铁路货车缓冲器技术及其评定标准分析

林结良，李 冬

（南车眉山车辆有限公司，四川眉山620032）

铁路货车缓冲器技术及其评定标准分析

林结良，李 冬

（南车眉山车辆有限公司，四川眉山620032）

通过对美国、俄罗斯、欧州及我国铁路货车缓冲器技术及相关技术标准的介绍，对其相关的AAR、ГОСТ、UIC标准及我国铁路行业有关货车缓冲器评定、试验验证标准进行了对比分析，提出了我国铁路货车缓冲器发展方向及评定标准的改进建议。

缓冲器；试验；标准；分析

缓冲器是铁路机车车辆的重要部件，其主要作用是吸收列车运行或编组调车作业时机车与车辆、车辆与车辆间的纵向冲动能量，缓和车辆间的冲击，降低车钩纵向力，减轻车辆及所运货物的损坏，改善列车纵向动力学性能；同时还可以降低由纵向冲击力引起的车钩横向分力和车辆脱轨系数，从而提高列车运行的稳定性和平稳性，确保铁路运输安全。

缓冲器的性能直接影响着列车牵引吨位、运行速度、车辆总重、列车编组作业效率、货物完好率等涉及铁路运输效率的经济指标和技术水平。评定缓冲器性能的主要技术参数是冲击速度、最大阻抗力、容量、行程及能量吸收率。

当前世界上绝大多数国家的货车车钩缓冲装置采用配备E型或F型的具有三态作用性能自动车钩的AAR标准体系钩缓装置；俄罗斯、独联体国家和部分中亚国家采用配备CA－3型具有二态作用性能自动车钩的ГОСТ标准体系钩缓装置；欧洲国家采用由链子车钩和侧缓冲器组成的UIC标准体系钩缓装置。

钩缓系统的技术标准直接关系铁路车辆车钩、缓冲器的开发发展水平和发展动态，美国、俄罗斯和欧洲国家有关铁路货车钩缓系统的开发评定标准体系各具特色，美国的钩缓系统技术标准最为完善，形成了一系列独立、完整的铁路货车缓冲器评定、验证及相关生产维修资质审查系列标准和标准体系，并且随着技术的进步在不断丰富、更新和完善；21世纪初，随着铁路货车重载技术的发展，俄罗斯提出了研制新一代机车车辆的发展纲领，规定了新一代货车的轴重、构造速度和列车质量4个等级的新标准、发布了货车和机车用缓冲器的部门标准，规定了缓冲器的级别和性能指标要求，使货车缓冲器得到较快的发展；欧洲铁路主要发展快捷运输，其符合UIC标准的铁路货车技术标准自成体系，钩缓系统采用与自动车钩系统完全不同的侧缓冲器（或称盘形缓冲器）和螺旋链子车钩结构，有关货车缓冲器开发试验验证内容自成体系，是研制侧缓冲器的规范性技术文件。

北美AAR、俄罗斯ГОСТ和欧盟UIC相关标准对我国研究和开发新一代货车缓冲器有较大的借鉴和参考价值，对提升我国铁路货车关键配件的技术水平，提高我国货车缓冲器的试验评定标准有着积极的推动作用。

1 国内外铁路货车缓冲器技术及技术标准发展概要

1.1 美国铁路缓冲器及相关AAR标准

美国作为世界铁路重载运输最为发达国家之一，是重载单元列车的发源地，美国重载运输技术的发展对世界的铁路重载运输技术有着方向性的指导作用，其铁路货车缓冲器技术在国际上一直处于领先地位。符合AAR标准的缓冲器在美国、加拿大、澳大利亚、南非、巴西等重载运输发达国家被广泛采用，中国、俄罗斯等国家也开发应用了类似的缓冲器。

许多年来，北美铁路各种货运设备上所采用的车体间连接装置，大部分都是在19世纪后期出现的连接元件的基础上发展起来的。现代车钩起源于1873年由詹尼（Jene）发明的钩舌车钩，具有能量吸收特性的缓冲装置则是由1888年问世的韦斯汀豪斯（Westinghouse）的缓冲器发展而来的，这些装置目前仍在大多数机车和车辆上使用。

（1）AAR缓冲器标准的形成与制定

1953年通过的M—901A规范（目前已废止）是有关橡胶缓冲器的技术规范，与M－901相同，M－90l A要求适合625.5 mm标准缓冲器套口尺寸的缓冲器容量为24.4 kJ（18 000 ft－1b.）。

