在出口機(jī)車上由JZ－7型制動(dòng)機(jī)替代26－L型制動(dòng)機(jī)的可行性探討

張 斌

（中國南車集團(tuán) 資陽機(jī)車有限公司 研發(fā)部，四川資陽641301）

26－L型機(jī)車制動(dòng)機(jī)是20世紀(jì)50年代開始在美國率先采用，這種制動(dòng)機(jī)利用橡膠密封件替代金屬研磨密封件的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，且有安全防護(hù)的多種裝置及自動(dòng)保壓的操作方式，不僅給運(yùn)行安全帶來多重保護(hù)措施，且便于維修和簡(jiǎn)化操縱。該制動(dòng)機(jī)由于其卓越的性能，在世界上具有較大的用戶群。

JZ－7型機(jī)車空氣制動(dòng)機(jī)是我國20世紀(jì)70年代研發(fā)的，在中國大批量裝車運(yùn)用至今已有30多年的時(shí)間，其性能表現(xiàn)優(yōu)越，并且隨著中國機(jī)車產(chǎn)品的出口而大量的運(yùn)用到其他的國家和地區(qū)，深得用戶歡迎。

中國機(jī)車產(chǎn)品在世界上的影響力越來越大，很多國外用戶，特別是一些發(fā)展中國家的用戶都有意購買中國的機(jī)車。但是由于這些用戶群早期的機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)使用的是26－L型制動(dòng)機(jī)，因此在新采購的機(jī)車上也要求采用該制動(dòng)機(jī)。由于26－L型制動(dòng)機(jī)屬于進(jìn)口制動(dòng)機(jī)，存在采購周期長、成本較高等問題，因此本文對(duì)在出口機(jī)車上由JZ－7型制動(dòng)機(jī)替代26－L型制動(dòng)機(jī)的可行性進(jìn)行了探討，從26－L型制動(dòng)機(jī)和JZ－7型制動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能及操作方式等方面進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)26－L制動(dòng)機(jī)附加功能進(jìn)行了分析，并對(duì)JZ－7要達(dá)到這些性能提出了改造方案。

1 兩種制動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

26－L型制動(dòng)機(jī)基本配置包括26C制動(dòng)閥、26F分配閥、J－1作用閥、8＃放風(fēng)閥、MU－2－A重聯(lián)閥、F－1選擇閥、A－1撒沙及切斷先導(dǎo)閥、P－2－A強(qiáng)迫制動(dòng)閥等。其中26－C制動(dòng)閥、26F分配閥、J－1作用閥及8＃放風(fēng)閥是控制列車緩解、制動(dòng)、保壓的基本系統(tǒng)，而其他閥類是為重聯(lián)或者安全防護(hù)而設(shè)置的附加裝置。

JZ－7制動(dòng)機(jī)的主要配置包括制動(dòng)閥、F7分配閥、中繼閥、作用閥等。

JZ－7其具體結(jié)構(gòu)、作用原理與26－L制動(dòng)機(jī)比較相同，在結(jié)構(gòu)上均采用橡膠膜板柱塞閥、O型橡膠密封圈，便于運(yùn)用檢修，分配閥均采用二、三壓力混合機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)牽引列車的要求，使之具有階段緩解性能或直接緩解性能，但整體結(jié)構(gòu)布置略有不同。

1.1 制動(dòng)閥

JZ－7制動(dòng)機(jī)在自動(dòng)制動(dòng)閥（以下稱自閥）的設(shè)計(jì)上把中繼閥獨(dú)立出來了，而26－L制動(dòng)機(jī)則包含在自閥內(nèi)；在換端操縱或重聯(lián)時(shí)，26C制動(dòng)閥上的客、貨車轉(zhuǎn)換閥需置于切斷位，使26C制動(dòng)閥內(nèi)的列車管遮斷閥關(guān)閉，同時(shí)將操縱手柄放在手柄取出位，而JZ－7制動(dòng)機(jī)只需將制動(dòng)閥手柄放在手柄取出位，使中繼閥自鎖，就可以達(dá)到換端操縱或重聯(lián)時(shí)的需要。

1.2 分配閥

兩種制動(dòng)機(jī)的分配閥均采用二、三壓力的混合形式，可以階段緩解也可以一次緩解，但在結(jié)構(gòu)上也有差異：①26F分配閥有一個(gè)單獨(dú)緩解部分，而F7分配閥沒有單獨(dú)緩解部，單獨(dú)緩解是通過排工作風(fēng)缸的壓力空氣實(shí)現(xiàn)的；②JZ－7把緊急放風(fēng)閥與分配閥安裝在一起，而26L是將緊急放風(fēng)閥單獨(dú)出來安裝在列車管路上，即8＃放風(fēng)閥；③F7是將主閥（三壓力機(jī)構(gòu)）與副閥（二壓力機(jī)構(gòu)）分開為兩個(gè)模塊安裝，而26F分配閥是將其安裝在一個(gè)閥體內(nèi)。

