关于货物列车制动主管定压统一问题的探讨

张中央，孙中央

（1 郑州铁路职业技术学院 车辆工程学院，河南郑州450052；2 郑州铁路局 机务处，河南郑州450052）

现行《铁路技术管理规程》规定“旅客列车、行邮行包列车自动制动机主管压力为600kPa，其他列车为500kPa。长大下坡道区段及重载列车自动制动机主管压力由铁路局规定，报铁道部批准”。据此，部分铁路局在《行车组织规则》中规定某些区段的货物列车制动主管定压为600kPa，也有些铁路局没有这种规定，大多数货运列车的制动主管压力为500kPa。这就形成了中国铁路货物列车制动主管两种规定压力并存的局面，而且已经持续了半个多世纪。近几年来铁路管理体制改革步伐加快，货物列车的机车交路不断延长，原来几个货运短交路合并成一个长交路，跨铁路局的机车交路增多。这就形成一个货运机车长交路中存在两种货物列车制动主管压力，在两种制动主管压力变更的站点需要调整机车的制动主管定压，而中途变更制动主管定压会给机车运用管理和行车安全带来诸多不便。为解决这个问题，有一种意见是将全铁路货物列车制动主管压力统一定为600kPa。解决几十年来货物列车两种制动主管压力并存的问题是一件好事。但统一定为600kPa值得商榷，而统一回归到500kPa可能是比较科学合理的。货物列车两种列车制动主管定压并存的现状是一个历史遗留问题。上世纪50年代，我国客货列车制动主管压力均为500kPa。1958年在全国“大跃进”的形势下，我国旅客列车制动主管压力也顺应潮流一跃成为600kPa，紧跟着部分长大下坡道区段货物列车制动主管定压也跃升到600kPa。后来因为列车制动主管压力跃升带来诸多问题，尤其列车车轮擦伤严重，一度成为威胁列车安全运行的隐患。据业内专家称，通过技术改造，将客车基础制动装置的制动倍率适当降低，使客车的闸瓦压力与相应的制动力仍然与原来列车制动主管压力500kPa的水平基本相当，问题才得以妥善解决。因为我国货物列车制动主管定压多数是500kPa，故货物列车基础制动装置只能按500kPa的列车制动主管定压来设计，在600kPa的货物列车制动主管定压区段，紧急制动时由于其制动力过大，车轮擦伤的问题依然存在。

1 600kPa货物列车制动主管定压的危害

把货物列车制动主管压力提高为600kPa的好处是紧急制动和常用制动最大有效减压量时列车制动力较大。但货物列车600kPa的制动主管压力同时也带来了很多弊端，主要表现在以下几个方面。

（1）给货车制动机基础制动装置的设计带来困难

两种货物列车制动主管定压并存的局面，给设计货车制动机基础制动装置带来一些困难。从充分利用制动粘着能力，并且不超过制动黏着能力限制考虑，如按600kPa制动主管定压来设计基础制动装置，会使大多数制动主管定压500kPa的区段降低车辆制动力，不能充分利用制动黏着；而如果按500kPa制动主管定压设计其基础制动装置，则会使600kPa制动主管定压运行区段紧急制动时的制动力又超过制动黏着限制，容易发生滑行，擦伤车轮。

（2）容易出现抱死闸而擦伤车轮

因为紧急制动时制动力过大，超过了轮轨间黏着力的限制，容易把车轮抱死而擦伤车轮。多年来，货物列车车轮踏面发生不同程度的擦伤，与货车制动主管600 kPa的定压有很大关系。普遍出现的车轮擦伤，会增加货车维修工作量，使运行阻力和机车能耗增加。

（3）加快列车制动主管的漏泄

由于列车制动主管压力升高，列车制动主管每分钟漏泄量增加，严重时会引起自然制动，给列车运行带来安全隐患。

（4）车辆制动机充风速度变慢

货物列车制动主管定压600kPa的区段，机车总风缸定压并没有提高，提高列车制动主管压力必然导致车辆制动机充风速度比制动主管定压500kPa的缓慢。如一列50辆编组的货物列车，常用制动减压100kPa，如果是500kPa的制动主管定压时，副风缸再充风时间93s，而提高为600kPa的制动主管定压时，副风缸再充风时间则为106s，充风时间延长了14%。这对长大下坡道上运行的货物列车未必是安全的因素。

（5）始发列车的初充风时间延长

对始发列车的初充风来说，600kPa的制动主管定压的列车不仅充风慢，延长充风时间，从而也就延长了列车的停留时间，而且增加压缩空气的用量，延长机车压缩机工作时间，造成能源浪费。另外，由于列车制动主管定压提高到600kPa，使连接制动软管承受过高压力，易引发制动软管爆破等故障。

2 对货物列车制动主管定压问题的讨论

（1）提高货物列车制动主管定压的预期效果并未实现

提高货物列车制动主管定压的初衷是为了得到较高的闸瓦压力（在《技规》第19表的车辆换算闸瓦压力表中有具体规定），较高闸瓦压力的具体效益应当体现在使列车具有较高的紧急制动限速。但是，现行《技规》第20表货物列车紧急制动限速表中规定的每百吨列车质量换算闸瓦压力最低值，显然是500kPa制动主管定压的货物列车就应该达到的，对600kPa制动主管定压的货物列车，这个最低换算闸瓦压力值理所应当地要规定得更高一些，然而在《技规》20表中却没有针对600 kPa制动主管定压的货物列车每百吨列车质量最低换算闸瓦压力值有所提高，即制动主管定压600kPa的货物列车和制动主管定压500kPa的货物列车执行同样的紧急制动限速。也就是说，在确定列车紧急制动限速时，600kPa的列车制动主管定压并没有派上用场，也就发挥不出应有的预期效果。

