關(guān)于貨物列車制動主管定壓統(tǒng)一問題的探討

張中央，孫中央

（1 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 車輛工程學(xué)院，河南鄭州450052；2 鄭州鐵路局 機(jī)務(wù)處，河南鄭州450052）

現(xiàn)行《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定“旅客列車、行郵行包列車自動制動機(jī)主管壓力為600kPa，其他列車為500kPa。長大下坡道區(qū)段及重載列車自動制動機(jī)主管壓力由鐵路局規(guī)定，報鐵道部批準(zhǔn)”。據(jù)此，部分鐵路局在《行車組織規(guī)則》中規(guī)定某些區(qū)段的貨物列車制動主管定壓為600kPa，也有些鐵路局沒有這種規(guī)定，大多數(shù)貨運列車的制動主管壓力為500kPa。這就形成了中國鐵路貨物列車制動主管兩種規(guī)定壓力并存的局面，而且已經(jīng)持續(xù)了半個多世紀(jì)。近幾年來鐵路管理體制改革步伐加快，貨物列車的機(jī)車交路不斷延長，原來幾個貨運短交路合并成一個長交路，跨鐵路局的機(jī)車交路增多。這就形成一個貨運機(jī)車長交路中存在兩種貨物列車制動主管壓力，在兩種制動主管壓力變更的站點需要調(diào)整機(jī)車的制動主管定壓，而中途變更制動主管定壓會給機(jī)車運用管理和行車安全帶來諸多不便。為解決這個問題，有一種意見是將全鐵路貨物列車制動主管壓力統(tǒng)一定為600kPa。解決幾十年來貨物列車兩種制動主管壓力并存的問題是一件好事。但統(tǒng)一定為600kPa值得商榷，而統(tǒng)一回歸到500kPa可能是比較科學(xué)合理的。貨物列車兩種列車制動主管定壓并存的現(xiàn)狀是一個歷史遺留問題。上世紀(jì)50年代，我國客貨列車制動主管壓力均為500kPa。1958年在全國“大躍進(jìn)”的形勢下，我國旅客列車制動主管壓力也順應(yīng)潮流一躍成為600kPa，緊跟著部分長大下坡道區(qū)段貨物列車制動主管定壓也躍升到600kPa。后來因為列車制動主管壓力躍升帶來諸多問題，尤其列車車輪擦傷嚴(yán)重，一度成為威脅列車安全運行的隱患。據(jù)業(yè)內(nèi)專家稱，通過技術(shù)改造，將客車基礎(chǔ)制動裝置的制動倍率適當(dāng)降低，使客車的閘瓦壓力與相應(yīng)的制動力仍然與原來列車制動主管壓力500kPa的水平基本相當(dāng)，問題才得以妥善解決。因為我國貨物列車制動主管定壓多數(shù)是500kPa，故貨物列車基礎(chǔ)制動裝置只能按500kPa的列車制動主管定壓來設(shè)計，在600kPa的貨物列車制動主管定壓區(qū)段，緊急制動時由于其制動力過大，車輪擦傷的問題依然存在。

1 600kPa貨物列車制動主管定壓的危害

把貨物列車制動主管壓力提高為600kPa的好處是緊急制動和常用制動最大有效減壓量時列車制動力較大。但貨物列車600kPa的制動主管壓力同時也帶來了很多弊端，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）給貨車制動機(jī)基礎(chǔ)制動裝置的設(shè)計帶來困難

兩種貨物列車制動主管定壓并存的局面，給設(shè)計貨車制動機(jī)基礎(chǔ)制動裝置帶來一些困難。從充分利用制動粘著能力，并且不超過制動黏著能力限制考慮，如按600kPa制動主管定壓來設(shè)計基礎(chǔ)制動裝置，會使大多數(shù)制動主管定壓500kPa的區(qū)段降低車輛制動力，不能充分利用制動黏著；而如果按500kPa制動主管定壓設(shè)計其基礎(chǔ)制動裝置，則會使600kPa制動主管定壓運行區(qū)段緊急制動時的制動力又超過制動黏著限制，容易發(fā)生滑行，擦傷車輪。

（2）容易出現(xiàn)抱死閘而擦傷車輪

因為緊急制動時制動力過大，超過了輪軌間黏著力的限制，容易把車輪抱死而擦傷車輪。多年來，貨物列車車輪踏面發(fā)生不同程度的擦傷，與貨車制動主管600 kPa的定壓有很大關(guān)系。普遍出現(xiàn)的車輪擦傷，會增加貨車維修工作量，使運行阻力和機(jī)車能耗增加。

