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我国铁路货车制动系统发展与运用现状

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：童毅李佳

[导读] 摘要：近年来，车辆技术的重要性和轨道车辆投入运行的速度越来越明显地表明，车辆制动系统在车辆安全方面起着关键作用。

        北京中车重工机械有限公司北京市 102249
        摘要：近年来，车辆技术的重要性和轨道车辆投入运行的速度越来越明显地表明，车辆制动系统在车辆安全方面起着关键作用。随着近几年国民经济发展及其对铁路运输的需求，中国铁路货车快速、重载已成必然发展趋势
        关键词：铁路货车；制动系统；现状与趋势
        引言：
        伴随着经济的迅速发展和生活水平的提高，人们面临着越来越大的环境和能源危机，对铁路货车厢的需求也越来越大。现代人不仅需要良好的动机，而且需要安全、环境和能效。我国货车转向架经过近几年来的大力发展和持续改进，已经基本定型，故制动技术成为货物列车今后发展的关键。
        1铁路货车制动系统发展现状分析
        1.1铁路货车制动系统普遍可靠性较差
        而实际使用铁路货车厢时，我们的铁路货车厢功能系统生产水平低，往往达不到设计要求，铁路的检测工具相对薄弱，导致铁路货车厢功能系统可靠性较差。同时，铁路货车辆日常维修中使用的材料和铁路货车辆对其可靠性有很大影响。
        1.2铁路货车在减压过程中时常发生紧急制动
        当轨道车正常运行期间汽车制动阀出现故障时，往往会出现紧急制动，影响整个列车的安全运行。因此，作为日常检查的一部分，有必要分别确定紧急阀的用途，例如，及时交流问题。
        1.3铁路货车在平常制动缓解时不能发生缓解现象
        在轨车运行时，松开制动时制动缸活塞杆不会退下，因此也不会松开。此状态通常由制动汽缸或控制阀故障引起。这些问题是我们的高度优先事项，对铁路货车厢的安全运输构成更大的危险。
        1.4铁路货车制动系统的适应能力
        当前，铁路专用列车车辆常用制动系统适应能力较弱，但对传统列车制动具有高度适应性。但是，如果在运输过程中有专用铁路货车辆，例如，公共和开放铁路，由于刹车形状与安装不符，很难满足这些铁路的制动需求。
        2重载货车制动的问题
        开行重载列车的关键问题，一是机车牵引动力，二是列车制动，尤其长大列车制动问题更加突出。货车制动系统的性能是保证重载列车安全运行的关键问题。
        今后重载列车的继续发展包括货车大型化和扩大列车编组辆数两个方面，对货车大型化而言，目前主要是发展 25t 轴重货车的问题，在制动方面，通过计算比较可见，25t 轴重货车要比既有 21t 轴重货车的闸瓦压力提高 20% 左右才能满足同样制动距离的要求，其制动热负荷和列车纵向力也要相应增加，根据计算结果离限值要求尚有一定的裕量，但空车位制动力的相应增加导致粘着问题。因此关键是必须改进现有的空重车调整装置，解决空重比不合理的问题。
        在列车编组辆数方面，根据运输需求和主要干线1050m 站线有效长度的客观条件，我国重载货物列车现有的发展方向仍以编组 60辆左右的 5000t 级列车为主。通过研究表明，我国现有的货车制动系统能够适应 25t 轴重 60辆编组即6000t 级重载列车的基本要求，特别是满足纵向力不超过 2000kN 的要求。目前的矛盾是重载列车的空气制动空走时间较长，在 90km/ h制动初速下的制动距离安全余量不多，提速将导致更长的制动空走距离。因此，现有货车空气制动系统已不能满足重载货车进一步提速的要求。对新造货车制动系统的设计要同时适应重载和进一步提速的要求确有较大的难度。但展望未来，货物列车包括重载列车的提速也并非没有可能性，例如近年来在北美铁路上己开行电空制动方式的重载列车，利用这种先进技术不仅能解决列车纵向冲动问题，也可以使制动空走距离大为缩短而达到提速的目的。这种新型的货车电空制动还具有检测折角塞门关闭、ECD芯片损坏报警等安全保障功能，因此是重载列车技术装备的一大突破。
        3铁路货车制动系统发展的新趋势
        运输业为跨界发展提供了新的机会。同时，铁路货车加宽系统发展的迫切性越来越重要。

