关于货物列车断钩的分析与探讨

关于货物列车断钩的分析与探讨

摘要：通过列车平稳操纵的角度对列车发生分离、断钩的原因进行探讨，分析使用空气制动存在的弊端，以及使用电阻制动的优点，提出了合理使用空电配合平稳操纵货物列车对防断钩的重要意义。

关键词：货物列车；断钩；制动机；坡道操纵

1 前言

随着社会经济的发展，市场对物流速度要求的提高及铁路发展战略的要求，货物列车的运行速度及列车的牵引质量，已经越来越多引起人们的重视，提高列车运行速度，确保列车牵引质量是和快速重载成为铁路运输发展的必然趋势。我车间担当襄渝线重庆至达州、渝怀线重庆至秀山、川黔线重庆至赶水的货物列车牵引任务。随着重载列车的开行，货物列车运行速度的提高，运输密度的增加，列车发生分离后救援难度大，对正常运输生产干扰严重，如何通过平稳操纵，防止列车分离、断钩，确保行车安全、运输畅通，对机车乘务员来说是需要重点掌握的。

2 列车产生冲动与断钩的机理

列车是机车和若干车辆由车钩装置连结在一起组成，当列车受到外力作用，使列车的状态发生瞬间、突然的改变时，便产生冲动。列车的冲动来自前后、上下、左右各个方面。其中上下冲动和左右冲动主要因为线路的纵断面、车辆技术状态等引起的，是机车乘务员难以控制的。而前后冲动是因为列车的位移造成的，发生最为频

繁，也是造成车辆断钩的主要原因，这类冲动的发生直接是与司机的操纵有关，是可以避免和减少的。由于机车牵引力强弱、车辆制动力大小以及线路纵断面的变化，这些都会引起列车的纵向冲动，冲动使车钩之间相互产生作用力，这些合力的作用下，加之车钩相互间存在间隙，使车钩的缓冲装置反复产生拉伸或压缩。因为车钩缓冲器的容量以及行程有限，当列车起动、制动、缓解或牵引力骤变时，车钩受力增大到一定程度，车钩缓冲器容量趋于饱和，行程也达到最大值时，缓冲器已不再起缓冲作用，这时就会出现刚性冲击，车钩间形成了强烈冲动，这时多余的动能只有由车体和车钩缓冲装置的刚性变形来吸收，但是由于车体的强度比车钩的强度大的多，当冲击产生的拉力超过车钩的承载能力时，就会拉断车钩或造成缓冲装置的某些部件损坏。

另外一种情况是，由于车辆的车钩技术尺寸超限，在列车运行中，由于列车的起动、制动、缓解和空、重车辆混编引起的车辆涌动，可能发生车钩自然脱开，造成车辆分离。

3 空气制动存在的弊端

我国铁路客货列车都采用的是空气制动、动力制动相结合的制动方式。空气制动时，车辆的制动作用是由前向后逐次发生的。在常用制动后缓解时，列车前部充风速度较快，缓解较早，后部充气较慢，缓解较晚，造成列车缓解过程中的前后冲动，因此不当的空气制动会导致以下可能的后果。

3.1 低速缓解容易造成断钩

《操规》第二十四条规定：”货物列车速度在15km/h以下时不应缓解列车制动。长大下坡道区段因受制动周期等因素限制，最低缓解速度不应低于10km/h。重载货物列车速度在30km/h以下不应缓解列车制动”。为什么要这样规定呢？是因为列车缓解时是头部的车辆先开始缓解，然后逐辆向后传播，通常缓解的速度比制动速度要慢。所以当前部车辆到已经缓解了，后部车辆却仍在制动中，整个列车就像拔河一样呈现出一种拉伸状态，这种状态的连接点就是车钩，这时车钩承受到很大的拉力。由于车钩的承拉能力远低于承压能力，特别是低速度缓解时造成的车钩拉力。因为低速度时后部车辆轮瓦间的摩擦系数随速度的下降而上升，在已经缓解和尚在制动的车辆之间的车钩上存在巨大的拉力，尤其是重载列车，由于牵引车辆多，车身长，缓解波传播较慢，前后车辆的纵向作用力的破坏性更强，所以在低速缓解时极易发生断钩。

3.2 周期性制动造成制动力不足、断钩

当货物列车在长大下坡道上为控制列车速度，进而采取周期性制动，即制动，缓解，再制动，再缓解。在这种情况下如果单独使用空气制动则会产生车辆副风缸充风不足的现象，从而造成车辆制动力不足的情况出现。

4 空电配合，合理操纵，防止断钩

电空联合，规范操纵，使空气制动中存在的问题得到解决或改善。对策如下：

当我们要缓解列车时，通过提前使用电阻制动，使车辆车钩处于

压缩状态，这样我们通过抑制车辆在缓解过程中的前涌，消除或减缓车钩承受的纵向作用力，减少因低速缓解造成断钩。

当列车在周期制动时，合理利用电阻制动来延长制动周期，从而可以在不改造车辆的前提下改善车辆副风缸充风不足的问题。由于利用电阻制动代替部分空气制动，可以减少在制动过程中的用风量，大大缩短了列车管在缓解后的充风时间。同时在列车缓解过程中，电阻制动又可以有效地控制车速，为列车管的再充风赢得时间，从而保证了列车制动的连续性和可靠性。

在较缓和的坡道上，我们完全可以使用电阻制动来控制列车速度，从而避免空气制动调速带来的冲动。

5 重载货物列车坡道起动减少冲动、防止断钩的操纵策略

由于重载列车的纵向力比普通列车更大、更复杂，所以起动的操纵方法也不同。为减少冲动和防止断钩，操纵时更应注意以下几个方面：

5.1 小坡道起动，我们传统起动操纵是采取压缩车钩启动，一方面是因为以前的机车牵引力受限，一方面是列车平均起动阻力较小，起动相对容易，但随着现在我们国产的大功率和谐型机车如hxd1c型、hxd1型的大规模使用，牵引重载列车的机车，在平道和小坡道上起动牵引力有很大富裕，加上滚动轴承货车的比例越来越大，列车起动阻力减小，为了减小起动时的车钩牵引力，避免断钩的发生，在平道及小坡道上起动时不必强调压缩车钩，压钩起动时由于车钩间存在间隙，车辆是逐辆起动的，压缩车钩起动会引起剧

烈冲动，这时车钩受力大大增，极易出现断钩。

5.2 大坡道起动，特别是传统的大坡道操纵方法不易掌握，特别是限制坡道上起动情况更复杂得多，关键在缓解后加力的时机，加力早了因为大部分车辆尚未完全缓解列车起动困难；加力晚了可能形成后溜，这样就形成前拉后拽，不但起动困难而且还容易断钩。现在货车车辆多为滚动轴承，滚动轴承起动阻力小，车辆在大上坡道上后溜的可能性越来越大，考虑到牵引重载列车的机车起动牵引力足以保证在限制坡道上正常起动，我们先将加力再缓解列车制动，再随着列车的缓解逐步加大起动电流，这种方法能够有效地防止列车后溜，起动也比较平稳，更能有效的防断钩。

参考文献

[1]机车操作规程[s].北京：中国铁道出版社，2000年3月第1版.

[2]孙中央.机车牵引计算规程[m].北京：中国铁道出版社.

作者简介：王兴辉（1984.12-），男，甘肃武威，本科学历，助理工程师，研究方向：机车运用。