1954年通过的M—901B规范规定了使用过的缓冲器修理和分类及鉴定要求。

1959年制定的M—901D规范，要求在阻力不大于226.8 t（500 000 lb.）的情况下，最小容量为24.4 kJ。

同年通过的M—901F规范，确定了认证试验中测量和记录缓冲器阻力的仪器标准。

M—90lG缓冲器广泛应用于质量在100 t以上的车辆上，如多节关节式车辆和用牵引杆连接的车辆。M—901G规范适用液压、橡胶、胶泥或弹性体缓冲介质的缓冲器或由这些缓冲介质组合的摩擦缓冲器；M—901K规范主要适用于全液压型和液压气动型缓冲器。适用总重70 t以下的轻型车辆。

通过AAR M—90lE或M—901G规范认证的普通缓冲器，至今仍在大量货车上使用。尽管具有较长行程的液压缓冲装置可以对所装载货物提供更好的保护，但对于大多数车辆，尤其是对于运输散装货物的车辆来说，采用普通缓冲器更为经济。

M—901系列试验标准涵盖包括缓冲器落锤试验、冲击试验、静压试验、耐久性试验和坚固性试验等试验验证的内容。

1963年AAR规范首次涉及带车端缓冲的液压缓冲装置，通过了M—921规范《货车专用缓冲装置》。对能够在车钩和车体之间任一方向上提供127 mm（5 in.）行程的所有缓冲装置规定了要求。从此M—92l被划分为一组相互关联的系列标准规范，这些规范对各种类型的液压缓冲装置规定了相应的要求［1］。

在北美缓冲器（M—901系列）和缓冲装置（M—921系列）技术标准分别由缓冲器工程制造厂家委员会（DGMEC）和缓冲单元工程制造厂家委员（CUEMC）来制定，由北美铁路协会缓冲和牵引系统委员会（C＆DSC）颁布实施。（DGMEC由来自于ASF－Keystone、Miner和Wabtec/Cardwell Westinghouse公司的代表组成；CUEMC由来自于ASF、Miner、FM Industries、Wabtec/Cardwell Westinghouse、American Hydraulics和Independent Draft Gear公司代表组成［2］）。

（2）美国货车缓冲器技术发展概述

经过多年的发展，美国铁路货车缓冲器形成了摩擦式钢弹簧缓冲器、橡胶缓冲器、弹性体缓冲器、液压缓冲器、钢弹簧分别与橡胶、弹性体、液压组合式缓冲器等多种类型的缓冲器系列产品。缓冲器的弹簧也由圆钢弹簧、橡胶弹簧向新的高分子合成材料弹性体方向发展。目前在美国的货车缓冲器市场中，摩擦式缓冲器占80%以上，液压缓冲器和其他形式缓冲器约占20%［3］。

①美国货车的主型缓冲器

美国货车的主型缓冲器性能参数见表1。

②美国货车缓冲器技术发展动态

American Hydraulics公司最近推出了一款符合M—901K标准的新型液压缓冲器。这种密封的、免维护的缓冲单元据说能提供比传统的缓冲器大3～5倍的容量，且反冲力很低。它装在一个标准套口内，行程为82.5 mm，最大容量为116.3 kJ，最大作用力为3 925 k N。

表1 美国主型缓冲器型号及性能参数

Independent Draft Gear公司还在开发一种采用复合材料壳体的轻型缓冲器。复合材料壳体可以大大减轻缓冲器的质量。

WH.Miner公司推出的用于装备牵引杆车辆的3种新型缓冲器能提供有限行程的缓冲。这些缓冲器具有25.4 mm的压缩行程，222 k N的初压力，能够安装于标准缓冲器套口内。Draw Guard FS是为运煤车设计的全钢摩擦单元，其质量为145.9 kg，而该缓冲器的轻型同系列产品Draw Guard FT则组合了钢摩擦单元和TecsPak弹性体弹簧单元，质量为124.7 kg，这是Miner公司制造的最轻型缓冲器。该产品系列的另外一种缓冲器则是全弹性体的Drawmaster［2］。

