我国铁路调车场驼峰调速设备发展的探讨

宋 毅

（中国铁道科学研究院 运输及经济研究所，北京 100081）

1 我国铁路驼峰调速设备概述

铁路编组站在现代化的技术改造过程中，调速设备应不断适应技术发展的需要，这对保证驼峰作业效率、提高列车编解速度，以及保障车辆溜放安全有着决定性的作用。

驼峰调车场的车辆调速作业按照功能区域可划分为推送区、驼峰溜放区、打靶区、编尾安全区；主要调速设备包括：减速器 (液压、风压、电动等类型)、减速顶、加速顶、可控顶、液压或电动型撑轮减速器、停车器、铁鞋等，按其不同功能应用在各个区域，以实现控制驼峰溜放速度的目的。

大中型调车场驼峰制动位普遍采用减速器调速，制动能力大、效率高，可与自动化控制系统接口，能重复制动，有效控制出口速度，与减速顶一起可以构建点连式调速系统。小型驼峰一般在编组场入口设目的制动位，通常采用可控顶调速或全减速顶系统。采用减速顶或可控顶群布置在调车场入口处，可以起到车场制动位的作用，但随着货车自重的增加，使顶群布顶数量越来越多，占用线路距离长，控制效果不稳定，维修量大，致使运营效益下降。如果货车总重继续增加，顶群布顶数量将超过允许范围[1]。

为了克服减速顶群布置超长问题，个别小型驼峰在车场制动位开始采用撑轮式简易减速器，这种减速器安装控制较简单，但其制动能高不大，当车辆溜放速度较高时，能高不足；而且这种减速器动作缓慢，不能满足重复制动要求，如果车辆解体效率要求高，隔钩车在减速器上撞车的可能性显著增加。

由此可见，我国铁路编组站调车场中大部分应用的是减速器、减速顶等机械摩擦类或液压抬升类调速设备，而这些调速设备存在性能不稳定、制动效果不理想、维修成本高等问题。因此，研制适合我国铁路调车场的调速设备具有重要意义。

2 国外调速设备的发展与演变

19世 纪 80 年代，世界上第一个驼峰调车场诞生后，一直沿用手闸和铁鞋的人工制动方式。直到 1929 年，新型机械调速设备——钳式缓行器 (减速器) 的试验成功，推动了驼峰调速技术的全面发展。从 20 世纪 20 年代至 60 年代，各种减速技术得到了迅速发展，使驼峰编组场的作业能力、效率和运输安全有了很大提高，大大改善了工人的劳动条件。在此期间，美国、德国、法国、英国、日本、原苏联、比利时、奥地利、瑞典、瑞士等国家的铁路，相继研究、试验、应用了各种减速器，如美国的钳夹式减速器、德国的橡胶轨式减速器、瑞典的螺旋滚筒式减速器、法国的自能源减速器、日本的直线电机加减速器等，在列车编解作业过程中显示出巨大的优点和作用，从而逐步取代了铁鞋。但是，随着生产对铁路运输能力要求的进一步提高，车列长度、载重量和编组场站线的有效长不断增加，钳式减速器控制系统难以保证车辆安全连挂，常常造成途停和冲撞。20 世纪 50 年代，英国率先开始研究新式调速工具，以弥补减速器存在的不足。1959年英国道蒂公司研制成功了世界上第一个液压加减速顶，并于 1965 年在廷斯雷建成了世界上第一个完全采用液压加减速顶进行自动化调速的驼峰编组站。随着液压加减速顶在英国取得的巨大成功，液压加减速顶迅速在许多国家得到推广和运用，如日本的高崎站、德国的纽纶堡站、美国的奥克拉哈马站、奥地利的维也纳站等等[2]。

纵观世界驼峰发展史可以看出，调速工具的演变过程大致是铁鞋—减速器—减速顶。然而，在减速顶获得迅猛发展的同时，也显现出其性能不稳定、维修量大等弱点。为此，各类减速器仍然在不断发展创新，弥补其不足。电磁减速器便是其中之一，第一台电磁减速器于1928 年在德国的马格捷堡布克考编组站安装试验，减速器长12 m，在两边的移动钢轨下面安装了 16 个线圈，经过试验，减速器制动的柔韧性和控制性得到了有效的验证。

瑞士铁路从 1965 年开始使用电磁车辆减速器。最初使用的是单轨减速器，直到1985年还有 20台在使用中。1983 年第一个短线圈方案投入试验，1992 年又与 FEW 工厂合作研制成功了 E92 型电磁减速器，1993 年第一批 E92 减速器在巴塞尔编组站投入使用。由于该类减速器需要的技术养护人员数量少，制动调速效果好，瑞士铁路逐步在其他编组站推广采用该类减速器。

目前世界上只有少数几个技术先进国家掌握电磁减速器的制造和使用方法，如德国、瑞士、俄罗斯等。其工作原理属粘滞式技术，具有科技含量高、使用效果好、运用成本低、安全性能可靠、噪音小、使用寿命长等优点，该技术在以上国家运用多年并得到广泛认可，正逐步扩大其使用范围。

3 我国铁路调速设备发展电磁减速器的探讨

目前国外电磁减速器正逐步得到扩大使用，主要采用埋设在路基下的涡旋式电磁减速器技术，其工作原理是：电流通过线圈时形成磁场，当车辆从磁场通过时，将会对车轮产生强大的粘滞力，对车辆的运动产生阻尼作用，因而可以对车辆起减速作用。

德国是使用电磁减速器较多的国家，主要应用于车场制动位 (德国称作编组线减速器)，一般车辆进入减速器的速度为 4.0～4.5 m/s (14.4～16.2 km/h)，出口速度几乎是固定的 1.5 m/s，减速器布置在最后分路道岔的警冲标后 15 m，型号为 EDG93 型。

根据德国的运营经验，由于电磁减速器是非接触式制动模式，制动过程中移动部件少，产生机械磨耗很小，设备机构可以长期维持在很好的状态，其使用成本和维修费用很低。另外，电磁减速器采用非接触式制动，具有一定的安全可靠性，而且也可以安装在曲线线路上使用。

采用钳夹式减速器制动时，要考虑减速器的全缓解时间，需要控制系统估算缓解时间，提前发出缓解指令，最后可能形成控制误差。采用电磁减速器时，缓解速度快，断电即缓解，没有滞后现象，控制误差可以显著减少。

综上所述，电磁减速器具有制动速度快、可以重复制动、不受气候条件影响、控制精度高、构造简单、维修量小、占用距离短、受车轮状态影响小，并可以在弯道上使用、噪音低等优点。因此，研究借鉴国外铁路调车场调速设备，发展适合我国铁路调车场的调速设备具有重要的现实意义。

[1] 吕佰铨，王 潜. 既有编组场在适应重载运输要求下的减速顶设备改造方案[J]. 减速顶与调速技术，2007(4)：8-11.

[2] 李 玉. 中小型编组站调速系统的综合分析[J]. 减速顶与调速技术，1995(3)：13-20.