驼峰自动化调速系统适应新型重载车辆的若干问题.docx

信 号 技 术驼 峰自 动化调 速系 统适应 新型 重载车 辆的 若干问 题包振峰 3 成永龙 3 3摘 要 : 分析 了驼峰自动 化调速系统 对新型重 载 车 辆 的 调 速 控 制 过 程 , 针 对 控 制 系 统 参 数 设 置 、调 速设备能高 、 机械强度 设计及作 业 方式和设备 调整等方面 存在的问题 , 提出了相 应的解决对 策 和 方法 关 键词 : 驼峰 ; 调速系统 ; 重载车辆 ; 控制A b stra c t: A u tom a tic hump sp eed regu la tion system fo r new typ e heavy hau l veh ic le wa s ana lyzed. Exist2 ing p rob lem s, inc lud ing configu ra tion of con tro l system p a ram e te rs, b rake fo rce d istribu tion cap ab ility of sp eed regu la tion equ ipm en t, m echan ica l in ten sity de sign, mode of op e ra tion and equ ipm en t ad ju stm en t,e tc, we re add re ssed and co rre spond ing coun te rm ea su re s and so lu tion s we re b rough t fo rwa rd.Key word s: H ump; Sp eed regu la tion system; H eavy hau l veh ic le s; Con tro l在 我 国 铁 路 货 车 载 重 由 60 t级 向 70 t级 迈 进 ,轴重由 21 t模 式 向 23 t、 25 t转 变 , 铁 路 运 输 向 重 载 、 高 密度方向发 展过程中 , 编组站驼峰 自动化调 速 系统 设备出现了 严重的不适 应 。

主要表 现在 2 个方面 : 一是编组站 调速设备对 重载车辆速 度控制达υ 2υ - 2 g ’ h + 2 g ’( h - h阻 )=出 入 坡z式中 υ 出 为车辆 离 开 减 速 器 的 出 口 速 度 ; υ 入 为 车 辆进入 减 速 器 的 入 口 速 度 ; h 为 制 动 能 高 ; g ’ =z915 m / s2 ; h 为 各 项 阻 力 换 算 成 的 能 高 ; h 为 入 、阻 坡出 口 测 速 点 的 高 差 其 中 g ’为 考 虑 车 轮 旋 转 运 动后的重力 加速度 , 其 值为 :不到设 计要求 , 二 是编组站的 改编能力严 重不足 1 问题分析对 新型重载货 车溜放速度 控制存在的 问题主要 有 3 个 方面 : 一是 自动化调 速 控制系统参 数设置 问 题 ; 二 是自动化调 速基础设备 能高及机械 强度设计 问题 ; 三是作业方 法及设备维 护调整问题 111 自动 化 调速控制 系 统参数设 置 问题随 着轴 重 23 t等 新 型 货 车 的 运 用 数 量 越 来 越 多 , 驼 峰自动化调 速系统对新 型重载车组 溜放速度控制超 标的问题也 就越显突出 。

主要表现 在减速器出口速 度及编组线 内车组连挂 速度超标 , 造成车辆 损坏或 装载货物移 位 对 车组溜放速 度的控制是 根据车组的 重量 、 溜放速度 及减速器的 制动能高等 因素 , 按一 定的数学 模型进 行控制的 减速器对车 组出口速度 控制的基 本数学 模型为 :gg ’ = ( 1 )n I1 + gQ R2式中 n 为轴数 , Q 为 车 重 , g 为 重 力 加 速 度 , I为 转动惯量 , R 为车轮半径 决 定 g ’值 的 主 要 因 素 是 车 轮的 几 何 形 状 和 轴 重 , 一 般 都 根 据 车 组 的 重 量Q ( t) 确定 g ’值 表 1为某控制系 统的重力加 速度表 ,由表可 见 ,根据车组 的重量将 重 力 加 速 度 值 分 为 4 个 等 级 ,最 高为大于 58 t的 车 重 g ’值 为 9157 ,显 然 这 个 参 数 设置对于 100 t (轴重 23 t)以上的 重车是不够 的 表 1 重 力加速度 表重量 Q / t 40～ 58 28～ 40> 58 5840 ～ 5828 ～ 40< 281. 01. 41. 82. 01. 22. 02. 43. 02 解决 对 策211 修改自动 化调速设备 控制参数根据 车辆轴重不 断增加 , 控 制系统所设 置的控 制参数不 适应的问题 , 要根据轴 重情况修改 软件调 整控制参 数 。

如重力 加速度表 、 车辆基本阻 力表等涉及到车 辆重量的参 数 为提高 控制精度 , 还可增 加控制参 数的分级数 , 以及增加 对车辆减速 器的制 动等级等 目前 国内非重力 式减 速 器 制 动 等 级 过 少 ( TJ K型减速器 仅 4级 ) , 影 响 了 自 动 调 速 系 统 控 制 精 度 的 进一步 提高 国 外 较 先 进 的 减 速 器 除 结 构 合 理 、 机械强度 大 、 适应重 载 车 辆 、 使 用 寿 命 长 外 , 同 时 控制等级 也多于国内 对于 多辆长钩重 载车组 , 在 减速器不增 加制动 能高的情 况下 , 一定 要减少放头 轴数 , 控制 好放头 量 , 保证 长钩重载车 组安全溜放 连挂 这种 控制方 法的优点 是车组在减 速器上平均 速度高 , 占 用减速 器时间短 , 适应高速 解体作业 缺点是一旦 放头过 度 , 减速 器 制 动 能 力 低 于 设 定 值 , 车 组 将 超 速 出 口 , 风险 较大 当今 国 外 普 遍 采 用 的 控 制 方 法 是 “均 衡 制 动 法 ”, 车组 进入 减 速 器 时 , 减 速 器 已 经 处 于 制 动 状 态 , 直到 车组离开减 速器时正好 达到计算出 口速度由 于以上因素 , 对减速器 制动能高参 数提出了更高的 要求 , 否则 难以保证溜 放安全 。