1.2 前苏联及俄罗斯铁路货车缓冲器及相关标准

（1）货运技术装备及相关缓冲器技术标准概况

20世纪70～80年代以前，前苏联的货车缓冲器技术和相关标准相对单一，货车均为摩擦式缓冲器，可执行的国家标准为前苏联内务部国家标准委员会1976年12月2日第2691号决议批准的ГОСТ22253－76《1 520 mm铁路车辆弹簧—摩擦缓冲器技术条件》。及全苏车辆制造科学研究院编制的《缓冲器定期试验和型式试验方法》。ГОСТ22253－76标准仅对摩擦式缓冲器的制造、材料等进行了规定，是制造技术标准。缓冲器的参数、试验验证无统一的国家或行业标准规定，仅执行设计图纸和企业标准的规定。《缓冲器定期试验和型式试验方法》内容过于简略，可执行性差，抽样数量少，易形成试验过程的随意性，评估较为困难。

1979年开始前苏联对原有的运输条件及技术装备进行综合改进提高，车辆的轴重由21 t提高到22.5 t和23.5 t，调车连挂速度提高到9 km/h，并按普通列车编组方式编组超长超重列车，开行了编组75辆车、列车牵引总质量为6 000 t重载列车。随着经验的积累和技术的成熟，在固定专用线路上组织开行了6 000～8 000 t超长超重列车，部分区段的列车质量突破了万t，有的甚至提高到1.6～1.8万t。其货车缓冲器还是以摩擦式缓冲器结构形式为主，摩擦式缓冲器存在性能稳定性差，行程小阻抗力大等不足，这一阶段货车纵向载荷的标准是拉伸力提高到2 500 k N，压缩力提高到3 000 k N，但缓冲器容量却没有明显增加，其性能指标不能满足货车发展的要求，缓冲器技术滞后于货车重载技术的发展。

1980年以后，发布了СТССФЖТЦВ－ЦЛ09.04《车钩缓冲装置的缓冲器静力试验方法》、СТССФЖТЦВ－ЦЛ09.05《车钩缓冲装置的缓冲器落锤试验方法》、СТССФЖТЦВ－ЦЛ09.06《车钩缓冲装置的缓冲器寿命试验方法》、СТССФЖТЦВ－ЦЛ09.07《车钩缓冲装置的缓冲器冲击试验方法》和СТССФЖТЦВЦЛ09.09《车钩缓冲装置的缓冲器列车运用试验方法》等缓冲器性能检验规范，涵盖缓冲器静压试验、落锤试验、冲击试验、耐久性试验和应用可靠性。

2001年由俄罗斯全俄铁路运输科学研究院起草、联邦交通部车辆局提出、联邦交通部批准、2001年9月1日起实施的行业标准OCT32.175－2001《货车和机车用缓冲器·通用技术条件》，是俄罗斯开发新一代铁路货车缓冲器的指导性和纲领性技术文件。

2001年12月俄罗斯联邦交通部与俄罗斯联邦工业与科技部分别批准了2002年3月1日起实施的经过修订和补充的《交通部1 520 mm轨距铁路（非自行）车辆计算和设计规范》，对于新一代货车和新一代缓冲器提出了具体要求。

（2）货车缓冲器技术发展概述

前苏联和俄罗斯缓冲器的发展大致经历了如下3个阶段。

1951年以前是第1阶段，这一阶段车辆纵向载荷的标准是拉伸力800 k N，压缩力1 000 k N。开发的都是弹簧摩擦式缓冲器。主要有货车用圆柱形缓冲器和Щ－1－Т型缓冲器（Щ代表六角形，1代表第1方案，T代表箱体、摩擦楔块、锥形压盖均经过热处理）。这几种缓冲器行程均为70 mm，容量较小，且性能随磨合程度而变化，很不稳定。其中圆柱形缓冲器由于容量太小，已于1951年停产。

1952—1991年是第2阶段，开发的货车缓冲器都是摩擦式缓冲器，主要有Щ－1－TM，Щ－2－B，Щ－2－T，Щ－4－T，Щ－5－TO，Щ－6－TO，ПМК－110К－23和ПМК－110A等型号缓冲器。用于客车的则是橡胶金属式缓冲器。

