客货列车平稳操纵动车论坛

《客货列车平稳操纵动车论坛》由会员分享，可在线阅读，更多相关《客货列车平稳操纵动车论坛（43页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、客货列车平稳操纵前 言列车平稳操纵主要体现在列车的行车安全，运行正点，起停平稳，停车位置准确，机车不空转、内燃机车不冒黑烟等几个方面，这是对机车司机在操纵列车方面的基本要求。怎样才能掌握列车平稳操纵的基本方法操纵好列车呢？主要是要掌握机车性能，了解列车特性，提高列车牵引理论水平，不断总结列车操纵实践经验。2001年11月上旬，郑州局对部分区段旅客列车平稳操纵进行了一次检查，大部分司机停车对标不准，主要问题是初次减压量不适当，靠多次追加强行对标，反映出平稳操纵基本功较差。为帮助大家学习客货列车平稳操纵，根据列车牵引计算规程和孙中央同志编著的列车牵引计算规程实用教程，结合多年牵引试验和操纵实践经验

2、编写了本材料，以资参考，不妥之处，欢迎批评指正。第一节 作用在列车上的各种力这里所讲作用在列车上的各种力，是指影响列车运行、引起列车纵向波动的纵向力，不含上下左右的作用力。作用在列车上的外力主要有：机车牵引力、黏着力、阻力和制动力。一、 机车牵引力 机车牵引力是与列车运行方向相同并可由司机根据需要调节的外力。机车动力装置发出的扭矩，经传动装置传递，在各动轮周上形成切线力，依靠轮轨间的粘着产生由钢轨作用于各动轮周上的反作用力，从而使列车发生平移运动。这种由钢轨作用于动轮周上的切向外力之和，即为机车轮周牵引力，简称机车牵引力。由于机车类别、机型、结构、用途的不同，机车在牵引性能方面，显示出不同的特

3、性。机车的牵引特性如图 15所示。 图 1 内燃、电力机车牵引力与速度的关系 图2 SS3B型电力机车牵引电机电流与运行速度的关系采用恒流准恒速控制的电力机车，其牵引电机电流随运行速度和手柄级位数变化，由微机实行特性函数控制。SS3B型机车特性控制函数为 取最小值 （ 1 ） 式中 牵引电机电枢电流，A。 级位； 机车速度，km/h。公式（1）表示牵引电机电流与级位和运行速度的关系。当级位和速度一定时取三者中的最小值。其中是牵引电机电流的最大值，式决定水平线段的电流值，式决定斜线段的速度范围。 图3 SS3B型电力机车牵引力与运行速度的关系采用无级磁场削弱的机型，牵引特性曲线图上最外方的曲线是

4、最深磁场削弱工况。采用恒流准恒速控制调速方式的机车，牵引特性曲线图上所标的级位是“名义级位”。实际上级位是连续（无级）的，即名义级位间的位置也可以使用。这种控制方式的机车牵引特性有一个值得注意的特点，即在某一名义级位下，低速段是一段水平线，即牵引力为常数，然后转为沿斜线下降，到一定速度，机车牵引力会降为0。牵引力开始下降和降为0的速度与名义级位有一定关系，这种关系是由该型机车的特性控制函数决定的。牵引特性曲线图上牵引力水平线与斜线的交点速度与级位的关系可以由机车特性控制函数式和式相等的条件求得。如：SS3B型机车= =即当速度值等于级位数的8倍时出现水平线与斜线的交点。 图4 SS3型电力机车

5、牵引力与运行速度的关系图中带阴影的是粘着牵引力曲线，另有若干条标明级位的是牵引电机牵引力曲线。在有级磁场削弱的机车牵引特性曲线图上，满级位的牵引力曲线右上方有三条（级、级、级）磁场削弱工况下的牵引力曲线。连接最高级位满磁场和级（或最深）磁场削弱牵引力曲线上方的一段曲线表示受牵引电机持续电流限制的牵引力。 图5 SS3B型电力机车电阻制动特性曲线各型机车计算重量、最低计算速度、最大计算牵引力、计算起动牵引力如表1所示。表1 各型机车牵引主要数据机 型机车计算重量最低计算 速度 最大计算 牵引力 计算起动 牵引力 最大运用速度机车全长起动牵引力 限制条件SS113843.0301.2487.395

6、20.4粘着SS313848.0317.8470.010021.4粘着*SS3B13848.0316.7490.010021.4粘着*SS3B（双节重联）213848.0635.6941.810042.8粘着SS429251.5431.6649.810032.8粘着*SS4改29251.5436.5628.010032.8粘着*SS4B29250.0450.0628.010032.8粘着*SS4C210050.0450.0628.010032.8粘着*SS613848351.0485.010021.4粘着*SS6B13850337.5485.010021.4粘着SS713848.0351.05

7、30.010022.0粘着*SS7C13276220310.012022.0起动电流*SS7D132112147240.017022.0起动电流*SS7E12696171245.017020.8起动电流SS88899.7127.0230.017017.5起动电流*SS912699.0169.0286.017022.2起动电流6K13848.0360.0512.810022.2粘着8G29250.0455.0627.010034.5粘着*8K29248.0471.0654.210036.2粘着*DJ1（交流传动）292/100）50.0461700/76012035.2起动电流*DJ （交流传动

