重载轮轨磨耗
铁路货车车轮踏面圆周磨耗及轮缘磨耗的原因分析及改进措施

摘要:随着我国铁路高速和重载的发展,轮轨磨耗问题日趋严重,每年都给铁路运输业造成巨大的经济损失,其解决与否直接影响到铁路的快速发展。
为了进一步了解车轮磨耗的原因,从而提出降低磨耗的有效措施,本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研,并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度、制动形式、闸调器作用影响及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析,总结了磨耗规律,提出了改进措施,结论表明,推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量,严格控制各项尺寸在公差范围之内、加强对闸调器在运用中正确使用、控制同一轮对两车轮的轮径差使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径;铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。
提出的建议可为改善车轮磨耗,降低检修劳动量,确保运输安全具有实际意义。
关键词:车轮踏面圆周磨耗;轮缘磨耗;原因分析;改进措施中图分类号: u272 文献标识码: a 文章编号: 1673-1069(2016)21-86-30 引言随着我国铁路高速和重载的发展,车轮损伤形式逐渐呈多样性,尤其是轮对踏面圆周磨耗及轮缘磨耗问题日趋严重,严重影响货车车辆的运行品质,本文对车轮损伤的性质及产生原因进行了分析,对车轮损伤产生的危害进行了阐释,为进一步分析车轮磨耗的规律,探究其产生原因,提出改进措施,本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研,并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、车轮硬度、制动形式及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析,总结了磨耗规律,提出了改进措施,结论表明,推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量,严格控制各项尺寸在公差范围之内是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径。
重载铁路小半径曲线轮轨磨耗影响因素与减磨措施分析

重载铁路小半径曲线轮轨磨耗影响因素与减磨措施分析作者:陈凯来源:《海峡科技与产业》 2018年第6期摘要:为了使重载列车在小半径曲线上行驶时更加平稳和安全,并且减小对车轮和钢轨的磨耗,通过应用动力学仿真软件对重载铁路车辆建立精密的轨道动力学仿真模型。
在仿真模型中通过对个别参数进行变化,从而引起一系列的相关参数的变化。
通过对参数的变化规律进行总结,研究不同轴重火车下曲线半径以及重载铁路曲线超高对轮轨磨耗的影响以及减磨措施。
关键词: 小半径曲线;重载铁路;轮轨磨耗;减磨措施中图分类号:U29 文献标识码:A包神铁路(包头至神东)是国家能源集团铁路网主要干线,也是我国西煤东运战略通道的重要组成部分,近年来,随着我国经济的发展和“一带一路”伟大战略的实施,我国的进出口贸易活动变得越来越频繁,这就对货物的运输能力提出了越来越高的要求。
而在各种不同的运输形式之中,重载铁路运输有着其得天独厚的优势,例如成本更低、运量更大等。
在这种背景条件下,重载铁路运输得到了大力地发展,但是在高速发展的过程中难免会遇到一些问题。
如为了能够运输更多的货物,车辆的轴重变得越来越大,车辆的长度也在不断加长,同时车辆的行驶速度也在不断地加快[1]。
在这种情况下,轮轨磨耗损坏的现象变得越来越频繁。
而且这些现象往往都发生在车辆通过小半径曲线时。
所以,在对曲线的各项参数进行设置时,除了要保证重载火车能够安全而平稳地通过曲线,还要尽可能地减小车轮和钢轨之间的磨耗。
