浅析我国驼峰溜放车辆调速系统

曾霞　廖自威　刘逸　姜春梅　龙腾子

摘 要:铁路编组站对溜放车辆的速度控制是驼峰作业能力和编组站效率的重要标志,也是调车作业的关键。我国编组站的调速技术经过三十多年的发展,调速设备和系统不断改善,为实现编组站的现代化发挥了重要的作用。

关键词:调速原理调速系统减速器

中图分类号:U284 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0103-01

1 调速过程及原理

当需要解体的列车到达编组站之后,调车机车与车列连挂,将车列推上峰顶平台,车列在提钩后进行解体溜放。每钩车经过驼峰加速坡、中间坡等最后与停留车安全连挂或者在调车线尾部停车。(如图1）

如图1所示,机车推送车列至峰顶平台,摘钩后,钩车获得重力势能和初动能,即:,车组经过加速坡后能量为:

车组经过第一和第二制动位后能量为:,以此类推……,车组与停留车连挂或者停车。

最后,若,车组与停留车安全连挂;若,车组在调车线尾部停车。

—车组质量,kg;—驼峰的相对高度,m;—摘钩后初速度,m/s;—考虑车轮转动惯量的重力加速度,m/s2;—车组在不同区域的速度变化量,其中,m/s;—安全连挂速度,m/s。

对溜放车组调速过程是一个能量转换的过程。车组在摘钩时获得重力势能和初动能。在溜放的过程中,每钩车经道岔区的阻力、调速设备阻力、空气阻力、车辆自身机械阻力等的作用后,能量被消耗,最后与停留车连挂或在调车线尾部停车。

2 我国现阶段的调速系统

2.1 点式调速系统

点式调速系统由减速器、雷达测速、测阻、测重、测长、计算机等设备构成。减速器动作机动灵活,车组通过减速器的速度比较高。但该系统对油轮、薄轮等货车减速器的制动力衰减较大,影响制动效果和作业安全。

2.2 连续式调速系统

2.2.1 股道全减速顶连续调速系统

该系统在驼峰溜放部分不设减速顶,车组通过调车线头部顶群,将速度降至安全连挂速度。它的优点是设备简单,对薄轮、大轮、油轮车均可得到较好的减速效果。系统内各顶能独立工作,个别损坏时不影响全局。但减速顶残余功过大,危及作业安全,有时会造成堵门,影响驼峰效率。

2.2.2 驼峰全减速顶连续调速系统

该系统从驼峰溜放部分即装减速顶,使驼峰纵断面和减速顶结合,对车组进行连续调速,保证车组与停留车安全连挂。该系统车组安全连挂率高,能减少机车下峰整理的时间,提高驼峰工作效率。但对大车组较多、空重混合的车流作业比较困难。顶群长度对调车组有效长影响较大,机动性较差。

2.2.3 微机可控顶连续式调速系统

它的优点是克服了普通减速顶在调速过程中线路变化、气候条件等不利因素的影响。可控减速顶在失去控制时可导向作业安全,可作驼峰全减速顶调速系统使用。

2.3 点连式调速系统

2.3.1 驼峰减速器—减速顶点连式调速系统

该系统借助车场减速器进行短距离打靶,使溜放车组以5～10km/h的速度进入减速顶控制区,使难、易行车保持连续速度溜行,直到与停留车安全连挂。该系统将减速器和减速顶两种调速设备结合,减速器可根据溜放车组的走行性能进行变速控制,在减速顶控制的区段,可使车辆实现安全连挂。

2.3.2 减速器—推送小车点连式调速系统

该系统利用半自动控制的车场减速器对车组实行“允留打靶天窗”,根据溜放车组的走行性能进行变速控制,使车组与停留车安全连挂,由设在减速器后的推送小车负责推送整理,直到全部安全连挂。

点连式调速系统是我国编组站普遍使用的调速系统,使用该系统可以达到较高推峰速度,提高驼峰作业效率。

3 我国编组站减速器调速技术及问题

3.1 我国常用的减速器调速方式

我国减速器速度控制方式主要采用两种。一是“拦头制动”法,该方法占用减速器的时间长,车组通过减速器的平均速度低,不利于提高驼峰作业效率;另一种方式是“放头拦尾”法,减速器先置于缓解位,当车组通过减速器时,先放过车组的部分轴数,当减速器剩余的制动能高稍高于车组需要消耗的能高时,减速器对车组采取制动。使用该方法车组在减速器上具有较大的平均速度,能提高驼峰的能力。

3.2 减速器调速技术存在的问题

3.2.1 减速器参数设置问题

铁路货运向着高速和重载发展,现阶段的调速系统对重载车辆的速度控制问题日益突出,主要表现在调速器的参数设置问题。减速器的计算出口速度主要由减速器制动能高、车辆轴重和车辆速度决定,而减速器设计时是针对轴重为21t的车设计的,设计参数难以满足轴重为23t车的制动需要。

3.2.2 减速器制动能高问题

现阶段减速器的制动能高满足不了重载的需要。减速器的计算出口速度确定了“放头拦尾”开始控制轴数,并根据车组的能高来计算放头轴数,由于车组轴重增加,造成出口速度偏高。如果减少放头轴数,减速器对车组速度控制的机械强度不够,将造成减速器的损坏。

3.3 减速器调速方式的改善

为改善调速系统的控制参数对重载不适应问题,应根据轴重情况更改、细化参数,提高速度控制精度。能高不足问题可通过增加减速器单位制动能高或者增加减速器的长度来提高减速器整体的能高。国外主要采用“均衡制动”法进行制动,当车组还未进入减速器时减速器已处于制动状态,当车组降到计算出口速度时才进行缓解。“均衡制动”是较为科学的制动方法,但因我国减速器等级不可调,这种调速方式不适用。

4 结语

我国编组站的调速系统经过三十多年的发展,已经从采用手闸、铁鞋等制动到现在的连续式、点连式调速系统,编组站的能力和效率得到了大幅度的提高,为我国的铁路运输和国民经济的发展做出了重大的贡献。