從結(jié)構(gòu)布置上來看，JZ－7是采用的模塊化集中布置的設(shè)計(jì)思路，這更有利于管路的安裝及設(shè)備的檢修。

2 兩種制動(dòng)機(jī)的主要性能

JZ－7型制動(dòng)機(jī)和26－L型制動(dòng)機(jī)制動(dòng)部分主要都是由自閥、中繼閥、單獨(dú)制動(dòng)閥（以下稱單閥）、分配閥、作用閥等組成。其控制關(guān)系如下。

兩種制動(dòng)機(jī)都是自動(dòng)制動(dòng)機(jī)，遵循列車管減壓時(shí)，制動(dòng)缸增壓產(chǎn)生制動(dòng)作用，而列車管增壓時(shí)，制動(dòng)缸減壓產(chǎn)生緩解作用的基本原理；均具有客、貨車兩用，自動(dòng)保壓等功能。兩種制動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)見表1。

表1 單機(jī)性能比較

從表1可以看出，JZ－7和26－L制動(dòng)機(jī)的單機(jī)性能基本接近。常用制動(dòng)最高壓力、緊急制動(dòng)制動(dòng)缸最高壓力以及單獨(dú)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)缸的最高壓力無論JZ－7制動(dòng)機(jī)，還是26－L制動(dòng)機(jī)均可調(diào)。列車管由定壓降至0的時(shí)間在參考文獻(xiàn)［2］中為＜1 s，而在參考文獻(xiàn)［3］中為3.2～3.5 s，根據(jù)中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車有限公司出口蘇丹及巴西等裝用26－L制動(dòng)機(jī)的機(jī)車試驗(yàn)，結(jié)果為＜1 s，JZ－7制動(dòng)機(jī)要達(dá)到該指標(biāo)，只需在列車管路上增加緊急放風(fēng)閥加大緊急制動(dòng)時(shí)的排風(fēng)口面積即可。

初減壓量即指列車管最小減壓量，在該數(shù)值以下時(shí)，將可能使車輛制動(dòng)缸不發(fā)生制動(dòng)作用，JZ－7制動(dòng)機(jī)初制動(dòng)減壓為45～55 k Pa，26－L制動(dòng)機(jī)為35～55 k Pa，JZ－7制動(dòng)機(jī)的初減壓量在26－L制動(dòng)機(jī)的范圍之內(nèi)，具有可替代性。

JZ－7制動(dòng)機(jī)隨中國機(jī)車產(chǎn)品現(xiàn)已出口到越南、土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、南非、馬來西亞、印尼、伊朗、伊拉克等國家，在這些國家中原有的機(jī)車制動(dòng)機(jī)有采用蘇聯(lián)的制動(dòng)機(jī)、WABTEC的制動(dòng)機(jī)、克諾爾的制動(dòng)機(jī)等，從實(shí)際運(yùn)用效果看，JZ－7型制動(dòng)機(jī)完全可以與其他的制動(dòng)機(jī)兼容，包括26－L型機(jī)車制動(dòng)機(jī)，由此證明兩種制動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定性、安定性、靈敏度上是大體一致的。

3 制動(dòng)閥操作手柄位置

3.1 自閥

自閥是用來操作整列車的制動(dòng)和緩解的裝置。自閥手柄作用位置見表2。

表2 自閥手柄作用位置

相比較JZ－7制動(dòng)機(jī)多了過充位，該過充屬于低壓過充，過充壓力高于定壓30～40 k Pa，表3為JZ－7與26－L制動(dòng)機(jī)充風(fēng)試驗(yàn)對(duì)比。從表3可以看出，JZ－7有著更強(qiáng)的充風(fēng)能力，特別是在過充位具有更強(qiáng)的充風(fēng)緩解能力，這更適應(yīng)于鐵路高速、重載發(fā)展的需要。

表3 JZ－7與26－L制動(dòng)機(jī)充風(fēng)試驗(yàn)對(duì)比

JZ－7制動(dòng)機(jī)設(shè)有過量減壓位，主要目的在于列車連續(xù)的實(shí)施制動(dòng)和緩解，列車再制動(dòng)時(shí)，由于沒有得到及時(shí)的緩解而可能導(dǎo)致制動(dòng)力不足，但在此情況下可將制動(dòng)閥手柄移至過量減壓位以使列車有大的減壓，從而保證列車的制動(dòng)力。