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该铁路为技术合作和化学品引进制定了原则，并为我们指明了方向。制动系统还必须按照以下步骤进行。
        3.1铁路货车系统的完整性
        随着铁路货车辆功能的逐步发展，制动系统也应共同开发和协调。作为整个轨道交通的制动系统，不能单方面考虑发动机或铁路货车制动的一个方面，而应考虑整个系统。铁路货车的发展应适应铁路货车功能技术的发展，应充分考虑。两个相辅相成的领域共同推动了汽车系统的整体发展。
        3.2铁路货车制动系统性能的可靠性
        轨道车辆的安全取决于制动系统，其中制动性能的可靠性是一个重要问题，随着生产设施的改善，我们铁路货运站的性能将进一步提高。但是，对于地理、高频和紫外土壤，需要提高铁路载波制动系统的可靠性，以满足应用需求。
        3.3高速、重载对铁路货车制动技术的新要求
        高速铁路制动系统的要求应高于传统制动系统，高速制动系统问题的解决主要包括：（1）制动距离。为了确保车的安全，铁路货车的制动距离应尽可能缩短。铁路运输的制动距离可以通过复合铁路货车辆中的制动、较大的制动电阻或通过降低轨道运输的飞行时间来最小化。（2）辅助制动。例如，对于具有湍流铁路的卡车或具有磁性铁路的卡车，将使用非粘弹性铁路制造卡车。（3）车轮滑动。要解决高速车轮对的滑动问题，可以根据速度级别分配轨道交通的制动速率，将其完全固定，并使用高性能轨道交通工作台机车。当铁路货车辆行驶在轻微滑动的道路上时，例如，在潮湿的泥路上起动或加速时，驱动轮滑动。然后前齿轮失去运动能力，后齿轮失去稳定性。这意味着制动控制方法可以操纵驱动或减少跟踪电机的电机输出以及驱动和优化驱动的列车之间的电机输出，从而优化驱动旋转。自动驾驶仪是在制动约束的基础上发展起来的。现代高端汽车始终将固定制动系统（ABS）和固定制动系统（ASR）连接起来，形成统一的轨道交通保护系统。
        3.4铁路货车制动系统逐渐走向电子化
        随着汽车工业的进步，液压制动已成为成熟的技术，固定装置、电子稳定控制和机车控制已经纳入铁路货车辆功能。这使得铁路货车辆的设计变得越来越复杂，使得维修和装配更加困难。该系统要求与电子技术的步骤保持简单、多功能和高度一致性。车轮负载平衡制动系统的各个组成部分目前在一定程度上是电子的。你只控制动力，打开列车的刹车，发出有效的刹车信号。整个制动系统由新的电子制动器和中央控制单元控制。每个制动电阻都有自己的控制单元。此前的电子制动技术仅适用于航空领域，但现在铁路运输领域有所改善。电机制动可通过传统制动时间来实现：（1）列车性能所需的制动时间和列车制动距离。（2）轨道交通结构比较简单，系统质量比传统制动系统低得多，整体车辆质量较低；（3）轨道交通系统没有管道，但连接电缆，寿命更长。（4）促进铁路货车厢的升级改造，并与铁路货车厢通信网相结合，以便实现集中管理和信息共享；（5）铁路运输系统的建造、装配、调整和校准速度更快，便于向模块化结构过渡。
        结束语：
        无论如何，铁路货车应该经常刹车。轨道交通制动系统的质量直接影响交通和人身安全。制动性能对于铁路运输至关重要。当前铁路制动系统正朝着电子制动的方向发展。完整的发动机控制用其巨大的优点取代了传统的液压制动装置。铁路货车厢的电子制动系统集成到电气和电子部件以及无人驾驶飞机中，使未来的铁路货车厢没有孤立的电子制动系统。但是制动技术的发展受到了整个铁路和汽车行业发展的制约，铁路货车辆必须与巨大的潜在市场电力活动相连接。先进的电子和信息技术方法不断应用于铁路货车厢的电子制动系统。
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