为此,本文利用计算机软件对重载铁路车辆建立了精密的轨道动力学仿真模型,对重载列车通过小半径曲线时的各项参数进行了重点分析,为减小轮轨磨耗提供数据依据。
1 不同轴重火车下曲线半径对轮轨磨耗的影响及减磨措施分析应用计算机软件建立轨道动力学仿真模型,其具体参数见表1。
利用动力学仿真分析软件得到的数据,总结出了以下规律。
当车辆的轴重分别达到25t和30t时,车辆的所有动力学的数据会依次下降。
铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施

铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施随着我国国民经济的快速发展,交通运输行业也在迅猛发展,尤其是铁路工程体现得尤为明显,铁道机车在实际运行过程中,铁轨和机车车轮之间会产生一定的牵引力和制动力,两者之间存在非常紧密的关联,在推动机车前进的同时也给机车车辆轮轨造成了一定的摩擦磨损,长时间运行之后会缩短机车轮轨的使用寿命,增加运行能耗,而且还会降低铁轨和车轮之间的牵引力和制动力,影响列车运行过程的安全性和稳定性。
鉴于此,本文就铁道机车车辆轮轨摩擦和磨损之间的关系,摩擦磨损情况以及节能降耗措施进行了简要分析。
标签:铁道机车;车辆轮轨;摩擦磨损;节能降耗;措施1 摩擦与轮轨磨耗之间的关系铁道机车车辆轮轨在摩擦力作用下产生一定的接触压强和相对运动,长时间的摩擦会产生一定的磨损,增加能量的损耗,可见能源消耗量的多少和轮轨之间的摩擦情况存在非常紧密的关联,当然和接触压强以及运动率也具有一定的联系,研究表明,能耗和接触压强、运动率以及摩擦系数之间均呈现正比关系,在运动过程中所产生的能耗是受多方面因素的工作影响。
磨损一般都是由轻微逐渐向重度磨损发展,这就要求工作人员应该加强日常轮轨的维护检修工作,及时发现磨损较为严重的轮轨,并采取相应的处理措施。
想要尽可能减低磨损程度,我们可以选用一些硬度比较高的材料,或者是调整接触压强和运动率,例如,增加车轮轮缘和钢轨侧面之间的润滑度,减小车轮踏面和钢轨轨顶的摩擦力,这几种方式都可以降低轮轨磨损和能量消耗。
2 铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损情况2.1 车轮的摩擦磨损情况在铁道机车车辆行驶过程中,车轮发挥着十分重要的作用,可以说是整个车辆系统中最为重要的一个组成部分,无论是列车正常行驶、加速还是减速刹车,铁轨和车轮之间都会产生一定的摩擦,特别是减速刹车存在巨大的摩擦力,每个阶段的摩擦系数都各不相同,这就加剧了车轮在不同阶段的摩擦磨损,随着机车车辆的长时间运行,车轮磨损状况会越来越严重,并且还会将摩擦磨损状况传递给铁轨。
重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响

重载铁路轮轨磨耗及其对安全运行的影响熊嘉阳;邓永权;曹亚博;李立;金学松【摘要】The development and application of heavy haul railways in China and other countries were reviewed. Typical wheel-rail wear that occurredon heavy haul railway lines was elaborated,including the wheel flange wear,hollow wear on the wheel tread,wheel ovalization,eccentric wear of wheels, side wear at rail gauge corner,rail corrugation,wheel flats,and rail burns. Then,the wheel-rail wear of heavy haul railways was studied mainly from two aspects:the