26－L型制動(dòng)機(jī)設(shè)有抑制位，該位置主要有兩個(gè)作用，一是抑制即將產(chǎn)生的強(qiáng)迫制動(dòng)；二是強(qiáng)迫制動(dòng)已經(jīng)發(fā)生，為使P－2－A強(qiáng)迫制動(dòng)閥恢復(fù)正常工況，解除強(qiáng)迫制動(dòng)作用。

3.2 單閥

單閥均用于機(jī)車的單獨(dú)制動(dòng)與緩解，以及用于對(duì)全列車施行制動(dòng)后再操作單閥來單獨(dú)緩解機(jī)車制動(dòng)的作用。單閥手柄作用位置見表4

表4 單閥手柄作用位置

26－L單閥單獨(dú)緩解是通過下壓手柄實(shí)施的，而JZ－7是將制動(dòng)閥手柄置于緩解位實(shí)施單獨(dú)緩解。其余操作完全相同。

4 附加功能

26－L型制動(dòng)機(jī)除了基本的制動(dòng)功能外，還包括許多附加功能，如重聯(lián)、無火回送、強(qiáng)迫制動(dòng)、斷鉤保護(hù)等。

4.1 重聯(lián)功能

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)的重聯(lián)功能，26－L型制動(dòng)機(jī)配置了MU－2－A閥和F－1選擇閥，裝有這兩種閥后，不但可以與裝有26－L型制動(dòng)裝置的機(jī)車重聯(lián)，還可以和裝有24RL、ET－6等制動(dòng)裝置的機(jī)車重聯(lián)。

JZ－7型制動(dòng)機(jī)重聯(lián)采用JZ－7重聯(lián)閥，該閥可保證本務(wù)機(jī)車與重聯(lián)機(jī)車間的制動(dòng)緩解趨于一致。該閥重聯(lián)為3管重聯(lián)，即列車管、總風(fēng)重聯(lián)管、平均管，若26－L制動(dòng)機(jī)也采用3管重聯(lián)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)兩種制動(dòng)機(jī)之間的重聯(lián)；若26－L采用4管重聯(lián)，即列車管、總風(fēng)重聯(lián)管、單獨(dú)緩解作用管、單獨(dú)制動(dòng)管，則重聯(lián)需要進(jìn)行重新改造設(shè)計(jì)。

4.2 無火回送

為了使無動(dòng)力機(jī)車的空氣制動(dòng)裝置仍能產(chǎn)生制動(dòng)作用，必須利用與該機(jī)車連掛的有動(dòng)力的本務(wù)機(jī)車通過列車管向該機(jī)車的總風(fēng)缸輸入壓力空氣，以備制動(dòng)時(shí)向制動(dòng)缸供氣。為此，在制動(dòng)機(jī)中設(shè)置了無動(dòng)力裝置。兩種制動(dòng)機(jī)的無火回送裝置都是由濾塵止回閥和無火回送塞門組成，唯一不同的是26－L型制動(dòng)機(jī)的濾塵止回閥內(nèi)的閥口與彈簧配合，可將由列車管供給的500 k Pa的壓力空氣減壓到200 k Pa，也就是說無火回送機(jī)車制動(dòng)缸的最高壓力已經(jīng)被限制在200 k Pa了，而JZ－7制動(dòng)機(jī)濾塵止回閥無該功能，由列車管供給的500 k Pa的壓力空氣將直接進(jìn)入總風(fēng)缸，無火回送機(jī)車制動(dòng)缸最高限制壓力是通過調(diào)整分配閥的常用限壓閥實(shí)現(xiàn)的。若需按照26－L制動(dòng)機(jī)的方式不需調(diào)整分配閥的限壓閥，只需將濾塵止回閥進(jìn)行改造即可實(shí)現(xiàn)。

4.3 強(qiáng)迫制動(dòng)

為保證機(jī)車的運(yùn)用安全，26－L制動(dòng)機(jī)在系統(tǒng)配置中設(shè)有P－2－A強(qiáng)迫制動(dòng)閥，當(dāng)機(jī)車超速或者司機(jī)不警惕時(shí)，該裝置將發(fā)出警告，如果司機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)仍未采取措施，則該裝置使均衡風(fēng)缸排大氣，使列車產(chǎn)生制動(dòng)作用。該閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且連接管路有十根之多。

