重载运输的关键技术

重载运输的关键技术

重载运输的优越性是十分明显的。在一条铁路线上，开行一趟重载列车，等于开行几趟、十几趟、甚至二十几趟普通货物列车。这对于充分发挥铁路运输优势、提高铁路通过能力和运输效率、降低运营成本的作用是不言而喻的。正因为如此，从20世纪60年代开始，生载动作作为一种重要的运输组织方式，在世界范围内得到迅速发展，已经成为铁路大宗货物运输的发展方向。

重载运输的特点在“重”上。由于列车又重又长，带来许多新的技术问题。重载运输的关键技术主要体现在以下几个方面：

1.大功率内燃机车和电力机车

用于重载运输的内燃机车和电力机车要求马力大，性能好，牵引电机维修量小，使用效率高，环境污染轻。因此国际重载运输机车都在向车流传动发展。

2.轴重大、自重轻、性能好的重载车辆

重载运输要求车辆在长度基本不变的前提下大幅度提高载重量，因此必须提高货车轴重。

为了不在增加车辆总重的前提下提高货车的载重量，许多国家都想方设法减轻车辆自身的重量。北美铁路普通彩大型铝合金车体，专门用于运煤的货煨是铝合金敞开式漏斗车和双浴盆式货车，复合材料、不锈钢、高强度钢以及新工艺也已在重载货车上普通应用。由于车辆轴重提高必须加剧车轮与钢轨的磨耗，为了养活轮轨磨耗，各国都在着力改进重载车辆的性能，主要是采用大直径车轮和可导向式转向架，可导向式转向架在车辆通过曲线时，能让两根车轴从互相平行变为不平行，使车轴始终与曲线半径的方向安全一致，以实现轮轨之间最佳配合。此外，为减小车辆运行时对轨道的冲击振动，车辆的弹簧悬挂系统也在不断改进，如在轴箱定位处采用弹性橡胶，使用新型减振磨擦构件等。为解决轴重增加后带来的轴承磨损加剧、轴承与轴颈之间易松脱问题，美国、南非等国家采取了一系列改进措施，如采用最新的迷宫密封技术、缩短轴颈等。由于重载列车的重量大、长度大，车钩与缓冲器所承受的纵向拉力和压力要比普通货车大得多，必须使用高强度车钩和大容量、高吸收率、低阻抗缓冲器。目前国际上发展的重点是弹性胶泥缓冲器。弹性胶泥是一种高分子材料，具有较高的黏度和良好的弹性，既能压缩，又能流动，把它填充在带有活塞的缓冲器缸体内，在活塞杆受到纵向冲击时，扒动活塞压缩弹性胶泥吸收能量，同时弹性胶泥在受压过程中会从活塞周边预留的间隙或节流孔流动到活塞的另一边，通过这种“节流”作用进一频道吸收冲击能量，使缓冲器的性能大大优化。

3.多台机车同频道操纵技术

重载列车需要两台乃至多台机车来牵引，这就产生一个多台机车如何同步操纵的问题。随着无线通讯技术和电子技术的飞速发展，以及列车重量的进一步提高，现在大多采用无线遥控设备对多台机车进行同步操纵。这种无线遥控设备用在组合式重载列车上，列车

长度可以不受限制，不但能对多台机车的牵引动作实施遥控同步操纵，使前后车辆制动缓解动作趋向一致，大幅度改善了列车的纵向冲击，减小了车钩及缓冲器的受力。同时缩短了列车制动时间和充气缓解时间，解决了在长大坡道上紧急制动后再起动容易出现的拉断车钩的问题。在重载列车运行的一些特殊坡段，无线遥控装置也可以根据需要对机车实行异步操纵，以避免某些部位的车钩受力过大而被拉断。

4.新型列车制动技术

新型的电子控制空气制动系统，它采用最先进的现代信息技术，直接用计算机来控制重载列车每辆车制动缸的充气和排气，使每辆车同步实现制动与缓解，保证了整列车制动缓解的一致性，大大提高了列车制动波速，缩短了列车制动距离，减少了列车制动时所产生的纵向冲动力，提高了重载列车运行的安全性。列车运行速度相应节约能源，降低运营成本的作用也十分明显。

目前电空制动的控制信息传递有两种方式：一种是整个列车安装贯通电缆，通过电缆传递控制信息；还有一种是采用无线通讯方式，用无线电对每辆车发送控制信息并接收反馈信息。

5.高强度轨道结构和养护维修新技术

首先是钢轨，重载铁路合作的都是重型钢轨，并通过改变钢轨微观结构、化学成分和改进生产工艺等途径，使轨轨材质不断优化，以提高钢轨的耐磨性和抗疲劳性。钢轨接头是轨道的薄弱环节，在重载运输中尤其突出，因此无缝线路是重载铁路的主要形式。道岔是铁路的薄弱环节。重载铁路的道岔优先采用大号码可动心轨道岔，以减少列车对辙岔的心的冲击；道岔尖轨的材质和断面形式进一步优化，轨枕、扣件、道床、路基的强度和可靠性也相应提高。

在加强轨道结构的同时，世界重载铁路的线路养护维修技术也在不断发展，特别是钢轨预防性打磨技术和钢轨涂油技术。重载铁路的综合性养护维修作业采用系统配套的大型养路机械和专用设备，不但能一次完成测量分析、起道、拨道、捣固、清筛道床、接触网维护等多项作业，而且维修质量也大大提高。

6.安全监测技术

重载铁路运输的列车长度和重量大大增加，对运输安全提出了更高的要求。目前比较先进的安全监测系统当属北美铁道协会所属的普韦洛运输技术中心研究开发的路边安全监测集成系统。该系统包括红外线轴温测试、声学轴承测试、转向架性能检测、车轮冲击荷载测试、车轮外形测试、车轮温度测试、车轮擦伤测试等装置，安装在铁路两边，能够在重开列车通过时准确测试和诊断轴承、转向架以及轮轨之间的作用状态，及时发现异常情况，及早采取防范措施。