提速对货车的影响分析及检修建议研究

　　0.引言
　　近年来，我国铁路货车经过创新与实践，实现了提速、重载两大跨越，技术水平快速提升，铁路运输能力及运输效率显著提高。通用货车载重实现了由60 t级向70 t级的全面升级换代，对50多万辆既有60 t级货车实施了提速改造，现有运输货车基本具备了提速运行的条件。
　　2006年，我国进行了货车时速120 km/h提速可靠性试验，并对试验中暴露出的问题进行了改进设计。试验结果表明，既有提速货车在满足制造、改造等相关技术要求下，具备了120 km/h提速运用的条件，可以满足120 km/h提速运行要求，具有较好的动力学性能。但是由于提速后车辆钩缓、轮对和制动故障均会有所上升，同时没有在实际运行中普遍实践，因此在货车提速前必须充分分析提速对货车的影响，并预先采取有效措施进行应对。
　　1提速后对货车安全的影响及分析
　　1. 1增加车钩缓冲装置的故障
　　既有60 t级货车装用B级钢铸造车钩和钩尾框，在提速后其裂损故障会显著增加，可能对货车运行安全产生一定的影响。原因主要有以下几方面:
　　(1)既有60 t级货车装用的铸造车钩、钩尾框本身的强度不足。我国既有60 t级货车装用的铸造车钩、钩尾框仍然有部分为B级钢，其静拉强度约为2 400 kN-2 600 kN，如果考虑其表面质量、铸造缺陷等因数，其最弱处的抗疲劳强度将更低。我国目前货物编组重量一般在5 000 t以上，要求车钩缓冲装置的静拉破坏强度在2 700 kN以上，因此，原来采用B级钢材质的车钩缓冲装置的自身强度不能满足提速运行的要求。
　　(2)提速后会加剧列车的纵向作用力。我国铁路货车装用的制动机基本为120型制动机，但重载列车编组数量和编组车型较多，各车制动机发生作用的同步性仍然有一定差异。列车提速后，由于车辆的惯性力比低速时大，加上混编列车中各连挂车辆在空重状态的制动率不同，会导致各车减速度的差异，造成车辆之间的纵向冲动和列车纵向力加大。
　　(3)提速后如果机车操纵不当也会加剧列车纵向力。我国的机车型号较多，目前货车的牵引普遍使用电力机车，其功率比过去的内燃机车大许多。列车从静态启动或缓解加速时，如果在尚未完全缓解的情况下将制动阀的手柄置于运转位，可能会导致部分缓解灵敏度差的车辆无法及时缓解，在运行中处于半抱闸状态，加大了列车的纵向冲击力。
　　(4)部分超期服役的车钩、钩尾框抗拉强度降低。因部分超期服役的车钩、钩尾框使用时间较长，抗拉强度会降低，在货车纵向力增大的情况下有可能会发生裂纹、断裂等故障，影响行车安全。
　　1. 2增加轮对踏面的擦伤和剥离故障
　　货车提速后，因轮轨动作用力加大，使踏面的受力状况恶化，会增加轮对踏面的擦伤和剥离故障，同时也会引起滚动轴承故障的上升，从面增加列检所的工作量，加大列车的摘车修理数量。轮对故障增加的主要原因有:
　　(1)各连挂车辆制动机对紧急制动作用的反应速度不同。当列车紧急制动时，由于混编连挂车辆制动机的反应速度不相同，会造成列车中各车辆的起始制动时间和缓解时间不一致，最先制动的车辆就容易出现踏面擦伤和剥离的故障。在列车提速后，施行紧急制动的次数可能会增加，会导致踏面擦伤和剥离的故障增加。
　　(2)车轮的制动热负荷会显著增加。列车提速后，为了及时停车或减速，必须施加更大的制动力，车轮的制动热负荷会显著增加，从面增加轮对擦伤与剥离的故障。