8、动力车）82105206.0264.0210起动电流*DJJ1 （交流传动动力车）78105164.0211.021020.5起动电流DF4H13520.0302.1401.710021.1起动电流DF4K13524.0251.6346.312021.1起动电流DF4BH13821.8313.0442.210021.1粘着DF4BK13829.0235.2325.312021.1起动电流DF4CH13824.5301.5442.210021.1粘着*DF4DH13824.5341.2442.210021.1粘着*DF4DK半悬挂13839.8215.0302.613221.1起动电流*DF4D

9、K全悬挂13851.8160.9232.617021.1起动电流*DF4DJ（交流传动）13819.9444.0555.014521.1DF7D13216.0308.7429.310018.8起动电流DF813831.2307.3442.210022.0粘着*DF8B138/15031.2340.3480.010022.0粘着*DF8BJ交流传动）138/15028.8410520/56012022.3试验值*DF10F24028.2430605160起动电流DF1113865.6160.0253.017021.3起动电流ND211825.2155.7265.012017.4起动电流*ND41

10、3824.0304.0411.010023.0粘着ND513522.2360.0439.711819.9粘着DFH38530.0157.0254.012018.6变扭器转矩*NY713022.0370.0455.011323.5粘着注：1表中机型前带*号的数据取自“预期特性”； 2计算重量又称整备重量。对所有轮对都装有牵引电机的机车，其计算重量也就是计算粘着重量，当机车部分轮对不装牵引电机（如新曙光号动车组的动车）时，其计算粘着重量按装电机的轴重计算，小于计算重量；3DJ1、DF8BJ、型机车带“/”的数据中，“/”的左侧数据指轴重23t；“/”的右侧数据指轴重25t（加压车铁）。 二、粘着力

11、粘着力是在牵引力、制动力作用的前提条件下，动轮不发生空转或滑行，所能实现的最大轮周力。轮周上的切线力大于轮轨间的粘着力时，在牵引状态动轮就要发生空转，在制动状态车轮就要发生滑行。其值按下式计算： （ 2 ）式中 计算粘着力，kN ； 机车计算粘着重量，t； j计算粘着系数； g 重力加速度，g9.81 m/s2。 计算粘着系数不同于（小于）理论粘着系数（轮轨间的静摩擦系数），它包含了机车轴重和牵引力分配不均、运行中轴重增减载、牵引力的波动、轮轨间纵向和横向的滑动等不利因素的影响，并且主要与轮轨表面清洁状况和机车运行速度有关。计算粘着系数的影响因素很复杂，不能用理论方法计算，只能用专门试验得出的

12、试验公式表达。试验公式表示在正常粘着条件下计算粘着系数和机车运行速度的关系（如图1所示）。机车在曲线上运行时，因运动更不平稳，轮轨间的滑动加剧等原因，粘着系数降低，尤其在小半径曲线上更为明显。粘着条件不好时可以用撒砂来改善。改进机车走行部结构可以提高粘着系数（如6K、SS7型采用B0-B0-B0轴式），使用防空转装置可以提高粘着系数的利用程度。三、阻力阻力是与列车运行方向相反，阻碍列车运行的，不能由司机控制的外力。按照阻力产生的原因，阻力可分为两类：1.基本阻力： 运行中（包括起动时）永远存在的阻力。列车在平直道上运行时，只有运行基本阻力。在平直道上起动时，只有起动基本阻力。（1）机车、车辆的

13、基本阻力由以下五个因素组成： 轴承间的摩擦。用滚动轴承代替滑动轴承，可以降低这一部分阻力。 轮轨间的滚动摩擦。 轮轨间的滑动摩擦。包括纵向滑动和横向滑动。 冲击和振动所损失的动能。 空气阻力。包括正面阻力、表皮摩擦和涡流损失。空气阻力与列车最大截面积、空气密度、列车表面形状有关，与相对速度的平方成正比。此外，机车基本阻力中还包括由牵引电机（变扭器）到机车动轴之间的机械（齿轮或万向轴）传动阻力。上述各项因素随着列车速度的高低所占的比例有变化。起动时，几乎没有空气阻力，以轴承的摩擦和机车机械传动阻力为主，轮轨间的滚动摩擦也比运行中要大得多；低速运行时，轴承的摩擦和机车机械传动阻力占较大的比例；速度

14、提高后，轮轨间的滑动摩擦、冲击振动和空气阻力的比重逐渐加大；高速运行时，基本阻力则以空气阻力为主，因此高速列车的外形流线化显得特别重要。机车、车辆的单位基本阻力与速度的关系。如图69所示。 图6 内燃机车单位基本阻力与速度的关系度的关系 图7 电力机车单位基本阻力与速度的关系 图8 货车单位基本阻力与速度的关系 图9 客车单位基本阻力与速度的关系（2）机车、车辆起动单位基本阻力电力机车和内燃机车的起动单位基本阻力均取5N/kN。滚动轴承货车的起动单位基本阻力取3.5N/kN。2. 附加阻力：个别情况下发生的阻力。如坡道阻力，曲线阻力，隧道阻力。 （1）坡道阻力是机车、车辆的重力沿轨道下坡方向的