这一阶段货车纵向载荷的标准是拉伸力提高到2 500 k N，压缩力提高到3 000 k N，但缓冲器容量却没有明显增加，所以其性能指标不能满足货车发展的要求。

1992年至今是第3阶段。21世纪以来，由于俄罗斯经济逐步回升，俄罗斯铁路公司提出要研制新一代机车车辆，规定了货物列车吨位新标准，发布了货车和机车用缓冲器的部门标准，规定了缓冲器的级别和性能指标要求，使缓冲器得到较快的发展，其容量也有大幅度的提高。这一阶段开发了两类缓冲器：一类是弹性元件摩擦式缓冲器；另一类是弹性胶泥式缓冲器。如ПМКП－110、РТ－120型弹性元件摩擦式缓冲器、ГП－120A型液压—弹性体组合式缓冲器，1991年俄罗斯开始研制弹性胶泥缓冲器，以适用于总重100 t的货车，设计最大行程120 mm，最大动态阻抗力不大于2.5 MN，额定冲击力为2 000 k N时容量不小于160 kJ，调车允许最大速度为15 km/h。如АПЭ－90型、АПЭ－95－УВЗ型、ЭПА－120和АПЭ－120－И型及73ZW型系列弹性胶泥缓冲器等型号［4］。

前苏联和俄罗斯货车的主型车钩缓冲器性能参数见表2。

表2 前苏联和俄罗斯主型缓冲器型号及性能参数

1.3 欧洲铁路货车缓冲器和UIC标准

由于欧洲大陆地形紧凑，经济融为一体，公路货物运输总量远大于铁路，因此，快捷的联运服务是欧洲铁路货运的主要特色。欧洲铁路其列车牵引质量一般小于3 000 t。符合UIC标准的缓冲器主要用于欧洲铁路联盟内部，其连接装置采用螺杆链环式车钩（亦称链子钩）与侧缓冲器组成的UIC标准体系钩缓装置，牵引力系通过链子钩和牵引缓冲器传递，而压缩力则通过安装在车辆底架端梁两侧的侧缓冲器传递。我国铁路货车的连接装置与北美、俄罗斯等国家一样，均属于冲击—牵引式。车辆运行中作用于该装置的所有牵引、压缩力均通过自动车钩和缓冲器直接传递至车辆底架。缓冲器是自动连接装置中使货车在压缩、牵引载荷作用下受到保护的唯一部件。两者结构、受力方式差别较大。

国际铁路联盟在1981年制定了UIC 526－1和UIC 526－2标准，分别规定了行程为105 mm和75 mm缓冲器的技术规范。1992年7月制定了UIC 526－3标准，通过了行程为130 mm和150 mm的货车缓冲器生产。在1985年和2008年以及1998年和2008年分别对UIC 526－1和UIC 526－3进行了两次修订，吸收了胶泥缓冲器的技术内容，规范和批准了用于货车的容量分别为30 kJ、50 kJ和70 kJ的A、B、C 3级缓冲器产品。是欧洲铁路货车缓冲器研发试验验证的基础性技术文件。

盘形缓冲器的结构形式主要从缓冲器减振介质上来区分，和北美和俄罗斯缓冲器一样一般有以下几种类型：弹簧式、橡胶、液压、液气、高分子材料（弹性体、弹性胶泥）缓冲器及几种缓冲介质组合的组合式缓冲器。

盘形缓冲器采用弹簧式有多种形式，如早期的圆柱螺旋弹簧、截锥螺旋弹簧，由于能量吸收率几乎为零，缓冲器容量低。后来出现的环簧形式缓冲器，由于环簧结构本身既是弹性元件，又是摩擦元件，大大提高了能量吸收率，增加了缓冲效果，环簧形式缓冲器具有结构简单、检修方便、强度高的特点，现在的欧洲铁路上仍在应用此类缓冲器［5］。

现代盘形缓冲器大量采用高分子弹性体介质，该缓冲介质具有自重轻、容量大、性能稳定和免维护等特点，是钢弹簧缓冲器和橡胶缓冲器的换代产品。

UIC体系的盘形缓冲器与我国及北美、俄罗斯等的铁路货车缓冲器差别较大，但UIC有关货车缓冲器的系列标准仍值得我们认真分析研究，特别是对缓冲器冲击试验、缓冲器疲劳、耐久性试验验证的理论分析和试验方法值得我们研究和借鉴。