　　(3)空车滑行概率会加大。轮轨的瓢着系数随列车运行速度的增加面下降，因此货车提速后，将会出现因不良瓢着状态面导致空车滑行，使车轮擦伤故障显著增加。
　　(4)轮对承受的垂直动载荷会增加。车辆的垂向动载荷与运行速度呈线性关系，当列车提速后，轮对承受的垂直动载荷会增加，从面使钢轨与轮对间的接触应力增大，同时随着提速后车轮的转动加快，车轮承受的疲劳载荷频率加快，将使车轮踏面的疲劳寿命减少，因此踏面的剥离故障会增加。
　　1. 3制动系统的故障增多
　　根据我国货车长期运行经验，当列车提速后，制动系统的故障(如制动抱闸、制动梁裂损等)可能会增加，原因有以下几方面:
　　(1)货车提速后制动热负荷会增加，导致制动配件的作用力加大。采用铸铁闸瓦的货车制动机的轴制动功率限值仅为244 kW，采用合成闸瓦时为340 kW 。随着我国货车的重载与提速技术的发展，货车制动系统的设计与运用必须考虑制动热负荷的影响。由于制动负荷与速度成平方关系，因此当既有货车从80 km/h提速到100 km/h后，在紧急制动距离不变的情况下其制动负荷约增加5000，会显著增加制动力，面过高的制动力可能会导致空车擦伤车轮，并增加其他制动配件发生故障的概率。
　　(2)受紧急制动距离的限制，会显著增加制动热负荷。受原有紧急制动距离800 m的限制，货车提速后车轮制动热负荷会显著增加，如果要求不增加制动热负荷，必须延长货车的紧急制动距离。目前我国70 t级货车在120 km/h初速下的紧急制动距离限值己延长到1 400 m。由于制动热负荷对轮瓦作用会产生不利影响，在提速前需要按最不利条件进行制动热负荷的校核。
　　(3)列车提速会增加制动空走距离。我国现有货物列车的编组重量普遍在5 000 t左右，编组数量达到了60辆以上，因此提速后会增加列车制动空走距离。为了在规定的制动距离内停车，在机车制动时需要比提速前有一定的操作提前量。
　　(4)制动装置的使用频率会提高。货车提速后，制动装置的使用频率会提高，从面提高制动配件出现故障的概率。
　　1. 4车体和底架附属件故障会增多
　　货车提速后，由于列车纵向冲动和垂向动载荷会加大，一定会导致车体和底架附属件故障增多。
　　2检修建议
　　2. 1加强货车检修工作
　　货车提速后，由于运用工况进一步恶化，因此必须提高货车检修质量，将检修规程规定的质量标准作为检修工作的最低标准，以提高货车检修质量。
　　2.2对不适应提速运行的零部件进行更新改造
　　由于货车提速后会直接或间接引起制动和钩缓装置的故障，因此在提速前必须对不适应提速运行的制动装置和钩缓装置进行更新改造，积极推进制动和钩缓装置的更新换代，如用E级钢锻造钩尾框取代铸造钩尾框，用E级钢材质的车钩取代B级钢或C级钢车钩。
　　2. 3统一运用货车转向架种类
　　可利用报废车拆解下的转K2型转向架配件，加快对装用转8B(转8AB)型转向架既有货车换装转K2型转向架的检修改造，以提高货车运行品质，同时可统一运用货车转向架种类，方便检修与维护，更好地满足货车提速需要。
　　2. 4严格除锈和探伤检查
　　进一步加强车钩缓冲装置、走行部大部件的除锈和探伤检查工作，杜绝漏探和漏检现象的发生。
　　2.5加强货车的临修工作
　　由于提速后货车临修故障会增加，因此应加强货车临修故障处理能力建设，完善货车临修作业条件和工装设施，使主要列检作业场所具备货车站修能力。同时要加强临修故障的抢修，使货车临修故障得到及时处理，全面适应全天候处理临修故障的需要。