15、分力。机车、车辆的单位坡道阻力wi（N/kN）在数值上正好等于坡度的千分数。（2）在曲线上运行的机车车辆，运行阻力大于同样条件下直线上的运行阻力，其增大部分叫曲线阻力。引起曲线阻力的主要原因是，机车、车辆在曲线上运行时，轮轨间的纵向和横向滑动、轮缘与钢轨内侧面的摩擦增加，同时，由于侧向力的作用，上下心盘等部分摩擦加剧。曲线阻力的影响因素复杂，难以用理论推导出计算公式，通常用对比的方法，经试验得出试验公式。（3）列车在隧道内运行时，空气阻力比在空旷地带为大，空气阻力增加的部分称为隧道附加阻力，简称隧道阻力。单位隧道阻力由试验确定，目前尚无正式的试验公式。基本阻力与附加阻力合在一起称为全阻力。四、

16、列车制动力 列车制动力是与列车运行方向相反，阻碍列车运行的，司机可以根据需要调节的外力。 1. 产生制动力的方法 （1）摩擦制动 闸瓦制动：以压缩空气为动力，通过空气制动机将闸瓦压紧车轮踏面由摩擦产生制动力。普通客货列车采用这种制动方式。 盘形制动：以压缩空气为动力，通过空气制动机将闸片压紧装在车轴上的制动盘产生摩擦形成制动力。我国新造客车已普遍采用。 （2）动力制动：依靠机车的动力机械产生的制动力。包括电阻制动、再生制动、液力制动，其大小受到机车动力制动功率的限制。我国电力机车普遍采用，内燃机车多数采用。 摩擦制动和动力制动的制动力，都要受产生制动力的那些车轴的轮轨间粘着力的限制，属于粘着制

17、动。制动时的粘着系数不同于牵引时的粘着系数。牵规规定的机车、车辆制动时轮轨间的粘着系数如图10所示。 图10 牵引、制动状态黏着系数与速度的关系 （3）电磁制动 磁轨制动：接通励磁电流将转向架上的制动电磁铁吸附在钢轨上，电磁铁极靴与轨面摩擦产生制动力。 涡流制动：利用转向架上的电磁铁和电磁感应体的相对运动引起电涡流产生电磁力形成制动力。直接利用钢轨为电磁感应体的称为轨道（或线性）涡流制动。 电磁制动用在高速列车上，属于非粘着制动。 2. 闸瓦（闸片）制动力 闸瓦产生的制动力，其值等于闸瓦与车轮踏面之间的摩擦力。一块闸瓦产生的制动力等于闸瓦压力与摩擦系数的乘积。 （ 3 ）闸片产生的制动力，则等

18、于闸片与制动盘之间的摩擦力换算到车轮踏面上的值。目前，我国客、货车辆上普遍使用的制动摩擦材料有：中磷闸瓦（实际上客、货列车已停止使用），高磷闸瓦，低摩合成闸瓦，高摩合成闸瓦，高摩合成闸片。 在制动计算中，为了简化列车制动力的计算，一般采用换算计算方法，即：不管同一种摩擦材料有多少种闸瓦压力值，都采取一个固定闸瓦压力作为换算摩擦系数（）的计算标准；但是闸瓦压力不加变化，又会给制动力的计算结果带来误差，这个误差可以用适当修正闸瓦压力的办法来弥补，即把实算闸瓦压力K变为换算闸瓦压力Kh，并使 （ 4 ）这样，用换算法得出的制动力与实算法得出的制动力就一样了。旅客列车常用、紧急制动的制动力状况如图11

19、、图12所示。 图11 旅客列车常用制动减压60kPa制动力与速度的关系 图12 旅客列车紧急制动的制动力与速度的关系3. 动力制动及其限制机车动力制动包括电阻制动、再生制动和液力制动。电力机车和电传动内燃机车利用直流牵引电机的可逆性原理，当制动时，将牵引电动机变成发电机，动轴在列车惯性力的推动下，带动齿轮使牵引电机的转子旋转发电，把列车的动能转化为电能而形成制动力。将电能消耗于机车上特设的制动电阻中，使之转化为热能散发到空气中去的，称为电阻制动；在电力机车上把所发电能反馈给电网加以利用的，称为再生制动，SS7型电力机车的电阻制动是再生动力制动，其特性曲线如图13所示。液力制动是液力传动内燃机

20、车的一种动力制动方式。当制动时，动轴在列车惯性力的推动下，通过齿轮传动装置，带动液力制动器内的转子在工作油中旋转，把工作油加速，在定子中工作油又被减速，从而产生扭拒，形成液力制动力。工作油把列车动能转化为热能，并进入热交换器进行循环冷却，经散热器散发到空气中去。 图13 SS7型电力机车再生制动特性曲线图第二节 列车的特性一、列车的链状弹性体特性机车和若干车辆连结在一起组成列车，机车与车辆以及车辆与车辆之间是用车钩缓冲装置连接并保持一定距离的（如图14所示），在列车运行中，由于机车牵引力、列车制动力以及线路纵断面的变化，都会引起列车纵向运动的变化，车钩缓冲装置发生弹性变形，构成了一个复杂的多自