mechanical behavior of the wheel-rail interaction system;and the mechanism and development of the wheel-railwear,influences of factors and possible counter measures. Moreover,effects of wheel-rail wear on the wheel-rail contact,the vehicle-track interaction,and the running stability and comfort of trains were discussed. Finally, research methods and technical routes were proposed to study the derailment safety problems of heavy haul trains under different worn conditions. With them,the derailment mechanism of heavy haul trains,key influential factors,and their rules under different worn conditions are expected to be worked out using numerical simulation.%介绍了国内外重载铁路发展现状和运用情况。
铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。
关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。
随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。
轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。
在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。
例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。
与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。
为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。
应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。
1 铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。
摩擦磨损带来的损失很大。
1.1 钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。
随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。
1.2 钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。
据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。
高速列车轮轨磨耗机理研究

高速列车轮轨磨耗机理研究随着我国高速铁路的不断发展,高速列车作为一种快速交通工具,已经深深地融入了人们的生活。
然而,在长期运营过程中,高速列车轮轨的磨耗问题也逐渐引起人们的关注。
因此,研究高速列车轮轨的磨耗机理,对于保障高速列车运行安全,提高轮轨寿命,具有重要的意义。
一、高速列车轮轨磨耗机理高速列车轮轨磨耗机理涉及多个因素,包括轮径、轮轴、轮胎硬度、铁轨硬度、铁轨结构等因素。
首先,轮径大小会直接影响轮轨之间的接触区域,轮径大的列车在同样的运行距离下会造成更大的磨损。