1.4 我国铁路货车缓冲器技术及相关标准

（1）铁路行业有关缓冲器技术标准

我国铁路普通货物列车车辆中，缓冲器是一个较为突出的薄弱环节。从20世纪60年代至80年代初，我国列车的牵引质量和运行速度一直发展比较缓慢，运用的车辆基本上是轴重18 t，载重50 t左右的货车，对应货车用缓冲器主要是2号、3号和MX－1型缓冲器。调车编组作业速度为3 km/h，商业运行速度50～80 km/h。没有一部完整统一的有关货车缓冲器研发试验方面的行业技术规范，货车缓冲器属美国30～40年代产品，技术性能落后，容量低，可靠性差，性能随气温变化大，制约着铁路运输向提速和重载方向的发展。

20世纪80年以后，为扭转我国铁路运输紧张和滞后的被动局面，加快国民经济发展，我国铁路提出向提速、重载方向发展的目标。铁路货车整体技术水平得到一定发展，全面设计推广应用商业运行速度80 km/h，轴重21 t，载重60 t的货车。缓冲器方面通过改进研究开发了G2型、MX－2型等货车缓冲器。又通过引进借鉴，又相继开发了ST型和MT型系列缓冲器，加快淘汰载重50 t货车及老型号缓冲器。随着缓冲器技术的进步，推动了相关技术标准的制订、修订步伐。

在这期间，先后颁布了TB/T 1961－1987《车辆缓冲器性能及落锤试验方法》、TB/T 2221－1991《铁道机车车辆非橡胶缓冲器基本参数与技术条件》、TB/T 2413－1993《铁道货车用缓冲器冲击试验方法与评定》、TB/T 2914－1998《货车用橡胶缓冲器技术条件》和TB/T 2915－1998《铁道货车MT－2和MT－3型缓冲器技术条件》等5项有关货车缓冲器开发试验验证的技术标准和规范，推动了我国货车缓冲器技术领域的技术进步。

其中，TB/T 2914－1998标准与美国AAR M—901A—82规范基本相同，只是正式容量规定为35 kJ，较M—901A—82规范的24.3 kJ高出44%。TB/T 2915－1998标准与美国AAR M—901E—82规范基本相同。

进入21世纪，我国铁路货车重载提速技术取得很大进步，通用货车载重已实现由60 t级向70 t级全面升级换代，运煤敞车载重已达80 t，通用线路普遍开行5 000～6 000 t货物列车，大秦线开行了总重2万t的重载列车。同时货车缓冲器的研发也取得突破性进展，相继开发了适合重载货物列车运行的采用新型材料的大容量缓冲器。

为适应大轴重货物列车和大容量缓冲器发展的需要，2006年11月，对原TB/T 1961进行了全面修订，废除了TB/T 1961－1987、TB/T 2221－1991、TB/T 2413－1993、TB/T 2914－1998和TB/T 2915－1998标准。对上述涉及的相关缓冲器标准进行整合和替代，颁布了TB/T 1961－2006《机车车辆缓冲器》。

这是第一部比较全面完整有关我国铁路机车车辆缓冲器研发、试验验证规范方面的行业技术标准。为开发研究我国现代化的铁路货车缓冲器提供了一部较为完善的技术法规。

（2）我国主型缓冲器概述

与国外铁路货车缓冲器比较，我国铁路货车缓冲器在综合性能方面相对较差和落后，在数量和品种上也相对较少。目前我国主型货车缓冲器应用最为广泛的是MT－2型、MT－3型、ST型缓冲器，均为干摩擦式钢弹簧缓冲器，运用中还有部分2号缓冲器。大容量的HN－1型缓冲器、HM－1缓冲器和HM－2型缓冲器还在进一步推广应用中［6］。

我国应用的主型缓冲器性能参数见表3。

表3 我国铁路货车几种主型缓冲器性能参数

1.5 国际铁路货车缓冲器发展趋势

美国、俄罗斯及欧盟等国铁路货车缓冲器经过多年发展和不断改进，形成了根据不同车辆使用要求而采用不同类型缓冲器的格局。如运输易破碎、怕冲击货物的特种货车车辆多装用液压缓冲器；但各主型货车大多数使用的还是摩擦式缓冲器。由于摩擦式钢弹簧缓冲器受其结构空间的限制，容量增加幅度有限，大容量、高吸收率、低阻抗力以及免维护的非钢摩擦缓冲器和组合式缓冲器以及钩尾框从板集成一体式缓冲器将是国际重载车辆缓冲器的研究重点，并成为重载车辆缓冲器的新热点。