21、由度的机械振动系统，列车就象一个链状的弹性体一样进行纵向拉伸或压缩。 这种特性为列车起动创造了良好条件，同时也给平稳操纵带来困难。 图14 车钩缓冲装置示意图货物列车使用的是3号车钩和3号缓冲器，缓冲器最大行程5860mm；普通客车使用1号车钩和1号缓冲器，缓冲器最大行程也是5860mm；快速客车使用15号车钩和G1型缓冲器，最大行程为703mm。车钩与车钩之间的自由间隙一般为1520mm（根据TB4952-85“机车车辆自动车钩连接轮廓”标准计算，两车钩连挂后的纵向间隙19.5mm），因此，当列车从最大拉伸状态转变到最大压缩状态时（如图15 所示）。 图15 列车最大伸缩量示意图列车长度的缩

22、短数值按（5）式计算。 （m） （ 5 ）式中：列车从最大拉伸状态转变到最大压缩状态列车 长度缩短数值； 缓冲器最大行程； 车钩自由间隙； 列车编组辆数。例如，（1）货物列车编组62辆，（2）快速旅客列车编组19辆，车钩自由间隙20mm，求列车从最大拉伸状态转变到最大压缩状态，列车长度缩短数值。a：缓冲器不压缩；b：缓冲器最大压缩。（1）货物列车：a： =20622=2480（mm）2.5mb： =（602+20）622）1000=17.36 m （2）快速客车：a： =20192=760（mm）b： =（702+20）192）1000=6.1 m二、列车制动过程由于列车制动作用是由列车管减压

23、，促使三通阀动作，制动缸充气等一系列过程实现的。列车的制动作用由前向后逐辆发生，制动过程分为四个阶段：（如图16所示）。 图16 列车制动过程示意图1. 从列车管减压排风开始，到最末一辆车制动缸升压时止，为第一阶段。这时，机车制动缸压力已上升到100kPa左右，列车前部制动力比后部大，后部车辆向前拥，车钩转为压缩状态（图中1线）。2. 各辆车制动缸压力在1线状态平均上升，至前部第一辆车压力升到最大值（图中2线）。列车前部制动力仍比后部大，车钩缓冲装置继续压缩。3. 各车制动缸压力由前至后均升至最大值（图中3线）。这时，各辆车制动力基本相等，在被压缩的缓冲器弹簧反拨力作用下列车车钩由压缩状态转为

24、拉伸状态。4. 制动作用保持到停车或缓解。列车纵向波动过程逐步消失。 三、各型制动机的制动、缓解波速及传递时间的计算制动机型式： GL3 104 103 GK 120 ABDW常用制动（m/s）83115 165174 180 81 225255 120紧急制动（m/s）127150 196207 240 160 270280 293缓解波速（m/s）： 80 70 195 150例如：(1) 5000t重载货物列车，GK型制动机，计长81点，SS4型机车牵引。列车长 L=33+8111=924（m）； 制动波传递时间 tz =92480=11.55（s）； 缓解波传递时间 th=92470=

25、13.2（s）。 (2) 普通旅客列车20辆，GL型制动机，DF4型机车牵引。 列车长 L=21+202.211=505（m）； 制动波传递时间 tz =505100=5.05（s）； 缓解波传递时间 th =50580=6.3（s）。四、机车、车辆制动特性的差异列车制动特性包括机车与车辆间和车辆制动机本身的特性。以内、电机车和普通客车为例，从列车管减压到制动缸压力开始上升的时间，经实际测试DF3型机车是1.5s，22型客车是2.5 s，车列的第一辆和末一辆又要相差34 s。机车制动与车辆制动比，机车上闸快,制动力强，反映出机车、车辆制动机特性不匹配（如图17（a）所示）。如若采用一些办法（如

26、制动时机车缓带闸或在机车上加装切控阀），让机车的上闸时间推迟23s，且制动缸压力缓慢上升（如图17（b）所示），列车制动时就比较平稳了。 图17 机车、车辆制动缸升压曲线示意图五、列车制动时冲动力的计算列车制动时最大压缩力用（6）式计算： （ 6 ） 式中：列车制动时最大压缩力。 计算常数。 列车总制动力。 制动波传递时间。 制动缸充气时间。 单位制动力。 机车重量。 车列总重。 重力加速度。从公式（6）可以看出，列车制动时压缩力（冲动力）的大小与列车总制动力的大小成正比，与制动波的传递时间成正比，与制动缸的充气时间成反比，与列车编组辆数的平方成正比。而制动波的传递时间和制动缸的充气时间与制动

27、机类型有关，对司机来讲也可以说是客观存在。因此，欲要减小列车制动时的冲动，只能从提高操纵技术，合理控制列车制动力，即适当掌握减压量和制动时机来解决。从对部分司机制动操纵的检查中发现，同一列车有的司机操纵平稳，有的司机操纵就不平稳，究其原因，除对平稳操纵是否重视外，操纵技术也有很大关系。造成列车严重冲动有以下两种情况：1. 制动时初次减压量大，制动距离短；2. 初次减压量小，控制不住列车速度，被迫短距离内大量追加或连续追加。以上两种情况都有可能使列车制动力达到很大的值，造成初次减压制动时、追加减压时或停车瞬间发生冲动。 六、列车的制动力特性由于车辆制动缸鞲鞴行程长短不一，闸瓦材质不同，同一类型的