（2）列车制动主管压力与制动机的结构参数必须配套

对于货物列车保留600kPa的列车制动主管定压，有一种片面的认识，总觉得列车制动主管定压越高越好。这可能与20世纪50年代后期中国“大跃进”给国人留下的事事“贪大”、“求高”的思维定式影响有关。由牵引与制动基本理论可知，第一，不论是机车牵引力还是列车制动力并不是越大越好，均不能超过轮轨间黏着能力的限制；第二，列车制动力的大小并不是仅取决于列车制动主管压力大小，除了闸瓦压力和闸瓦摩擦系数之外，还与副风缸和制动缸的容积比、制动缸直径、制动倍率等制动机基础结构参数有关，列车制动主管压力必须和这些结构参数很好匹配，才能实现最佳的制动效果，即包括制动主管压力在内的一整套制动机参数所产生的综合作用，才能达到既产生较大的制动力，又不超过制动黏着限制。货物列车两种制动主管定压并存的现象，使货车制动机的设计处于两难境地。造成历史上这种不正常的现象，并且延续了50多年，与人们对制动机设计理论认识上的误区也不无关系。

（3）列车制动主管压力应与制动技术相适应

现有货车的制动机、摩擦材料、控制技术比过去有很大进步，列车制动力也有较大提高。绝大部分货车上都装有闸调器来实现空重车位的自动调整，同时因制动缸活塞行程超长而造成的制动力衰减现象也不多见。电力机车、内燃机车设有的电制动装置也已普遍使用，货物列车在长大下坡道上制动调速不用很大的减压量就能顺利实现。货物列车紧急制动限速只要不超过《技规》的规定值，500kPa制动主管压力的货物列车紧急制动距离就不会超过800m。比如，按现行《技规》第20表，装用高摩合成闸瓦的货物列车，列车制动主管压力500kPa时，其每百吨列车质量的换算闸瓦压力不低于180kN时，在平道上的紧急制动限速已达到87km／h，这已经足以满足当前一个时期货物列车运行速度的需要。至于长大下坡道区段，一般都有小半径曲线，比如20‰的下坡道的最小曲线半径多为300m，因为曲线半径的限制，其线路限速不超过70km／h。因此，取消600kPa制动主管定压，对货物列车在长大下坡道上的运行速度不会带来很大限制。从全铁路的现实情况来看，在《行规》中规定货物列车制动主管定压600kPa的某些区段，只有部分铁路局有此项规定，多数铁路局则没有此规定。如沈阳铁路局对30‰、南昌铁路局对18‰的长大下坡道，货物列车一直沿用的是500kPa制动主管压力，几十年来也未因此在安全运行上发生问题。这就证明长大下坡道区段货物列车制动主管压力规定为600kPa并不是真正必需的。

3 结束语

货物列车制动主管压力定为600kPa弊大于利。如果所有货物列车制动主管压力全部规定为600kPa，上述的几种弊端可能更加凸显。其中最大的问题有两个：第一，货车车辆轮轨黏着能力没有采取特别有效的提高措施，制动主管压力全部提高到600kPa，货物列车紧急制动时车轮滑行将会增多。为避免发生大量车轮滑行，可能需要普遍调整制动传动装置杠杆的结构尺寸，降低货车的制动倍率，其工作量之大可想而知。如果真的这样，一方面提高列车制动主管压力，另一方面又去降低制动倍率，以便使货车制动力与轮轨间的黏着能力匹配，那么提高制动主管压力就成了多余。第二，货物列车制动主管压力全部规定为600kPa后，列车制动主管压力与机车总风缸压力差减小，机车制动机的供风通路以及机车车辆折角塞门通风孔断面积并没有加大，制动后再充风时间必然延长，如果不把机车的总风缸定压从750～900kPa提高到850～1 000kPa，在长大下坡道上连续制动时，可能出现充风不足现象，如多次充风不足叠加，司机又是按正常减压量进行操作的情况下，有可能造成列车失控，存在严重的安全隐患。对于客车来说，因为编组辆数少，用风量少，充风时间短，而且其制动机结构参数已经是按制动主管压力600 kPa设计的，这个问题并不严重。而对编组辆数越来越

多的货物列车，则不得不倍加关注。要提高机车总风缸压力也不是一件简单的事，可能还要考虑提高总风缸的机械强度，此外，由于用风量的增加，是否需要提高空气压缩机的功率和打风能力等一系列问题要统筹考虑。鉴于货物列车制动主管压力统一定为600kPa牵涉问题很多，尤其是对行车安全造成的隐患应当引起注意。为慎重起见，建议铁道部组织有关机车、车辆、制动机设计、运用方面的专家对这一重大决策的可行性、安全性做出论证和评估，根据需要做一些专门试验，加以验证，然后再作决定，避免给今后安全管理留下隐患。

［1］铁道部.铁路技术管理规程［M］.北京：中国铁道出版社，2007.

［2］TB／T 1407-1998列车牵引计算规程［S］.

［3］孙中央.列车牵引计算实用教程［M］.北京：中国铁道出版社，2005.

［4］张中央.列车牵引计算［M］.北京：中国铁道出版社，2006.