其次,轮轴作为轮胎的主要支撑部件,也会对轮轨磨损机理产生影响。
由于高速列车的运行速度较快,轮轴承受的负荷会十分巨大,长期运行后会导致轮轴弯曲,从而对铁轨产生额外的扭矩力。
这样的扭矩力是不均匀的,会产生额外的摩擦力,影响铁轨表面的质量。
其次,不同硬度的轮胎与铁轨之间的接触会对轮轨磨损造成影响。
一般来说,硬度大的轮胎与铁轨之间的摩擦力也会更大,容易损伤铁轨表面的层状结构,从而影响铁轨表面的质量。
最后,铁轨本身的硬度和结构也会影响轮轨磨损机理。
如果铁轨的硬度不均匀或者表面存在一定程度的不平整,都会影响轮轨之间的接触,从而对轮轨磨损产生影响。
二、高速列车轮轨磨耗防治措施为了解决高速列车轮轨磨耗问题,需要采取多种措施,如加强轮胎轴承检查、优化铁轨结构设计、采用更耐磨的材料等。
首先,由于轮轴弯曲对轮轨磨损的影响非常大,需要加强轮胎轴承检查,及时发现并更换具有缺陷的轮轴,保证列车运行的平稳性,从而降低轮轨磨损的风险。
此外,应该优化铁轨的结构设计,加强铁轨的板式结构,使其更加坚固且不易出现变形,从而降低轮轨磨耗的风险。
除了以上措施,还可以采用更耐磨的材料,例如增加轮胎的硬度,采用更加坚韧的材料等,从而降低轮轨磨损的风险。
另外,也可以采用高科技手段,例如加装磨损传感器,及时掌握轮轨的磨损程度,由此制定相应的维护计划,保证高速列车的长期运行安全。
三、总结综上所述,高速列车轮轨磨耗机理研究是一项非常重要的工作,不仅关系到列车的运行安全,也关系到人们的生命财产安全。
重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施

0引言对于轨道交通车辆来说,车轮是保证车辆安全运行的重要前提。
由于车辆进行工作时,车辆会非常频繁的进行启动、加速、过弯以及制动等,会严重造成车轮的损耗而影响车轮的使用寿命,对列车的安全运行产生较大的隐患。
因此必须对车轮的异常损耗情况进行研究,明确影响车轮异常损耗的主要因素,并有针对性的进行解决,才能够保障车轮运行的安全性和可靠性,加强车辆的动力性能和提高车辆的乘车舒适度。
车轮的异常损耗会造成钢轨和车轮之间匹配关系的恶化,影响车轮使用的安全性,增加了维护车辆的成本和相关人员的工作,不利于企业经济效益的提高和持续健康的发展。
1重型轨道车车轮异常损耗的主要原因1.1车轮材质重型轨道车一般使用的车轮是辗钢,整体车轮车轮整体材料的性能直接关系着重型轨道车车轮质量和运行安全性,车轮异常损耗的主要原因包括车轮材料性能的弱化。
当车轮在经过长时间的运行之后,必然材料会产生一定的损伤,与其他的制动参数和轴重参数相同的轨道车相比如果车轮发生在经过相同运行里数之后更重的车轮损耗,则需要考虑车轮的材质是否合格的问题。
车轮是承载车辆载荷最主要的部件,也是轨道外力的直接承受者,在运行过程中,需要承受极大地载荷,因此,需要车轮具有较强的强度、抗热、疲劳性能、韧性以及耐磨损性能等,一般来说,车轮耐磨性与自身硬度相关,硬度越高车轮的耐磨性越强。
但这并不代表车轮硬度越高越好,还需要结合运行的实际情况以及钢轨的硬度,合理选择车轮的硬度,综合各种因素保证钢轨系统和车轮总磨损量控制在一定的水平。
[1]1.2轮缘厚度重型轨道车运行时当轨道车通过曲线,会造成轮缘厚度的磨损,轮缘厚度是重要的轮缘参数之一,主要在于避免列车在行驶过程中产生较大的或者异常的横向移动情况,抑制车轮蛇形运动,保证车轮运行的安全性。
在列车运行过程中,如果轮缘厚度数值过小,则会发生轮缘磨损过量的情况,造成钢轨之间的导向间隙过大,从而造成列车在运行时会发生较大的横向移动,影响列车运行的稳定性。
冶金重载铁路钢轨及车辆磨耗处理分析

冶金重载铁路钢轨及车辆磨耗处理分析对鄂钢铁路运输中心150吨铁水车影响钢轨磨耗进行了分析,并提出解决方案,取得了较好的效果。
标签:重载化;钢轨及车辆;磨耗1前言150吨铁水车是新1#高炉配套使用的铁水运输车,国内没有成熟的车型,使用过程中存在钢轨及车辆磨耗严重的问题,一方面减少了钢轨使用寿命,另一方面,车轮轮缘变薄后,易出现劈岔、掉道等安全事故,且车辆下线修理时间长,降低设备利用率。