2 我国铁路货车缓冲器行业标准与国际相关标准对比分析

国际铁路车辆的连接系统主要有AAR标准体系、俄罗斯标准体系和UIC标准体系的钩缓装置：我国铁路货车钩缓装置与AAR标准体系相似。分析研究这些国外先进标准对提高完善我国铁路货车缓冲器研制试验验证标准的制订、修订水平，提高缓冲器应用可靠性，提升我国货车缓冲器技术水平，更好地满足我国铁路大轴重货车和重载铁路货物运输的需要有着积极作用。

2.1 国际相关标准对缓冲器性能参数的规定

（1）北美AAR对缓冲器性能技术参数的规定

美国AAR系列标准，并不是针对某一具体型号的缓冲器技术标准，而是以性能要求、试验方法和判定标准为主的缓冲器技术标准，该系列标准规定了缓冲器各种技术参数的定义、试验装置的要求、被试缓冲器的选取和检查、交货状态容量、正式容量、耐久试验、坚固性试验、运用试验方法及步骤、判定标准以及缓冲器生产、销售批准证书的批准过程等。美国标准规定了全面反映缓冲器性能及性能变化规律的交货容量、正式容量、耐久试验和坚固性试验的名词术语和各个试验阶段的缓冲器性能判定数据，这是其他国家缓冲器技术标准所没有的。我国TB/T l961－2006缓冲器标准实质上与美国AAR M90l相近。

（2）俄罗斯标准对货车缓冲器性能分级和技术参数的规定

2001年由俄罗斯全俄铁路运输科学研究院起草、联邦交通部车辆局提出、联邦交通部批准、2001年9月1日起实施的行业标准OCT32.175－2001《货车和机车用缓冲器·通用技术条件》，将缓冲器根据主要技术指标分为T0、T1、T2、T3共4个等级（如表4所示）。

表4 缓冲器各等级及技术参数［8］

2002年3月1日俄罗斯联邦交通部与俄罗斯联邦工业与科技部发布实施了《交通部1 520 mm轨距铁路（非自行）车辆计算和设计规范》，对货车等级进行了规定，新一代货车分为如表5所示的4个基本等级，该标准对于新一代货车和新一代缓冲器都提出了具体要求。

表5 俄罗斯铁路货车等级

在《交通部1 520 mm轨距铁路（非自行）车辆计算和设计规范》中，俄罗斯对新开发铁路货车缓冲器参数及各种级别的缓冲器运用工况进行了详细规定，是指导缓冲器应用和未来缓冲器开发的技术法规和规范文件。

（3）国际铁路联盟UIC对缓冲器性能分级和技术参数的规定

欧洲货车缓冲器主要按照行程进行分类，主要分为75 mm行程缓冲器、105 mm行程缓冲器、130 mm和150 mm行程缓冲器。其中75 mm行程缓冲器只在1985年1月1日前生产的货车上装用。最常用的为105 mm行程的缓冲器，130 mm和150 mm行程的缓冲器主要用于特种车辆。缓冲器按容量30 kJ、50 kJ和70 kJ分别分为A、B、C 3个级别缓冲器产品。UIC 526系列标准包含缓冲器冲击试验、静压试验、耐久性试验和高低温环境试验等性能检验规范。

2.2 缓冲器耐久试验标准的规定及对比分析

在缓冲器研发中，容量是反映缓冲器性能的一个很重要参数，耐久性则反映缓冲器应用寿命和可靠性的重要参数，而耐久试验则是验证缓冲器寿命的重要手段，各种标准对耐久试验的输入的总能量规定均有较大差异，下面通过对国际上铁路货车缓冲器研发试验的主要标准体系对比特别是对缓冲器耐久试验规定的对比分析，为缓冲器的可靠性设计提供一定的依据。

（1）AAR对缓冲器耐久试验的规定

AAR系列缓冲器标准中，不同标准对缓冲器耐久试验应该输入的总能量有不同的规定。M—90l A、M—901D、M—901E规定耐久试验输入的总能量为33.8 MJ；M—90lC规定耐久试验输入的总能量为47.4 MJ；M—90l G、M—901H虽然没有直接规定耐久试验应输入的总能量，但规定了耐久试验中落锤的锤高和落锤的次数，对于特定型号的缓冲器，可以计算出落锤试验输入的总能量；M—901K规定耐久试验由落锤试验和液压循环试验构成，落锤试验中虽然未规定输入的能量，但对特定的缓冲器.可以由锤高和落锤的次数计算出落锤试验输入的能量，液压循环试验中直接规定了输入的总能量为47.4 MJ［7］。

