陳春棉+滕漢卿

摘 要：制動(dòng)系統(tǒng)是鐵路貨車的重要組成部分之一，直接影響著貨物列車的運(yùn)行安全。該文介紹了我國鐵路貨車制動(dòng)機(jī)從GK型空氣制動(dòng)機(jī)到103型空氣制動(dòng)機(jī)、120型空氣制動(dòng)機(jī)的研究和發(fā)展過程。對每一種制動(dòng)機(jī)而言，首先簡單地介紹了它的主要組成部件，然后在分析其主控部件的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，闡述了各類型制動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)以及存在的問題和不足之處。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車 空氣制動(dòng)機(jī) GK型三通閥 103型分配閥 120型控制閥

中圖分類號：U21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（b）-0038-04

Abstract：The braking system is one of the most important parts of the railway vehicle， which directly affects the safe operation of the freight train. The railway freight car air brake in our country， from GK air brake to 103 air brake， then 120 air brake， the research and development process of these were introduced in this paper. For every kind of air brake， the main components of which was briefly introduced， and then based on the structure analysis of the main control part， the structure and performance characteristics and the existing problems as well as shortcomings of every types of air brake were described.

Key Words：Railway freight car；Air bake；GK three - way valve；103 distributing valve；120 control valve

鐵路是我國國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，在各種交通運(yùn)輸方式中，鐵路承擔(dān)了全國大部分的運(yùn)輸任務(wù)，在我國綜合交通運(yùn)輸體系中處于骨干地位，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著非常重要的作用。鐵路貨車是鐵路運(yùn)輸中直接運(yùn)載貨物的工具，完成鐵路運(yùn)輸任務(wù)需要有足夠數(shù)量、品種齊全、質(zhì)量優(yōu)異的車輛。作為鐵路貨車的重要組成部分之一，制動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)決定了鐵路貨物列車的制動(dòng)性能，是保證列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。目前，我國運(yùn)行速度120 km/h以上的旅客列車全部采用了電空制動(dòng)機(jī)[1]，制動(dòng)性能有了很大的改善。而貨物列車仍采用傳統(tǒng)的空氣制動(dòng)機(jī)，制約著鐵路貨運(yùn)重載的快速發(fā)展，制動(dòng)技術(shù)成為貨物列車今后發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

1 GK型空氣制動(dòng)機(jī)

解放前，由于我國鐵路機(jī)車車輛來自世界許多國家，制動(dòng)裝置品種繁多，一般以K1、K2型三通閥為主，由于K型制動(dòng)機(jī)缺乏空重車位，重車制動(dòng)力嚴(yán)重不足。1956年四方車輛研究所和齊齊哈爾車輛廠通過對K2型三通閥進(jìn)行技術(shù)改造，研制出了GK制動(dòng)機(jī)。1958年通過原鐵道部組織審查后逐步在新造貨車上全面推廣[2]。該空氣制動(dòng)機(jī)是以GK型三通閥為主的貨車用自動(dòng)式空氣制動(dòng)機(jī)，具有兩級制動(dòng)力的手動(dòng)空重車調(diào)整裝置。

如圖1所示，GK型空氣制動(dòng)機(jī)由制動(dòng)主管、制動(dòng)支管、截?cái)嗳T、遠(yuǎn)心集塵器、GK型三通閥、副風(fēng)缸、制動(dòng)缸、兩級手動(dòng)空重車調(diào)整裝置、制動(dòng)軟管連接器等部件組成[3]。

在20世紀(jì)60～80年代，GK型制動(dòng)機(jī)是我國鐵路貨車的主型制動(dòng)機(jī)，一直到2006年，其保有量仍然有25萬臺(tái)，占到貨車制動(dòng)機(jī)數(shù)量的45%左右，對鐵路貨物列車的安全運(yùn)行起到了良好的保障作用[4]。在鐵路貨運(yùn)重載的大背景下，鐵道部科學(xué)研究院等有關(guān)單位經(jīng)多年的大量試驗(yàn)和仿真研究工作得出以下結(jié)論：GK型制動(dòng)機(jī)和103型制動(dòng)機(jī)混編使用，基本可以滿足5000 t級重載列車正常運(yùn)用的要求；在沒有新型制動(dòng)機(jī)混編的條件下，GK型三通閥不適宜用于5000 t級以上的重車列車或60輛以上的長大空車編組列車[5]。從1995年開始，GK型空氣制動(dòng)機(jī)現(xiàn)已在使用中以每年4萬輛左右的速度逐步淘汰。

2 103型空氣制動(dòng)機(jī)

為克服GK型制動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)，解決60～70輛編組長大列車的制動(dòng)問題。我國于1961年開始研制103型空氣制動(dòng)機(jī)，并于70年代通過原鐵道部技術(shù)鑒定后開始陸續(xù)裝車。如圖2所示，103型空氣制動(dòng)機(jī)由制動(dòng)軟管連接器、制動(dòng)主管、制動(dòng)支管、截?cái)嗳T、遠(yuǎn)心集塵器、103型分配閥、副風(fēng)缸、制動(dòng)缸、壓力風(fēng)缸、緩解閥等部件組成。由于103型分配閥采用間接作用方式，可適用于各種大小型號的副風(fēng)缸和制動(dòng)缸，所以可以根據(jù)車輛載重噸位的大小來選配制動(dòng)缸和副風(fēng)缸。目前，103型空氣制動(dòng)機(jī)主要安裝在載重50 t以上的貨物車輛上。

103型制動(dòng)機(jī)的作用原理仍屬二壓力方式，由于其在設(shè)計(jì)中曾廣泛吸取當(dāng)時(shí)的國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，因而具有間接控制作用、分部作用、制動(dòng)靈敏度高、通用制動(dòng)缸及適應(yīng)與舊型制動(dòng)機(jī)混編等特點(diǎn)，特別是在緊急靈敏度和制動(dòng)波速上與GK型制動(dòng)機(jī)相比有明顯提高。如表1所示，當(dāng)編組輛數(shù)增加到72輛時(shí)，其制動(dòng)波速無衰減，能夠適應(yīng)于5 000～6 000 t級重載列車的運(yùn)用。

103型分配閥在推廣運(yùn)用中的主要問題有：（1）間接作用方式要求有80～100 L的副風(fēng)缸，比GK閥的59 L副風(fēng)缸為大，導(dǎo)致初充風(fēng)時(shí)間較長。（2）間接作用方式不利于制動(dòng)波速和緩解波速的進(jìn)一步提高，并且使分配閥的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，增大了檢修人員的工作難度，這在一定程度上造成檢修質(zhì)量低，運(yùn)用和保養(yǎng)不合理，使分配閥檢修周期短。（3）橡膠膜板、橡膠夾心閥耐油性差，壽命短，橡膠夾心閥易開膠、膜板夾渣最后導(dǎo)致穿孔等均會(huì)引起分配閥失去正常作用，影響列車運(yùn)行安全。（4）制動(dòng)管小減壓量時(shí)與GK型制動(dòng)機(jī)相比制動(dòng)力大1倍左右。混編列車在制動(dòng)作用開始時(shí)，由于制動(dòng)缸壓力的不一致，造成列車縱向沖動(dòng)。這種小減量的制動(dòng)力的差異經(jīng)反復(fù)制動(dòng)后，易造成閘瓦磨耗大，甚至磨托。