28、列车，在同一速度同一减压量的情况下，实际制动距离差别很大，我们把呈现在列车制动力方面的这种特征叫做制动力特性。列车的制动力特性一般可分为中等、弱等和强等（如图18所示）。 图18 列车的制动力特性示意图七、货物列车副风缸再充气时间（S）车辆副风缸再充气状态对正确掌握减压量和列车制动力影响很大，牵规提供了货物列车副风缸再充气时间（如表2），旅客列车可作参考。 表2 货物列车不同减压量副风缸再充气时间（列车管500kPa） （辆） （Kpa） 20304050607080 60 22 29 38 52 70 84 98 100 34 55 72 93 120 145 172 120 48 65 8

29、8 116 147 180 212 140 60 82 110 140 174 212 252 货物列车不同减压量副风缸再充气时间（列车管600kPa） （辆）（kPa） 20 30 40 50 60 70 80 60 26 35 45 62 84 102 122 100 46 63 84 106 135 164 201 120 56 76 102 128 160 196 240 140 65 90 121 150 185 228 280第三节 影响制动距离的因素一、列车制动距离列车制动距离是指自制动开始（移动闸把或监控装置“放风”）到停车（或缓解）列车所走的距离。在制动计算中，制动距离分为空

30、走距离和有效制动距离，即 （ 7 ）根据牵规规定： （ 8 ） （ 9 ）式中 制动初速，km/h； 空走时间，s； 制动末速，km/h； 换算摩擦系数（根据求得）； 列车换算制动率； 常用制动系数, 紧急制动时=1, 常用制动时根据减压量查表； 列车单位基本阻力（根据求得），N/kN； （ 10 ） 制动地段的加算坡度千分数。二、影响制动距离的要素决定空走距离的两个要素是制动初速和空走时间。而空走时间与列车编组辆数和制动方式（紧急制动或常用制动，以及常用制动的减压量r）有关。决定有效制动距离的几个要素是：1. 列车单位制动力； 2. 制动地段的加算坡度千分数； 3. 列车单位基本阻力； 4.

31、 制动初速； 5. 制动末速，制动停车时。后两个要素决定了列车在制动过程中的动能损失，前三个要素构成了制动过程中的减速力，减速力与有效制动距离的乘积是减速力所作的机械功。损失的动能与机械功相等，体现了制动过程中的能量守恒定律和能量转换关系。三、空走时间的概念在列车制动初期，列车中各辆车的制动缸压力（或闸瓦压力）从前到后顺序发生并逐渐达到最大值，这个过程计算起来比较困难，为了方便计算，假定从制动开始，经过一段时间，全列车闸瓦同时突然以最大压力压紧车轮，这假定的一段时间，叫空走时间。它是为计算方便而假定的一个概念，与制动时列车管排风时间有关，但不是一回事。空走时间的计算公式是通过专门试验结合理论分

32、析确定的。 牵规规定的空走时间计算公式如下：1. 旅客列车 紧急制动时 （ 11 ） 常用制动时 （ 12 ）2. 货物列车 紧急制动时 （ 13 ） 常用制动时 （ 14 ） 式中 n牵引辆数； r列车管减压量，kPa； 加算坡度千分数，上坡道取=0。3. 单机不分类型，紧急制动空走时间均按2.5s计算。空走时间计算公式中有加算坡度修正值的原因是：在大的下坡道上，制动初期，列车是加速运行的，而计算空走距离时是按等速运行，如不修正，算出的空走距离将偏小。为了使空走距离计算符合实际，根据下坡度大小将空走时间适当延长，以弥补空走时间内速度取值（按等速计算）造成的误差四、列车制动力1. 列车总制动力

33、换算摩擦系数与全列车总换算闸瓦压力的乘积就是列车的总制动力。 （ 15 ）式中 换算摩擦系数； 全列车总换算闸瓦压力 ，kN。2. 列车单位制动力其物理意义是列车总换算闸瓦压力与列车重力的比值，即平均分配到每kN列车重力上的闸瓦压力。 （ 16 ）式中 列车换算制动率。 （ 17 ）(1) 列车换算制动率的计算计算列车换算制动率时，分别按表3、表4取值。 表3 机车的计算重量及每台换算闸瓦压力表（技规第18表）种类机型计算重量（t）换算闸瓦 压力(kN)备注电力SS1、SS3、SS6138700SS3B138300（600）高摩合成闸瓦SS492200（400）按单节计算，高摩合成闸瓦SS6B

34、138300（600）高摩合成闸瓦SS7138840SS884/89280（450）195无列车供电/有列车供电粉末冶金闸瓦6K1389208G92260（520）按单节计算，高摩合成闸瓦8K92200（400）按单节计算，高摩合成闸瓦内燃DF124550DF2110500DF4135650DF4B、DF4C138650DF4D138650270DF4E138650按单节计算DF5、DF7135650DF7B135/138720（580）外走廊/内走廊，低摩合成闸瓦DF7C135720（580）低摩合成闸瓦DF7D132720（580）山区型计算重量130，低摩合成闸瓦DF8138650DF8