除M—901K要求耐久试验采用落锤和液压循环两种方法外，其他标准中对耐久试验都按落锤试验考核。

（2）俄罗斯标准对缓冲器耐久试验的规定

俄罗斯标准OCT 32.175规定，对新研制的缓冲器，其输入的总能量应不小于250 MJ，耐久试验后缓冲器应无故障。故障的标准是缓冲器失效（完全丧失工作能力）或缓冲器额定容量的降低达到缓冲器容量标准值的30%。

摩擦式缓冲器磨合状态的试验过程中.允许总加载次数的0.5%出现卡死情况，而液压式和弹性胶泥式缓冲器不允许卡死［8］。

（3）UIC标准对缓冲器耐久试验的规定

UIC的缓冲器标准在我国的普及程度相对不高，对缓冲器的要求与我国标准区别较大。

UIC 526－1规定耐久试验可以用80 t货车在轨道、模拟线路上做冲击试验或进行落锤试验；而UIC526－3则规定耐久试验可以用80 t货车在轨道、模拟线路上做冲击试验或在压力机上做压缩试验。2个标准都要求耐久试验后的动态容量不低于耐久试验前的80%，并且在耐久试验过程中，不得使缓冲元件过热。不管采用什么样的试验方法，都按表6规定的能量谱做3个循环。

表6 UIC 526规定的缓冲器耐久试验的能量谱

按照UIC标准.对于动态容量大于静态容量的流体类缓冲器，由于压力机的压缩速度通常低于冲击试验的压缩速度，所以如果在压力机上做耐久试验，则输入的总能量要低于按冲击试验计算的总能量。

UIC 526－1和UIC 526－3对耐久试验的规定也稍有不同：UIC 526－3规定表1中的We代表冲击试验中测得的缓冲器的容量；而UIC 526－l规定We代表缓冲器的额定容量。

UIC 526－1和UIC 526－3都对气液缓冲器试验前后气体的压强降低幅度作了规定，要求试验后气体的压强不得低于试验前的90%。

UIC 526－1对于有气体密封的缓冲器、UIC 526－3对于阻抗力与压缩速度相关的缓冲器以及具有密封元件的缓冲器，还要求做附加的密封性试验［10-11］。

2.3 我国铁道行业标准及对缓冲器性能和耐久试验的规定

我国铁路有关机车车辆缓冲器研发、试验验证规范的行业技术标准是TB/T 1961－2006《机车车辆缓冲器》。该标准对缓冲器性能进行了分类；增加了快速货车、机车及机车专用缓冲器的内容；与AAR M－901E标准一致，采用标准12 t落锤机的试验程序，废除原标准用4 t、5 t落锤机的试验程序的要求。

TB/T 1961－2006《机车车辆缓冲器》对缓冲器耐久试验的要求总体上与AAR标准基本相同。在耐久试验中，把缓冲器分为用容量评定的缓冲器、液压缓冲器、弹性胶泥缓冲器组及用冲击试验评定的缓冲器几类。用容量评定的缓冲器根据其容量不同，输入的总能量为33.8×k，MJ，［k为换算系数，k＝缓冲器容量kJ/50 kJ］。液压缓冲器和弹性胶泥缓冲器输入的总能量为33.8×1.4×k MJ。用冲击试验评定的缓冲器耐久试验则由规定的几段落锤试验程序和1 000次额定容量的锤击组成［12］。

2.4 各国缓冲器标准中耐久试验要求的对比

考察一个标准对缓冲器可靠性评价的重要指标就是输入的总能量。表7从总能量的角度出发，比较了各种标准对我国定型缓冲器耐久试验输入的总能量。

从表7可以看出，对于我国定型的缓冲器，UIC标准和俄罗斯标准在耐久试验过程中输入的能量最多。其中，对于容量50 kJ以下的缓冲器，按照俄罗斯标准耐久试验输入的能量多，而对于容最大于50 kJ的缓冲器，则是按照UIC标准耐久试验输入的能量多。由于俄罗斯新造缓冲器的容量都在50 kJ以上，所以如果对俄罗斯的缓冲器做耐久试验，则按UIC标准输入的总能量要比按俄罗斯标准输入的总能量多。

