí)不可調(diào),這種調(diào)速方式不適用。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)編組站的調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,已經(jīng)從采用手閘、鐵鞋等制動(dòng)到現(xiàn)在的連續(xù)式、點(diǎn)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(guó)的鐵路運(yùn)輸和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)。