特 别是在溜放作业 出现难 、 易 行车紧跟钩 时的特殊情 况 , 减速 器将要 对后钩易行 车压低出口 速度 , 甚至 将后钩车夹停在 减 速 器 上 , 若 后 钩 车 为 轴 重 23 t以 上 的 重车 , 那 将是很困难 的 112 自动化 调速设备能 高及机械强 度设计问题自 动化调速设 备减速器能 高设计同样 也满足不 了 轴 重 23 t 以 上 车 辆 的 控 制 要 求 , 以 间 隔 制 动T1J K型减速器为 例 , 它的单 位制动能高 01117m /m的设计 是 以 全 压 对 80 t (轴 重 21 t) 重 车 时 制 动 的 平均能 高 在实际 使用中 , 减 速器能高设 计虽留有10 % ～ 15 %的裕量 , 但对于 轴 重 23 t的 重 车 还 是 显得总制 动能高不够 同时 由 于 轴 重 23 t的 重 车 的 能高量 ν 较大 , 减 速 器 消 耗 能 高2(ν 2 - ν 2 ) / 2 g ’也入 出2 g ’要增 大 , 由 于 减 速 器 机 械 强 度 按 80 t (轴 重 21 t)重车设 计 , 各 机 械 部 件 (制 动 钳 、 主 轴 等 ) 也 易 造成损 坏而缩短使 用寿命 。

特 别是三部位 目的制动减 速器 , 它主 要用于目 的打靶 控制 , 按照 目的控制数 学模型计算 减速器出— 2 —RA ILWA Y S IGNALL IN G & COMMUN ICA T ION Vo l144 No110 2008才缓解 在此期间 调整减速器 的制动等级 , 使车组的 减速 度和计 算 值 相 吻 合 , 当 车 组 离 开 减 速 器 时 , 其速度 正好等于计 算速度 这 种控制方法 提高了车 组通过 减速器时的 平均速度 , 有利于高速 解体 ; 在 出清减 速器前可适 当降低减速 器的制动力 , 提高了 减速器 出口控制精 度 ; 无放头 过度的风险 ; 特别是 对重载 车组及制动 效果较差的 车组 , 可以 提高制动 力 , 有 效进行控制 ; 整个制 动 过程中 , 减 速器受力 较小 , 基本无重复 制动 , 减速 器强度问题 、 磨耗问 题 、 寿 命及能源消 耗问题都得 到明显的改 善 由 于我国减速 器制动力等 级少或不可 调 , 不支 持科学 的 “均 衡制动 法 ”, 制 约 了 调 速 控 制 技 术 的 发展 。

在发展重载 运输的同时 , 更应研制 制动力多 级可调 的减速器 , 以满足重载 车组的调速 控制 212 改进 减 速器设计对 于减速器制 动能高及机 械强度不适 应重载车 辆的问 题 , 首先要 提高减速器 对重载车组 抗冲击的 机械强 度 , 适当提 高减速器的 单位制动能 高或总制 动能 高 此 外 , 不 但 要 研 制 适 应 重 载 的 新 型 减 速 器 , 也 要对驼峰既 有的减速器 进行以下改 进提高 :11提 高 制 动 钳 组 强 度 制 动 钳 组 是 减 速 器 最 大受力 的关键部件 , 是薄弱环 节 , 通过改 进结构设 计 , 采 用新技术 , 使其各零部 件的主要受 力截面要 满足轴 重 23 t～ 30 t载荷强度的 要求 改进 钢轨承座 车设计 , 解决车轮 轮缘碾压内 制动钳的问 题 21采 取 措 施 增 加 易 磨 损 零 部 件 的 强 度 , 特 别 是增加 主轴及套 、 滚轮及套的 直径和长度 增加受 力面积 , 解决轴与 轴套的磨损 直接影响减 速器制动 力的下 降问题 , 减 少现场维护 工作量 。

31提 高重 载 条 件 下 对 车 辆 的 制 动 锁 闭 和 缓 解 解锁的 可靠性和安 全性 , 解决 好减速器不 缓解 、 车 辆被夹 死的严重安 全问题 41适 当提 高 减 速 器 单 位 制 动 能 高 或 总 制 动 能 高 , 使 其具有一定 的裕量 213 提高 减 速器设备 制 动能高减速器 单 位 制 动 能 高 , 另 一 种 是 单 位 制 动 能 高 不变 , 增加 减 速 器 长 度 , 提 高 其 整 体 总 制 动 能 高 2 种方式的 选择需根椐 具体情况确 定 选择前 种方式 需慎重 , 特别是三部 位减速器单 位制动能高 不宜过 高 , 以保 证控制中有 比较稳定 的 减速度 , 实 现较好 的控制精 度 214 优化驼峰 作业方式及 设备调整参 数为提 高对重载溜 放车组的有 效控制 , 保 证驼峰 作业安全 , 可通过改 进作业方式 、 合理维护 和调整设备 、 提 高和保证减 速器制动能 高 , 满足对 重载车组的溜放 调速控制 21411 对重载 车辆拦头制 动 拦头 制动的方法 虽然影响车 组通过减速 器的平均速度 , 占用减速器 时间长 , 不 利于快速解 体 , 但 对于重 载 车 组 , 在 不 增 加 减 速 器 制 动 能 高 的 情 况 下 , 可以 充分利用既 有减速器的 有效制动能 高 , 实 现对重载 易行车组的 有效控制 。

拦头制动时 减速器 预 先置于 。