按照我国铁道行业标准和AAR标准对缓冲器做耐久试验，两者输入的总能量均相对较少。

表7 各种标准对我国定型缓冲器耐久试验输入的总能量的对比［13］MJ

2.5 缓冲器落锤容量试验标准对比

美国AAR标准和我国TB标准都要求针对用容量评定的缓冲器进行落锤容量试验，包括初始容量落锤试验（交货容量试验）、正式容量落锤试验（法定容量试验），欧洲UIC标准未要求进行落锤容量试验。

在进行落锤容量试验时，美国AAR标准规定交货落锤容量不小于法定容量的83%，在1/2行程时容量不得低于全行程的20%，被试验的5套缓冲器中个别缓冲器的容量与5套容量的平均值之差不得大于± 20%；我国规定初始容量不低于正式容量的80%，在1/2行程时容量不得低于全行程的25%，被试验的5套缓冲器中任一套缓冲器正式容量不应比5套缓冲器的正式容量的平均值高出或低出15%。

2.6 缓冲器冲击试验标准对比

美国AAR标准和我国均要求用冲击速度评定的缓冲器进行冲击试验，欧洲UIC标准要求各类缓冲器均进行冲击试验。UIC标准在冲击试验冲击工况的选择等相对比较完善全面，判定标准比较严格。

3 建议与设想

3.1 对我国铁路货车缓冲器技术标准的建议

通过上述货车缓冲器技术及相关标准比较分析，可以看出，我国缓冲器技术及相关标准与国际水平尚有一定差距。在相关技术标准方面，我国TB标准相对比较粗放，有必要进行细化和完善，用科学先进的技术标准推动缓冲器技术发展，指导铁路货车缓冲器的开发。建议开展如下工作：

（1）加强相关缓冲器性能试验及研究工作，研究完善试验方法及评价规范。根据我国铁路运行工况适当提高耐久试验输入的总能量，可参考UIC标准和俄罗斯标准相关内容。

（2）建议在标准中应根据缓冲器主要技术指标对缓冲器进行等级划分，不同用途的货车规定应选用不同等级的缓冲器。对危险货物车辆及贵重物品运输车辆的缓冲器应特别规定，为新一代缓冲器的开发指明发展方向。

（3）完善细化缓冲器的装车运行试验要求，应规定缓冲器运行试验的列车总重和车辆总重要求，并可适当参考AAR的相关标准。

3.2 我国铁路货车缓冲器技术发展设想

随着我国经济发展和科学技术水平的不断提高，铁路重载运输技术得到大力发展，铁路货车运营条件发生了巨大变化，货车运行速度、载重量提高，牵引质量、编组车辆数量增大，纵向冲击呈非线性增长，周转天数减少，使用频率提高，特别是取消货车辅修修程，延长货车厂、段维修周期和关键件的质量保证期等改革深化措施，以及车辆布局调整等措施的实施，都对铁路货车及其零部件的技术性能和使用安全可靠性提出了新的更高要求。因此，应根据我国铁路运输的特殊情况和铁路货车具体运营条件，研究和开发不同需要的各型缓冲器或缓冲单元，设想如下：

（1）根据货车牵引质量、运输工况、运输介质不同，开发和配置不同级别、不同种类的缓冲装置。

（2）开发研究符合相当于AAR M－901K标准或俄罗斯T2、T3级别的大容量液压缓冲器，满足装运贵重货物、危险货物、小汽车运输等个性化运输要求。

（3）开展新型高分子弹性体或弹性胶泥介质的组合式缓冲器开发研究，改善车辆纵向动力学性能，改善安全可靠性。

（4）开展钩尾框、从板集成一体式缓冲系统研究，满足专用车辆需要，减轻车辆自重，增加运能。

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Analysis on Railway Wagon Bumper Technology and Assessment Standards

LIN Jieliang，LI Dong
（CSR MeiShan Rolling Stock Co.，Ltd.，MeiShan 620032 Sichuan，China）

This paper introduces different bumper technologies and standards of railway wagons in China，USA，Russia and Europe.Based on the analysis on the differences of these standards（AAR，ГОСТ，UIC and TB）description about the test and assessment of bumpers used on railway wagons，some suggestions are proposed for improving the assessment standards and the developing direction for Chinese rail-bumper is pointed out.

bumper；test；standard；analysis

U270.34

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.01.02

1008－7842（2014）01－0008－09

0—）男，教授级高级工程师（

2013－09－06）

文章编号：1008－7842（2014）01－0017－06