因此,分析钢轨及车辆的磨耗具有一定的实用价值。
2150吨车辆结构及各部功能TS150铁水车由一个车架、两个三轴构架式转向架、车钩缓冲装置、两个铸钢支座及风制动装置组成。
车架主要由弯梁、枕梁、端部等组成。
枕梁装有直径为370mm的铸钢上心盘;端部主要由端板、牵引梁、侧梁等组成,两端装有牵引钩。
转向架采用三轴构架式转向架,主要由轮对、构架、轴箱弹簧装置及基础制动装置组成。
空气制动装置由120型制动机、制动缸、组合式集尘器、球芯折角塞门、编织制动软管、闸瓦等组成。
车钩缓冲装置采用13号C级钢上作用式车钩,ST型缓冲器。
3钢轨及车辆磨损的现象及原因分析(1)现象:钢轨正面剥离掉块原因分析:轮轨应力达到一定值后引起钢轨表面金属的塑性变形和表面疲劳磨损,塑性变形经累积形成表面裂纹,在车轮荷载的循环作用下使裂纹不断扩展,导致剥离掉块。
(2)现象:上心盘磨损:内侧接触面不到1/3,局部镦粗,侧面中部成线性外凸2mm左右,心盘高度下降0.96mm,心盘面向两端翘曲。
原因分析:由于在设计时,车架的上心盘平面在同一水平面,加载后,车架发生弹性变形,处于同一水平的两心盘面向两端翘曲,心盘的接触面大幅度减小,心盘材料的应力增大。
(3)现象:钢轨与车轮侧面磨损产生钢粉原因分析:①如曲线超高过大,列车的重量偏重于内股钢轨,一方面加大内股钢轨垂直磨耗,同时也会增加外股钢轨的侧磨。
②如果超高过小,离心力得不到平衡,增大的横向力导致曲线外股侧磨增加。
③曲线圆顺度的不良。
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重载轮轨磨耗综述报告1国内外重载运输技术现状1.1 国外铁路重载运输技术1.1.1 重载机车技术用于牵引重载列车的机车,美国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家较多采用内燃机车,而南非、俄罗斯等国多采用电力机车。
原则上这两种机车都可以胜任重载列车的牵引,但是作为重载列车的牵引动力,机车的牵引功率要求尽量大,而电力机车的牵引功率远大于内燃机车。
因此,电力机车相对更加适合牵引重载列车。
采用内燃机车,可以通过适当增加机车数量来弥补牵引功率的不足。
目前,美国、加拿大等重载运输发达的国家,重载机车主要采用了交流传动、径向转向架和微机控制防滑防空转系统等技术。
1.1.1.1 交流传动技术20世纪90年代以前,用于重载运输的机车主要采用直流传动方式。
90年代以后,大功率交流传动机车逐渐成为重载运输牵引动力的发展趋势。
早期的机车,无论是电传动内燃机车还是电力机车,都是采用传统的直流电传动,即使用直流串励牵引电动机,轴功率很少超过1000kW。
而传统的直流串励电动机的防空转性能较差,机车的粘着性能不理想。
主要原因是机车动轴实际发出的牵引力最终要取决于它的粘着力,因而粘着性能直接影响到机车的起动和爬坡性能。
加拿大、南非、前苏联等国家曾经研究采用他励电动机作为牵引电动机,机车的实际粘着牵引力可以提高10%~15%。
交流传动技术的优点是电动机结构简单,重量轻,尺寸紧凑,有利于加大机车功率。
同时,交流异步电动机的防空转性能远比直流串励电动机优越,因此能提高机车的粘着性能,有利于机车产生更大的有效牵引力。
此外,交流异步电机的转子由铜条和磁芯组成,它的抗过载能力较强。
该特点对于牵引重载列车发生坡停事故以及在大坡道上起动时尤为重要。
交流传动技术自20世纪70年代末开始发展。
20世纪80年代,德国研制的交流传动内燃机车和电力机车在技术上已经过关。
到80年代后期,由于大功率GTO变流器的成熟,交流传动技术具有了使用价值,欧洲各国的电力机车开始大规模采用交流传动技术。
到90年代初,整个欧洲几乎已不再生产直流传动的电力机车。
交流电力机车的轴功率普遍达到1600kW,个别达到1800kW。
这样,一台四轴电力机车功率可达6400~7200kW,为牵引重载列车创造了技术条件。