（3）加快列車制動主管的漏泄

由于列車制動主管壓力升高，列車制動主管每分鐘漏泄量增加，嚴(yán)重時會引起自然制動，給列車運行帶來安全隱患。

（4）車輛制動機(jī)充風(fēng)速度變慢

貨物列車制動主管定壓600kPa的區(qū)段，機(jī)車總風(fēng)缸定壓并沒有提高，提高列車制動主管壓力必然導(dǎo)致車輛制動機(jī)充風(fēng)速度比制動主管定壓500kPa的緩慢。如一列50輛編組的貨物列車，常用制動減壓100kPa，如果是500kPa的制動主管定壓時，副風(fēng)缸再充風(fēng)時間93s，而提高為600kPa的制動主管定壓時，副風(fēng)缸再充風(fēng)時間則為106s，充風(fēng)時間延長了14%。這對長大下坡道上運行的貨物列車未必是安全的因素。

（5）始發(fā)列車的初充風(fēng)時間延長

對始發(fā)列車的初充風(fēng)來說，600kPa的制動主管定壓的列車不僅充風(fēng)慢，延長充風(fēng)時間，從而也就延長了列車的停留時間，而且增加壓縮空氣的用量，延長機(jī)車壓縮機(jī)工作時間，造成能源浪費。另外，由于列車制動主管定壓提高到600kPa，使連接制動軟管承受過高壓力，易引發(fā)制動軟管爆破等故障。

2 對貨物列車制動主管定壓問題的討論

（1）提高貨物列車制動主管定壓的預(yù)期效果并未實現(xiàn)

提高貨物列車制動主管定壓的初衷是為了得到較高的閘瓦壓力（在《技規(guī)》第19表的車輛換算閘瓦壓力表中有具體規(guī)定），較高閘瓦壓力的具體效益應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在使列車具有較高的緊急制動限速。但是，現(xiàn)行《技規(guī)》第20表貨物列車緊急制動限速表中規(guī)定的每百噸列車質(zhì)量換算閘瓦壓力最低值，顯然是500kPa制動主管定壓的貨物列車就應(yīng)該達(dá)到的，對600kPa制動主管定壓的貨物列車，這個最低換算閘瓦壓力值理所應(yīng)當(dāng)?shù)匾?guī)定得更高一些，然而在《技規(guī)》20表中卻沒有針對600 kPa制動主管定壓的貨物列車每百噸列車質(zhì)量最低換算閘瓦壓力值有所提高，即制動主管定壓600kPa的貨物列車和制動主管定壓500kPa的貨物列車執(zhí)行同樣的緊急制動限速。也就是說，在確定列車緊急制動限速時，600kPa的列車制動主管定壓并沒有派上用場，也就發(fā)揮不出應(yīng)有的預(yù)期效果。

（2）列車制動主管壓力與制動機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)必須配套

對于貨物列車保留600kPa的列車制動主管定壓，有一種片面的認(rèn)識，總覺得列車制動主管定壓越高越好。這可能與20世紀(jì)50年代后期中國“大躍進(jìn)”給國人留下的事事“貪大”、“求高”的思維定式影響有關(guān)。由牽引與制動基本理論可知，第一，不論是機(jī)車牽引力還是列車制動力并不是越大越好，均不能超過輪軌間黏著能力的限制；第二，列車制動力的大小并不是僅取決于列車制動主管壓力大小，除了閘瓦壓力和閘瓦摩擦系數(shù)之外，還與副風(fēng)缸和制動缸的容積比、制動缸直徑、制動倍率等制動機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，列車制動主管壓力必須和這些結(jié)構(gòu)參數(shù)很好匹配，才能實現(xiàn)最佳的制動效果，即包括制動主管壓力在內(nèi)的一整套制動機(jī)參數(shù)所產(chǎn)生的綜合作用，才能達(dá)到既產(chǎn)生較大的制動力，又不超過制動黏著限制。貨物列車兩種制動主管定壓并存的現(xiàn)象，使貨車制動機(jī)的設(shè)計處于兩難境地。造成歷史上這種不正常的現(xiàn)象，并且延續(xù)了50多年，與人們對制動機(jī)設(shè)計理論認(rèn)識上的誤區(qū)也不無關(guān)系。

（3）列車制動主管壓力應(yīng)與制動技術(shù)相適應(yīng)