35、B150450（720）粉末冶金闸瓦DF11138650270DFH260400DFH385550DFH584500BJ90560ND2118980ND31261100ND5134420（840）高摩合成闸瓦NY6、NY7134500 注：换算闸瓦压力中未注明者为中磷铸铁闸瓦；（ ）内系等效为中磷铸铁闸瓦换算压力值； 内系等效为高摩合成闸片。表4 车辆换算闸瓦（片）压力表 （技规第19表）车 辆 类 型每辆换算闸瓦压力（kN）自动制动机列车主管压力手制动机500kPa600kPa客车L3型及GL3型制动机关闭附加风缸、104制动机30033080104型、F8型制动机，盘形制动装置，高摩合成闸

36、片单层客车200双层客车240货车标记载重61t，装有120型或103型制动机，摩合成闸瓦重车位31035040空车位180210标记载重50t及其以上（包括40 t的冷藏车）， 装有GK型、120型或103型制动机重车位250280空车位160160（GK阀） 180(103、120阀)标记载重50t及其以上，装有K2型制动机160190标记载重40t（包括载重25t及不满40t的冷藏车）， 装有K2型制动机140170标记载重30t，装有K1型制动机120140守 车90110注： 1.改造的代用客车，每辆换算闸瓦压力按货车计算； 2.表中采用高摩合成闸瓦的货车的换算闸瓦压力数值系等效为高

37、磷铸铁闸瓦换算压力值；3.装有空重车手动调整装置的车辆，车辆总种（自重+载重）达到40t时，按重车位调整； 4.客运列车制动机列车主管压力为600kPa，其它列车为500kPa，长大下坡道区段的制动机列车主管压力由各铁路局规定。 （2）换算摩擦系数闸瓦摩擦系数与闸瓦的材质有关。同一材质闸瓦的摩擦系数与一块闸瓦的压力和运行速度有关。影响闸瓦摩擦系数的因素复杂，不能用理论公式计算，只能通过专门试验得出。为了计算方便，都使用换算摩擦系数。牵规给出了各种闸瓦换算摩擦系数计算公式，其中高磷闸瓦和高摩合成闸片使用比较普遍，计算公式如下： 高磷闸瓦 （ 18 ） 高摩合成闸片 （ 19 ）各种制动摩擦材料换

38、算摩擦系数如图19所示。 图19 各种制动摩擦材料换算摩擦系数示意图 (3) 常用制动系数常用制动系数与常用制动减压量有关，不同减压量的常用制动系数由牵规给出，见表5。 表5 常用制动系数 列车管减压量r（kPa）5060708090100110列车管空气压力pl（kPa）旅客列车0.190.290.390.470.550.610.69600货物列车0.170.280.370.460.530.600.676000.190.320.420.520.600.680.75500 续上表列车管减压量r（kPa）120130140150160170列车管空气压力pl（kPa）旅客列车0.760.820.

39、880.930.981.00600货物列车0.730.780.830.880.930.966000.820.890.95500第四节 减小列车冲动力的措施一、列车冲动和断钩的机理列车在起动、制动、缓解以及调车作业时，作用在列车上的力发生骤变，引起车辆之间冲击，在这些力的作用下，发生车钩间隙、车钩受力大小及符号的变化，并使缓冲器产生压缩变形。例如列车施行空气制动时，由于制动作用由前向后逐辆发生，前部车辆的减速度大于后部车辆，列车从前到后逐渐压缩产生压钩力，达到最大压缩后，压钩力逐渐减小，并过渡到拉伸状态，产生拉钩力。缓解时的情况则与此相反，先产生拉伸运动，再过渡到压缩状态，如此反复在列车内产生伸

40、缩振动。由于车辆之间作相对运动时存在阻力以及缓冲器压缩时吸收能量，这种伸缩振动会逐渐衰减，最后达到稳定状态。不论车钩受拉伸力还是受压缩力，缓冲器均产生压缩变形。由于缓冲器的容量和行程有限，当车钩力增大到一定程度，缓冲器容量趋于饱和，行程达到最大值时，缓冲器被完全压缩(“压死”)，如果车钩力再继续增加，缓冲器已不再起缓冲作用，于是出现所谓“刚性冲击”，形成冲动。在这个阶段内，多余的冲击动能将直接由车体和钩缓装置的破坏或变形来吸收，由于车体刚度比钩缓装置大得多，当冲击造成的拉力超过钩缓装置的强度时，就会拉断车钩或损坏缓冲装置的某些部件，这就是列车冲动和断钩产生的机理。研究和试验表明，最大的纵向力往

41、往发生在空气制动及其缓解工况，特别是低速缓解和紧急制动时。二、防止货物列车断钩的措施1. 加快更新改造货车制动机、车钩、缓冲器，提高硬件能力要减少断钩的可能性，必须具备两个条件：一是制动机性能要好(包括制动和缓解波速要高，制动缸充、排气速度不能过快)，以便减少制动、缓解过程中产生的纵向冲动；二是车钩要有足够的强度，缓冲器要有足够的容量，以便承受可能发生的最大纵向力。当前我国货车的制动机、车钩、缓冲器性能较差、强度较低、容量较小，不能满足开行重载列车的需要。我国货车大多使用GK型和103型制动机，常用制动波速分别为81m/s和180m/s，缓解波速则更低；货车大多使用3号车钩和3号缓冲器，车钩强