20世纪90年代后,美国通用汽车公司(GM)和通用电气公司(GE)公司研制出了用于重载牵引的SD70MAC(试制型为SD60MAC)、SD80MAC、SD90MAC、AC4400CW、AC6000CW、SD70Ace、Evolution Series等新型货运交流传动内燃机车(表3)。
目前已在美国、加拿大、澳大利亚、巴西等国铁路批量投入运营,美国重载机车中已经有超过三分之一的机车改用了交流传动内燃机车。
瑞典LKAB矿山公司采用的重载机车为原Adtranz公司制造的交流传动电力机车,每台机车功率为5400kW,长度22.9m,启动牵引力为600kN,采用异步牵引电机,再生制动。
重载运行速度60km/h,空载运行速度70km/h。
表3 美国新型交流传动内燃机车主要参数1.1.1.2 径向转向架技术径向转向架的使用可使轮对与轨道间的冲角减少,轮轨间的横向作用力降低,机车的运行品质和稳定性改善,并使轮对的阻力减少,轮轨磨耗减少约一半,车轮寿命延长10%。
此外,径向转向架可减少轴重转移,在粘着系数为0.25和0.35时,轴重转移分别只为7%和10%,比普通转向架低得多(普通转向架在粘着系数为0.25时,轴重转移为15%~20%;粘着系数为0.35时,轴重转移达35%),从而增加了牵引力。
在重载运输中,粘着系数的限制比功率的限制更为突出。
美国铁路于20世纪90年代开始使用的SD60MAC、SD70MAC、SD80MAC、SD90MAC等交流传动重载内燃机车,采用了HTCR高粘着自导向径向转向架,这种转向架的粘着系数比传统的HTC 转向架可以提高12%~20%。
图(1)径向转向架瑞典LKAB公司运输矿石的交流传动电力机车采用了原Adtranz公司的新型径向转向架。
该转向架选用了大直径车轮和新型轮对导向装置。
轮对纵向定位装置采用螺旋弹簧、刚度较低的弹性橡胶和导向杆定位,保证了曲线通过时处于径向位置,横向由螺旋弹簧定位。
轮对和构架间的纵向拉杆使构架既能保持平直线路上的直线运行,又能保证通过曲线时具有较好的径向通过性能。
上述定位装置使轮缘和踏面磨耗较小并且均匀。
澳大利亚EDI铁路在其窄轨机车上采用了一种径向转向架,该转向架的导向机构与GM/EMD公司SD70MAC、SD80MAC等机车采用的径向转向架类似,但这种转向架采用了装配式构架,使得转向架在窄轨和准轨上都能运用,并且成本最低。
1.1.1.3 微机控制防滑技术为了进一步提高机车的粘着性能,国外重载机车广泛采用车轮防滑系统。
20世纪90年代以后,美国的AC6000CW、SD90MAC等新型重载机车,开始采用了新型微机控制的防滑系统。
防滑系统早期为机械式防滑器,它由(防滑)传感阀和(防滑)排风阀两部分组成。
防滑系统判断是否发生滑行的根据(简称“判据”)只有一种,即车轮的角减速度。
它把回转体的惯性转换成位移,打开阀门或接通电路,使角减速度骤低的轮对缓解。
防滑系统发展的第二阶段是电子式防滑器。
它可以采用多种判据,具有较高的灵敏度和较快的作用速度,并能进行必要的监督和轮径补偿。
其缺点在于分离电子元件的零点漂移现象不易清除,需要进行各种偏置电压的大量调整工作,而且易受环境影响,性能不稳定,维修量较大。
图(2)防滑系统随着微型计算机技术的发展,防滑系统的发展也进入了第三阶段,即采用微机控制的防滑器。
微机控制防滑器是目前最先进的一种防滑器,比起机械式、电子式防滑器,它的突出优点在于能随着轮轨粘着系数的变化调节制动力。
它可以对制动、即将滑行、缓解、再粘着的全过程进行动态检测与控制,信息采用脉冲处理,既简单又可靠,无零点漂移,因此无需调节和补偿。
更重要的是,微处理器(MPU)控制的防滑器运算速度快,防滑判据丰富,可以建立复杂而精确的控制模型。
从速度的检测、运算处理、运行部件监督到发出控制指令,一般均在0.1~0.2s内完成,保证了实时跟踪粘着情况变化。
因此,可大大提高检测精度,即使微小而缓慢的滑行也能及早检测出来并采取措施加以防止。
微机控制的防滑器还有一个很大的优越性,即它可以利用软件随时提供有关信息,进行自我检查、诊断和监督,必要时可把有关信息随时存储、调用和显示。
它还能根据新的情况和要求很方便地改变控制判据而不必改动软件。