現(xiàn)有貨車的制動機(jī)、摩擦材料、控制技術(shù)比過去有很大進(jìn)步，列車制動力也有較大提高。絕大部分貨車上都裝有閘調(diào)器來實現(xiàn)空重車位的自動調(diào)整，同時因制動缸活塞行程超長而造成的制動力衰減現(xiàn)象也不多見。電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車設(shè)有的電制動裝置也已普遍使用，貨物列車在長大下坡道上制動調(diào)速不用很大的減壓量就能順利實現(xiàn)。貨物列車緊急制動限速只要不超過《技規(guī)》的規(guī)定值，500kPa制動主管壓力的貨物列車緊急制動距離就不會超過800m。比如，按現(xiàn)行《技規(guī)》第20表，裝用高摩合成閘瓦的貨物列車，列車制動主管壓力500kPa時，其每百噸列車質(zhì)量的換算閘瓦壓力不低于180kN時，在平道上的緊急制動限速已達(dá)到87km／h，這已經(jīng)足以滿足當(dāng)前一個時期貨物列車運行速度的需要。至于長大下坡道區(qū)段，一般都有小半徑曲線，比如20‰的下坡道的最小曲線半徑多為300m，因為曲線半徑的限制，其線路限速不超過70km／h。因此，取消600kPa制動主管定壓，對貨物列車在長大下坡道上的運行速度不會帶來很大限制。從全鐵路的現(xiàn)實情況來看，在《行規(guī)》中規(guī)定貨物列車制動主管定壓600kPa的某些區(qū)段，只有部分鐵路局有此項規(guī)定，多數(shù)鐵路局則沒有此規(guī)定。如沈陽鐵路局對30‰、南昌鐵路局對18‰的長大下坡道，貨物列車一直沿用的是500kPa制動主管壓力，幾十年來也未因此在安全運行上發(fā)生問題。這就證明長大下坡道區(qū)段貨物列車制動主管壓力規(guī)定為600kPa并不是真正必需的。

3 結(jié)束語

貨物列車制動主管壓力定為600kPa弊大于利。如果所有貨物列車制動主管壓力全部規(guī)定為600kPa，上述的幾種弊端可能更加凸顯。其中最大的問題有兩個：第一，貨車車輛輪軌黏著能力沒有采取特別有效的提高措施，制動主管壓力全部提高到600kPa，貨物列車緊急制動時車輪滑行將會增多。為避免發(fā)生大量車輪滑行，可能需要普遍調(diào)整制動傳動裝置杠桿的結(jié)構(gòu)尺寸，降低貨車的制動倍率，其工作量之大可想而知。如果真的這樣，一方面提高列車制動主管壓力，另一方面又去降低制動倍率，以便使貨車制動力與輪軌間的黏著能力匹配，那么提高制動主管壓力就成了多余。第二，貨物列車制動主管壓力全部規(guī)定為600kPa后，列車制動主管壓力與機(jī)車總風(fēng)缸壓力差減小，機(jī)車制動機(jī)的供風(fēng)通路以及機(jī)車車輛折角塞門通風(fēng)孔斷面積并沒有加大，制動后再充風(fēng)時間必然延長，如果不把機(jī)車的總風(fēng)缸定壓從750～900kPa提高到850～1 000kPa，在長大下坡道上連續(xù)制動時，可能出現(xiàn)充風(fēng)不足現(xiàn)象，如多次充風(fēng)不足疊加，司機(jī)又是按正常減壓量進(jìn)行操作的情況下，有可能造成列車失控，存在嚴(yán)重的安全隱患。對于客車來說，因為編組輛數(shù)少，用風(fēng)量少，充風(fēng)時間短，而且其制動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)已經(jīng)是按制動主管壓力600 kPa設(shè)計的，這個問題并不嚴(yán)重。而對編組輛數(shù)越來越

多的貨物列車，則不得不倍加關(guān)注。要提高機(jī)車總風(fēng)缸壓力也不是一件簡單的事，可能還要考慮提高總風(fēng)缸的機(jī)械強(qiáng)度，此外，由于用風(fēng)量的增加，是否需要提高空氣壓縮機(jī)的功率和打風(fēng)能力等一系列問題要統(tǒng)籌考慮。鑒于貨物列車制動主管壓力統(tǒng)一定為600kPa牽涉問題很多，尤其是對行車安全造成的隱患應(yīng)當(dāng)引起注意。為慎重起見，建議鐵道部組織有關(guān)機(jī)車、車輛、制動機(jī)設(shè)計、運用方面的專家對這一重大決策的可行性、安全性做出論證和評估，根據(jù)需要做一些專門試驗，加以驗證，然后再作決定，避免給今后安全管理留下隱患。

［1］鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］TB／T 1407-1998列車牽引計算規(guī)程［S］.

［3］孫中央.列車牽引計算實用教程［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.

［4］張中央.列車牽引計算［M］.北京：中國鐵道出版社，2006.