42、度较低(3号车钩拉钩力极限值1815kN), 缓冲器容量小。为适应重载列车开行，必须加快更新改造货车制动机、车钩、缓冲器。制动机宜推广120型，其常用制动波速为225255m/s，缓解波速195m/s；车钩推广13号高强度钢车钩，拉钩力极限值2256kN，比3号车钩提高24%；尽快研制和推广大容量缓冲器。更新改造货车制动机、车钩、缓冲器，提高硬件能力需要一个过程，所以，在运营线路上开行重载列车,只能用改善机车操纵的办法来最大限度地减小列车纵向力，以防止拉断车钩。即以软件的改善来弥补硬件的不足。2.改善列车操纵办法，减小列车纵向力由于重载列车的纵向波动比普通列车复杂的多，其操纵方法应有很大不同。

43、十多年来，我国对重载列车纵向动力学已经有不少理论研究和试验成果，为正确认识重载列车的断钩问题并采取相应对策提供了依据。列车的纵向运动分为稳态和非稳态两种。对非稳态运动在列车冲动和断钩的机理中已作了描述。稳态运动是指列车在常力或缓变力作用下的运动。在这种情况下，列车中各车之间的相对位移量极其微小，对列车的纵向运动没有明显影响。重载列车的操纵，应该以减少列车纵向力作为指导操纵的重要原则，从减少冲动和防止断钩角度考虑，结合实际运用经验，重载列车的操纵应注意以下几个要点：（1） 列车起动时要防止空转，稳态起动在平道与小坡道起动时，因为列车平均起动阻力较小，起动比较容易，拉钩起动(特别是慢起动)时，列车

44、接近稳态运动，车钩受力不会超过机车的起动牵引力，待列车缓解完了就可以徐徐加力起动。在大坡道上起动，情况要复杂得多。由于货物列车改为滚动轴承，起动阻力比滑动轴承小的多（如图8示），为伸钩起动提供了可能，考虑到牵引重载列车的机车起动牵引力较大，在限坡上起动也够用，可以采用先加力再缓解或先缓解随即加力的列车起动办法，随着列车的缓解逐步加大起动电流的操纵方法。这种方法能够有效地防止列车后溜，起动比较平稳。起动时，一要严防空转，二要注意起动电流，实在起动不了不要勉强，以防烧坏电机。弥补操纵方法是：就地制动减压50kPa，退出牵引，缓解机车制动，尽力压缩车钩，压钩时注意撒砂，为起动列车创造条件。起动前，追

45、加减压至80kPa，运转位缓解列车制动78秒时给定牵引力，在不空转的前提下尽量加大起动牵引力，使列车顺利起动。这种操纵方法在多次试验中采用，如1992年8月14日，在京广线郑州北广水间进行重载货物列车牵引试验，列车编组64辆，重5105t，计长81.5，使用SS4型051号机车牵引，新安店李新店间927km处停车，线路坡度6.5并有曲线。操纵过程如下：制动减压80kPa，速度降到20km/h时机车制动300kPa，同时撒砂到停车。起动列车时，自阀手把置运转位，8秒开始进级，9.5秒加上牵引力，16秒时最大电流1000A全列车起动，后钩起动牵引力52t（510kN），起动最高速度2km/h，最低

46、速度1km/h（如图20所示），守车在起动前向后溜动0.2m，起动时守车的加速度1.04g。 图20 试验重载货物列车限制坡道压钩起动示意图列车压钩起动和起动过程中机车发生空转，都会使列车运动出现非稳态（如图20和图21所示），产生大的冲动，潜伏着断钩的危险。 图21 列车起动过程中机车发生空转出现非稳态运动示意图列车起动过程中发生空转，列车中车钩缓冲装置所受纵向力的大小与牵引力的变化规律有密切关系。如在机车最小牵引力送出的弹性波返回之前加大机车牵引力，则车钩缓冲装置的纵向作用力显著增加，甚至可达机车牵引力的1.5倍，为此，列车起动或加速时应避免拉锯式的操纵方法。（2）功率调节所谓功率调节，是

47、指运行中牵引和动力制动功率的利用程度的变化。重载列车车钩间隙总量增加，列车覆盖的线路断面也远比普通列车复杂，列车纵向波动剧烈。机车牵引力的较大波动或列车加速和制动操纵的迅速交替，都会在列车中形成大的纵向力，重载列车运行中的功率调节，总的要求是尽可能地减少车钩间隙的变化，特别是拉、压之间的急剧变化。应注意以下几点： 要稳定地施加和撤消牵引力或动力制动力，防止手把位置快速变化，以免列车产生快速而突然的冲动。 要避免不必要的惰行后又重新加力，因为惰行时列车产生压缩，一旦再加力，间隙被拉开，如果这种情况发生得太快，就会产生冲动。 在坡度相差很大的起伏坡道地段，列车越过变坡点时，应适当调节机车功率，以缓