微机控制防滑器具有智能化特征,能够实现动态冗余技术、制动诊断技术、故障判断与定位技术。
通过实施多项可靠性措施,防滑系统稳定性大幅度提高。
1.2 中国铁路重载发展历程与技术1.2.1 发展阶段在相当长的一段时间里,我国铁路运力不足,技术装备总体水平不高,运能与运量持续增长不相适应的矛盾十分突出,严重制约了国民经济的发展。
从20世纪80年代起,我国铁路为扭转运输紧张和滞后的被动局面,瞄准世界铁路科技发展前沿,学习和借鉴国外经验,根据我国铁路运营特点和实际需要,在货物运输方面把发展重载运输作为主攻方向,把研究和采取开行不同类型的重载列车运输方式作为铁路扩能、提效的重要手段。
经过20多年的努力,我国铁路重载技术水平得到很大提高,已跻身世界先进行列。
回顾我国铁路重载运输的发展,大致经历了四个阶段,并相应开行了三种模式的重载列车。
1.2.2 主要技术与装备1.2.2.1 机车研制大功率内燃、电力机车以提高牵引列车重量,是我国重载机车主要发展方向。
无论是开行重载组合列车、重载混编列车,还是开行重载单元列车,均需要有大功率的内燃机车或电力机车作为牵引动力。
中国的牵引动力已实现了以内燃、电力牵引为主的布局,主要繁忙干线实现了内燃、电力机车牵引,为发展重载运输创造了条件。
20世纪80年代以来,我国自主研制成功了DF8、DF8B、SS4B、SS7等大功率重载机车,基本满足了发展重载运输的需要。
DF8型内燃机车装机功率为3310kW,为全路重载牵引中的主型货运机车之一。
在此基础上研制的25t轴重的DF8B型机车,更加适合在繁忙干线牵引4000~5000t重载列车。
SS4型电力机车由两节相同的四轴机车组成,额定持续功率为6400kW,批量生产的SS4B型电力机车,在繁忙干线上担负着重载运输的任务。
SS7型电力机车是为六轴重载电力机车,额定持续功率为4800kW,是适用于山区小半径曲线重载线路的主型机车。
中国铁路主要重载机车技术参数见表9。
表9 主要重载机车技术参数比较2003年以来,中国铁路通过技术引进消化吸收再创新,已基本掌握了世界最先进的大功率电力机车的总成、车体、转向架、主变压器、网络控制、主变流器、驱动装置、牵引电机、制动系统等9大核心技术,并掌握了世界最先进的大功率内燃机车的柴油机、主辅发电机、交流传动控制等9大核心技术,实现了传统的交直传动向先进的交直交传动方式的跨越,标志着我国大功率重载机车生产制造技术已跻身世界先进行列。
目前,单轴功率达1200kW的和谐型8轴和6轴大功率交流传动电力机车已投入批量生产。
2007年6月25日,首批总功率为9600kW 的“和谐1型”(HXD1)8轴交流传动电力机车在大秦铁路投入运营,可双机牵引2万t重载组合列车。
2008年1月22日,总功率为9600kW的“和谐2型”(HXD2)机车也在大秦线2万t重载组合列车牵引试验中取得成功,并开始投入正式运行。
另外,总功率为7200kW的“和谐3型”(HXD3)交流传动电力机车已逐步成为京沪、京广两大铁路干线的主力机型。
同时,具备良好性能的国产化6000马力(4410kW)大功率交流传动内燃机车也将陆续下线。
这些大功率交流传动机车投入运营后,进一步提升了我国铁路重载运输的牵引动力水平。
1.2.2.2 车辆自20世纪80年代改革开放以来,我国铁路货车呈现出了快速发展的良好势头,货车轴重由建国初期的11t普遍发展到21t,新型货车目前正在向23t、25t轴重发展。
载重由30t发展到50t、60t,进而发展到70t,大秦线运煤专用的,C80型敞车载重已经达到了80t。
货车运营速度也从70年代的70~80km/h提高到现在的100~120km/h。
货车制动系统由K2、GK型三通阀,空重车手动调整,高磷闸瓦发展到性能优良的120型控制阀、自动空重车调整装置和高摩合成闸瓦。
车钩也由强度较低的普通铸钢制造的2号、13号车钩发展到由C级钢、E级钢制造的高强度13A型小间隙车钩以及E级钢材料的联锁型高强度16号转动车钩、17号固定车钩。
缓冲器由小容量弹簧摩擦式的1号、2号,橡胶摩擦式的MX-1型发展成大容量的弹簧摩擦式的MT-2型,并正在研制性能优良、容量更大的缓冲器。