淺談提速對貨車的影響分析及檢修建議研究論文

0.引言

近年來，我國鐵路貨車經過創新與實踐，實現了提速、重載兩大跨越，技術水平快速提升，鐵路運輸能力及運輸效率顯著提高。通用貨車載重實現了由60 t級向70 t級的全面升級換代，對50多萬輛既有60 t級貨車實施了提速改造，現有運輸貨車基本具備了提速執行的條件。

2006年，我國進行了貨車時速120 km/h提速可靠性試驗，並對試驗中暴露出的問題進行了改進設計。試驗結果表明，既有提速貨車在滿足製造、改造等相關技術要求下，具備了120 km/h提速運用的條件，可以滿足120 km/h提速執行要求，具有較好的動力學性能。但是由於提速後車輛鉤緩、輪對和制動故障均會有所上升，同時沒有在實際執行中普遍實踐，因此在貨車提速前必須充分分析提速對貨車的影響，並預先採取有效措施進行應對。

1提速後對貨車安全的影響及分析

1. 1增加車鉤緩衝裝置的故障

既有60 t級貨車裝用B級鋼鑄造車鉤和鉤尾框，在提速後其裂損故障會顯著增加，可能對貨車執行安全產生一定的影響。原因主要有以下幾方面:

(1)既有60 t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框本身的強度不足。我國既有60 t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框仍然有部分爲B級鋼，其靜拉強度約爲2 400 kN-2 600 kN，如果考慮其表面質量、鑄造缺陷等因數，其最弱處的抗疲勞強度將更低。我國目前貨物編組重量一般在5 000 t以上，要求車鉤緩衝裝置的靜拉破壞強度在2 700 kN以上，因此，原來採用B級鋼材質的車鉤緩衝裝置的自身強度不能滿足提速執行的要求。

(2)提速後會加劇列車的縱向作用力。我國鐵路貨車裝用的制動機基本爲120型制動機，但重載列車編組數量和編組車型較多，各車制動機發生作用的同步性仍然有一定差異。列車提速後，由於車輛的慣性力比低速時大，加上混編列車中各連掛車輛在空重狀態的制動率不同，會導致各車減速度的差異，造成車輛之間的縱向衝動和列車縱向力加大。

(3)提速後如果機車操縱不當也會加劇列車縱向力。我國的機車型號較多，目前貨車的牽引普遍使用電力機車，其功率比過去的內燃機車大許多。列車從靜態啓動或緩解加速時，如果在尚未完全緩解的情況下將制動閥的手柄置於運轉位，可能會導致部分緩解靈敏度差的車輛無法及時緩解，在執行中處於半抱閘狀態，加大了列車的縱向衝擊力。

(4)部分超期服役的車鉤、鉤尾框抗拉強度降低。因部分超期服役的車鉤、鉤尾框使用時間較長，抗拉強度會降低，在貨車縱向力增大的情況下有可能會發生裂紋、斷裂等故障，影響行車安全。

1. 2增加輪對踏面的擦傷和剝離故障

貨車提速後，因輪軌動作用力加大，使踏面的受力狀況惡化，會增加輪對踏面的擦傷和剝離故障，同時也會引起滾動軸承故障的上升，從面增加列檢所的工作量，加大列車的摘車修理數量。輪對故障增加的主要原因有:

(1)各連掛車輛制動機對緊急制動作用的反應速度不同。當列車緊急制動時，由於混編連掛車輛制動機的反應速度不相同，會造成列車中各車輛的起始制動時間和緩解時間不一致，最先制動的車輛就容易出現踏面擦傷和剝離的故障。在列車提速後，施行緊急制動的次數可能會增加，會導致踏面擦傷和剝離的故障增加。