在JZ－7制動(dòng)系統(tǒng)中沒有類似的機(jī)械閥，根據(jù)用戶的需要可通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，如在中國南車集團(tuán)資陽機(jī)車有限公司出口越南以及土庫曼斯坦等國家的機(jī)車時(shí)，用戶要求在司機(jī)不警惕以及超速等不安全情況時(shí)，先由風(fēng)鳴器發(fā)出警告聲，如果司機(jī)未采取措施，則直接由裝在列車管路上的電動(dòng)放風(fēng)閥將列車管的壓力空氣排入大氣，使列車產(chǎn)生緊急制動(dòng)作用。在國內(nèi)機(jī)車，如DF8B型機(jī)車安全行車裝置中，制動(dòng)系統(tǒng)配置有1，3，8＃閥和電動(dòng)放風(fēng)閥，根據(jù)不同的情況可分別實(shí)現(xiàn)常用制動(dòng)和緊急制動(dòng)作用。

采用微機(jī)控制電空閥來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫制動(dòng)，這符合空氣制動(dòng)機(jī)減少氣動(dòng)元件，由電控來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的發(fā)展趨勢(shì)，并且可根據(jù)用戶的具體要求實(shí)現(xiàn)不同功能。

4.4 斷鉤保護(hù)

26－L型制動(dòng)系統(tǒng)配置有A－1撒沙及切斷先導(dǎo)閥，也叫充氣切斷指示閥，用于自閥手柄置于緊急制動(dòng)位時(shí)產(chǎn)生自動(dòng)撒沙和自動(dòng)關(guān)閉列車管遮斷閥等作用，當(dāng)列車分離或其他非自閥手柄移動(dòng)的原因而發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，該閥除產(chǎn)生上述兩個(gè)作用外，還產(chǎn)生動(dòng)力切斷作用。

JZ－7型制動(dòng)系統(tǒng)沒有類似該閥的裝置，在自閥實(shí)施緊急制動(dòng)時(shí)，中繼閥自鎖，可關(guān)閉中繼閥的供風(fēng)閥口并通過安裝在6號(hào)管上的撒沙壓力繼電器的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)撒沙功能；動(dòng)力切斷功能是通過安裝在列車管上的壓力繼電器在緊急制動(dòng)時(shí)，列車管壓力降到設(shè)定值以下時(shí)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的；但當(dāng)拉緊急制動(dòng)閥或者列車斷鉤時(shí)，由于JZ－7制動(dòng)機(jī)無總風(fēng)遮斷作用，列車不能產(chǎn)生緊急制動(dòng)作用，且總風(fēng)通過列車管快速的排入大氣，影響安全。

解決該問題可以在自閥與總風(fēng)遮斷閥的8號(hào)管中間增加總風(fēng)遮斷電空閥，在列車管路上安裝DK－1制動(dòng)系統(tǒng)中的緊急制動(dòng)閥，或者對(duì)F－7分配閥的緊急放風(fēng)閥部進(jìn)行改造，如DK－1緊急制動(dòng)閥增加微動(dòng)開關(guān)，在列車緊急制動(dòng)時(shí)，微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，使總風(fēng)遮斷電空閥動(dòng)作產(chǎn)生總風(fēng)遮斷、列車實(shí)施緊急制動(dòng)作用，使列車產(chǎn)生斷鉤保護(hù)。也可以采用微機(jī)控制，通過傳感器檢測(cè)列車管的壓力變化來作為遮斷電空閥的動(dòng)作信號(hào)，實(shí)施斷鉤保護(hù)。無論采用哪種辦法只要判斷出列車斷鉤或者意外緊急制動(dòng)，通過微機(jī)均能對(duì)機(jī)車實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)，如卸載、撒沙等功能。

5 結(jié)束語

JZ－7型制動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)和操作方式上與26－L型制動(dòng)機(jī)基本相同，具有操作更簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，性能上有更進(jìn)一步的完善，如具有更高的充風(fēng)能力，這更符合目前鐵路發(fā)展重載和快速牽引的需要，并且JZ－7較26－L制動(dòng)機(jī)具有較大的成本優(yōu)勢(shì)，因此可以與國外用戶進(jìn)行積極的溝通，以JZ－7型制動(dòng)機(jī)替代26－L型制動(dòng)機(jī)，從而降低機(jī)車的制造成本，加快生產(chǎn)節(jié)奏，方便后續(xù)服務(wù)，滿足用戶的需求。

［1］姜靖國.JZ－7型空氣和電空制動(dòng)機(jī)［M］.北京：中國鐵道出版社.2000.

［2］夏寅蓀.ND5型內(nèi)燃機(jī)車［M］.北京：中國鐵道出版社，1988.

［3］劉豫湘，陸縉華，潘傳熙.DK－1型電空制動(dòng)機(jī)與電力機(jī)車空氣管路系統(tǒng)［M］.北京：中國鐵道出版社，1998.

［4］張 斌.JZ－7型制動(dòng)機(jī)斷鉤保護(hù)問題探討［J］.內(nèi)燃機(jī)車，2009，（4）：33－36.