48、和因坡度变化引起车钩力的较大变化。（3）途中调速途中调速，特别是空气制动和缓解，是车钩力变化最为活跃，也是最容易拉断车钩的工况。为防止拉断车钩，途中调速操作应遵循以下原则： 充分发挥动力制动的作用，在使用动力制动能够达到调速目的的地方，调速时优先使用动力制动。这是减小因空气制动及缓解时，特别是低速缓解时列车纵向力的有效措施。 在单用动力制动不能达到调速目的时，提倡动力制动与空气制动联合使用。这样可以相应地减少空气制动的减压量，以减小车钩拉力。为了减少制动初期的冲动，要先加动力制动，使车钩间隙有一个初步的压缩，再施以小减压量的空气制动，同时将小闸缓解。空气制动排风完了后，根据列车减速情况调节动力

49、制动功率。如果感到制动力过强，可逐步退掉动力制动；若动力制动用满仍感到制动力不足时，可再适当追加减压。在缓解空气制动时，要先上动力制动（或上小闸制动），再缓解大闸。这样可以有效地抑制列车的拉伸作用（具体方法见压缩制动和压缩缓解）。 重载列车空气制动缓解时的速度不能低于30km/h。因为现有制动机缓解波速很低，加上空气制动缓解时加大动力制动或小闸制动力这一因素，列车缓解(移动闸把)后降速量大，重载列车一般要降低20km/h左右。这一点与普通列车有很大不同，已为多次试验所证实。如果在25km/h缓解，缓解后速度可能降至5km/h以下，也可能缓解未完列车就停止了。这时闸瓦摩擦系数大，列车尾部车辆缓解

50、晚于前部，必然造成很大的纵向拉力，极易断钩。如果遇到极低速度的慢行，宁肯停车后再开，也不要采取低速缓解的办法。当然，缓解地点和时机相对于减速目标地点应有一定的“提前量”。 使用空气制动时，减压量要尽量小，提倡“早减压、少减压”。空气制动减压量越大，缓解时纵向拉力越大。在需要使用空气制动时，应尽可能使用较小的减压量，可以用提前减压延长制动距离的办法来达到同样的调速目的。（4）压缩制动和压缩缓解 压缩制动是指实施列车制动之前，先使用小量的单阀制动或动力制动，使列车车钩进入自然压缩状态，稳定后进行常用制动操作。制动作用稳定后，视列车减速情况决定机车制动力是加大还是解除。单阀制动时制动缸压力不要一次上

51、到50kPa，要分34次，每次间隔12秒。动力制动先用最小制动力。 压缩缓解是指在缓解空气制动时，先上动力制动（小闸制动），再缓解大闸，在列车制动作用的缓解过程中，逐步加大机车制动力（单阀或动力制动，单阀制动的制动缸压力不低于250kPa），待列车制动全部缓解后（缓解时间约2022s）逐步减小机车制动力（如图22所示）。始终使车钩处于压缩状态。 图22 列车压缩缓解过程操纵示意图 （5）紧急制动重载列车在低速紧急制动时，断钩的可能性极大。 速度低于40km/h时，尽可能不要使用紧急制动。一、 减小旅客列车冲动的措施安全、正点、舒适是对旅客列车操纵的基本要求，要从硬件和软件两个方面提高旅客列车的

52、平稳性、舒适度。 1.改善客车制动机、车钩、缓冲器性能，提高硬件平稳性能力 （1） 积极推广120型客货两用车辆制动机和列车电空制动技术，提高制动波速，减小列车纵向冲动力；（2）发展动车组，推广密接式车钩，消除车钩自由间隙；发展铰接式列车，改善列车平稳性能（如图23所示）。铰接式列车是两个车体的连接处放置一个共用转向架，法国TGV列车广泛使用； 图23 铰接式列车和密接式车钩动车组列车示意图 （3）研制大容量缓冲器，提高吸收车辆间冲击力的能力，提高列车平稳性。2.教育机车乘务员重视旅客列车平稳操纵，不断提高平稳操纵技术，精心操纵机车。平稳操纵旅客列车是贯彻铁路法和落实“人民铁路为人民”宗旨的实

53、际行动，教育机车乘务员重视旅客列车平稳操纵，做到操纵平稳。 （1）旅客列车起动时的操纵为减轻旅客列车起动过程的冲动，必须注意以下几个问题： 鉴于客运内、电机车的计算起动牵引力比粘着牵引力小的多，起动列车时一般不会发生空转（如图24所示），因此，应采用伸钩起动的方法； 图24 SS7C型电力机车牵引特性曲线图 为使列车停车时车钩处于伸张状态，一是制动时减压量不宜过大，二是机车缓带闸或不带闸，三是列车停妥机车向后溜动时，小闸缓缓制动，保持钩缓装置轻缓拉伸状态； 为使机车牵引力缓慢增长，以尽量小的初始牵引力起动列车，待列车车钩全部伸张后再加速； 在比较大的下坡道起动列车，为避免列车缓解后车辆向前溜动，起动列车时宜在列车缓解过程中进行。（1）功率调节列车运行中受到线路坡度、曲线、道岔的影响，列车中车辆间发生不规则波动，车钩缓冲装置有的拉伸，有的压缩，因此，在进行牵引力、动力制动力调节或施加、撤消时，应注意：