停放制动手动缓解拉力的影响因素分析

邹建文 王瑛琪 肖天宇 祝 航

(中车南京浦镇车辆有限公司转向架研发部 江苏 南京 210031)

停放制动系统是机车制动系统中非常重要的组成部分，施加停放制动后的列车除依靠列车风路中空气压力升高自动实施列车缓解外，在列车风压低、风管路有漏泄故障的情况下自动施加的停放制动，需要人工进行手动缓解，一列6辆编组的列车有24个停放制动装置[1]，增加了运用、维修人员的负担，且手动缓解拉力常常过大，使得该远端缓解装置缺乏实用性，小缓解拉力的设计值得研究。

1 停放制动的原理及操作方式

停放制动装置利用列车风压的变化，有风缓解，无风制动。停放制动作为一种被动式制动，通常与常用制动缸集成使用[2]，由于停放制动机构是一套复杂的机械、气动装置，在风压不足等情况下，会造成停放功能不正常，有可能影响制动系统的正常工作，对列车运行安全带来隐患[3]，因此，在确认某车的停放制动功能出现故障后，应能确保此车的停放制动被可靠隔离，隔离后的列车不再施加停放制动，已处于施加状态的可通过手动缓解拉环人为缓解。

2 停放制动手动缓解流程

停放制动的制动状态可以通过拉动手动缓解装置拉环进行机械式缓解，操作时，按照如下步骤进行，确认各步骤状态和动作，如图1所示。

3 手动缓解装置的实际应用

拉环位置通常在缸体外侧较近处，在操作时需要将手伸至接近制动缸，难度大且有一定的危险，引入手动缓解装置远端控制器后通过拉绳可方便地在转向架底部两侧位置进行操作，安装和布置方式如图2、图3所示。通过管卡、胶套等将其固定在构架底部，闸线一端连接停放缸，一端作为手动拉环紧固在安装座上。

图2 在缓解装置上安装手动缓解拉绳

图3 手动缓解拉绳的布置

4 手动缓解拉绳拉力试验

远端控制器拉绳在手动缓解功能中的应用已较为成熟，但易出现拉绳拉力过大，操作不便的问题，分析拉绳的安装和布置方式，初步确定主要为以下几个因素：(1)不同厂家的缓解拉绳对缓解拉力的影响；(2)缓解拉绳长短对缓解拉力的影响；(3)缓解拉绳走线布置的不同对缓解拉力的影响；(4)缓解拉绳紧固管卡的松紧对最终缓解拉力的影响。

本次试验主要使用海泰和克诺尔厂家的缓解拉绳，海泰(以下简称为HT)缓解拉绳的长度有：920 mm、1 705 mm。克诺尔(以下简称为KB)缓解拉绳的长度有：920 mm、1 000 mm、1 160 mm、1 705 mm、2 450 mm。

4.1 试验规程

试验起初选取车间在用数显式推拉力计(艾德堡HP-500)(见图4)，可精确到小数点后一位，每次试验前通过制动试验机为停放制动缸充气后排空至制动状态，将拉力计与拉环连接测试；考虑到试验中采用人工方式操作时受操作人员、加载速度等多方面因素影响误差较大，改用电子式卧式拉力试验机台，可设置速度和行程，拉力方向始终保持水平，极大降低了试验误差。

图4 拉力计测试图

4.2 不同厂家拉绳拉力试验

选取HT和KB拉绳，长度均为920 mm，并选择合肥5号线项目(HT制动缸)构架，在完全安装两种拉绳后测试缓解拉力，分别统计3组数据如表1所示。

表1 不同厂家拉绳拉力数据

4.3 不同长度拉绳拉力试验

选取长度分别为920 mm、1 705 mm的HT拉绳和KB拉绳，并选择合肥5号线项目制动缸(HT制动缸)，在无任何安装的状态下测试不同长度下的缓解拉力，分别统计3组数据(见表2)。

表2 不同长度拉绳拉力数据

4.4 不同走线拉绳拉力试验

选取长度分别为920 mm、1 705 mm的HT拉绳，并选择合肥5号线项目制动缸(HT制动缸)，按照图5中(a)、(b)所示的走线布置缓解拉绳，测试缓解拉力，分别统计3组数据如表3所示。

表3 不同走线拉绳拉力数据

图5 走线布置

其中走线方式(a)保留了传统的紧固方式，用单边管卡分段紧固拉绳，为了适应构架底部其他部件及T型槽的位置，拉绳需要以较小的弯曲半径进行多段折弯，且紧固的高度与拉绳自制动缸出口的位置相差较大，按照该方式紧固对拉绳是一种绷紧状态；走线方式(b)不紧固短拉绳，少量紧固长拉绳，仅在中间位置布置2个管卡，保证在自然状态下弯曲曲线平滑，且长拉绳不至于太长而在运动中反复甩动，进行对比试验。

4.5 不同松紧管卡拉力试验

选取长度分别为920 mm、1 705 mm的海泰拉绳，并在合肥5号线项目构架上安装，在管卡不打扭力和打全部扭力的2种工况下测试缓解拉力，分别统计3组数据如表4所示。

表4 不同松紧管卡下拉绳拉力数据

4.6 试验数据分析

结合上述试验可得不同厂家拉绳对实际拉力无影响；拉绳越长，拉力越大；减少紧固点且保证较大的弯曲半径可有效降低拉力。

为有效控制拉绳拉力，可从供应商、主机厂、运营公司3个角度分别采取措施：

(1)供应商改善拉绳内部结构，与钢丝绳直接接触的内表面采用摩擦力较小的材料，增加拉绳环绕层数并进行相关试验，保证拉绳在极小弯曲半径下与自然状态拉力差距较小。

(2)主机厂设计平缓的拉绳走线方式，避免出现较小的弯曲半径以及多个折弯点，在保证运动中摆动幅度较小的同时减少紧固点。

(3)运营公司需每日拉动拉绳，实现缓解动作，定期更换到动作另一侧拉绳，将内部润滑油脂均布在与钢丝绳接触的内表面上，防止油脂失效。

5 结束语

通过对轨道车辆停放制动原理、结构组成及常见的几种工况操作方式进行分析，引出了手动缓解状态下缓解拉环的应用，结合停放制动系统实际工作中出现的手动缓解拉力过大的问题，分别针对拉绳生产厂家、拉绳长度、走线布置方式以及管卡松紧程度等影响因素设计并进行了拉力测试试验，结果表明拉绳长度、走线布置以及管卡松紧均对拉力有明显的影响，进一步从供应商、主机厂、运营公司3个层面提出具体控制措施，解决了实际运用中拉力过大的问题。