(2)車輪的制動熱負荷會顯著增加。列車提速後，爲了及時停車或減速，必須施加更大的制動力，車輪的制動熱負荷會顯著增加，從面增加輪對擦傷與剝離的故障。

(3)空車滑行概率會加大。輪軌的瓢着係數隨列車執行速度的增加面下降，因此貨車提速後，將會出現因不良瓢着狀態面導致空車滑行，使車輪擦傷故障顯著增加。

(4)輪對承受的垂直動載荷會增加。車輛的垂向動載荷與執行速度呈線性關係，當列車提速後，輪對承受的垂直動載荷會增加，從面使鋼軌與輪對間的接觸應力增大，同時隨着提速後車輪的轉動加快，車輪承受的疲勞載荷頻率加快，將使車輪踏面的疲勞壽命減少，因此踏面的剝離故障會增加。

1. 3制動系統的故障增多

根據我國貨車長期執行經驗，當列車提速後，制動系統的故障(如制動抱閘、制動樑裂損等)可能會增加，原因有以下幾方面:

(1)貨車提速後製動熱負荷會增加，導致制動配件的作用力加大。採用鑄鐵閘瓦的貨車制動機的軸制動功率限值僅爲244 kW，採用合成閘瓦時爲340 kW 。隨着我國貨車的重載與提速技術的發展，貨車制動系統的設計與運用必須考慮制動熱負荷的影響。由於制動負荷與速度成平方關係，因此當既有貨車從80 km/h提速到100 km/h後，在緊急制動距離不變的情況下其制動負荷約增加5000，會顯著增加制動力，面過高的制動力可能會導致空車擦傷車輪，並增加其他制動配件發生故障的概率。

(2)受緊急制動距離的限制，會顯著增加制動熱負荷。受原有緊急制動距離800 m的`限制，貨車提速後車輪制動熱負荷會顯著增加，如果要求不增加制動熱負荷，必須延長貨車的緊急制動距離。目前我國70 t級貨車在120 km/h初速下的緊急制動距離限值己延長到1 400 m。由於制動熱負荷對輪瓦作用會產生不利影響，在提速前需要按最不利條件進行制動熱負荷的校覈。

(3)列車提速會增加制動空走距離。我國現有貨物列車的編組重量普遍在5 000 t左右，編組數量達到了60輛以上，因此提速後會增加列車制動空走距離。爲了在規定的制動距離內停車，在機車制動時需要比提速前有一定的操作提前量。

(4)制動裝置的使用頻率會提高。貨車提速後，制動裝置的使用頻率會提高，從面提高制動配件出現故障的概率。

1. 4車體和底架附屬件故障會增多

貨車提速後，由於列車縱向衝動和垂向動載荷會加大，一定會導致車體和底架附屬件故障增多。

2檢修建議

2. 1加強貨車檢修工作

貨車提速後，由於運用工況進一步惡化，因此必須提高貨車檢修質量，將檢修規程規定的質量標準作爲檢修工作的最低標準，以提高貨車檢修質量。

2.2對不適應提速執行的零部件進行更新改造

由於貨車提速後會直接或間接引起制動和鉤緩裝置的故障，因此在提速前必須對不適應提速執行的制動裝置和鉤緩裝置進行更新改造，積極推進制動和鉤緩裝置的更新換代，如用E級鋼鍛造鉤尾框取代鑄造鉤尾框，用E級鋼材質的車鉤取代B級鋼或C級鋼車鉤。

2. 3統一運用貨車轉向架種類

可利用報廢車拆解下的轉K2型轉向架配件，加快對裝用轉8B(轉8AB)型轉向架既有貨車換裝轉K2型轉向架的檢修改造，以提高貨車執行品質，同時可統一運用貨車轉向架種類，方便檢修與維護，更好地滿足貨車提速需要。

2. 4嚴格除鏽和探傷檢查

進一步加強車鉤緩衝裝置、走行部大部件的除鏽和探傷檢查工作，杜絕漏探和漏檢現象的發生。

2.5加強貨車的臨修工作

由於提速後貨車臨修故障會增加，因此應加強貨車臨修故障處理能力建設，完善貨車臨修作業條件和工裝設施，使主要列檢作業場所具備貨車站修能力。同時要加強臨修故障的搶修，使貨車臨修故障得到及時處理，全面適應全天候處理臨修故障的需要。