重載貨物運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)
時(shí)間:2024-01-07
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重載運(yùn)輸?shù)膬?yōu)越性是十分明顯的。在一條鐵路線上,開(kāi)行一趟重載列車(chē),等于開(kāi)行幾趟、十幾趟、甚至二十幾趟普通貨物列車(chē)。這對(duì)于充分發(fā)揮鐵路運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)、提高鐵路通過(guò)能力和運(yùn)輸效率、降低運(yùn)營(yíng)成本的作用是不言而喻的。正因?yàn)槿绱?,?0世紀(jì)60年代開(kāi)始,生載動(dòng)作作為一種重要的運(yùn)輸組織方式,在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展,已經(jīng)成為鐵路大宗貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向。
重載運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)在“重”上。由于列車(chē)又重又長(zhǎng),帶來(lái)許多新的技術(shù)問(wèn)題。重載運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.大功率內(nèi)燃機(jī)車(chē)和電力機(jī)車(chē)
用于重載運(yùn)輸?shù)膬?nèi)燃機(jī)車(chē)和電力機(jī)車(chē)要求馬力大,性能好,牽引電機(jī)維修量小,使用效率高,環(huán)境污染輕。因此國(guó)際重載運(yùn)輸機(jī)車(chē)都在向車(chē)流傳動(dòng)發(fā)展?!?br>2.軸重大、自重輕、性能好的重載車(chē)輛
重載運(yùn)輸要求車(chē)輛在長(zhǎng)度基本不變的前提下大幅度提高載重量,因此必須提高貨車(chē)軸重。
為了不在增加車(chē)輛總重的前提下提高貨車(chē)的載重量,許多國(guó)家都想方設(shè)法減輕車(chē)輛自身的重量。北美鐵路普通彩大型鋁合金車(chē)體,專(zhuān)門(mén)用于運(yùn)煤的貨煨是鋁合金敞開(kāi)式漏斗車(chē)和雙浴盆式貨車(chē),復(fù)合材料、不銹鋼、高強(qiáng)度鋼以及新工藝也已在重載貨車(chē)上普通應(yīng)用。由于車(chē)輛軸重提高必須加劇車(chē)輪與鋼軌的磨耗,為了養(yǎng)活輪軌磨耗,各國(guó)都在著力改進(jìn)重載車(chē)輛的性能,主要是采用大直徑車(chē)輪和可導(dǎo)向式轉(zhuǎn)向架,可導(dǎo)向式轉(zhuǎn)向架在車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí),能讓兩根車(chē)軸從互相平行變?yōu)椴黄叫?,使?chē)軸始終與曲線半徑的方向安全一致,以實(shí)現(xiàn)輪軌之間最佳配合。此外,為減小車(chē)輛運(yùn)行時(shí)對(duì)軌道的沖擊振動(dòng),車(chē)輛的彈簧懸掛系統(tǒng)也在不斷改進(jìn),如在軸箱定位處采用彈性橡膠,使用新型減振磨擦構(gòu)件等。為解決軸重增加后帶來(lái)的軸承磨損加劇、軸承與軸頸之間易松脫問(wèn)題,美國(guó)、南非等國(guó)家采取了一系列改進(jìn)措施,如采用最新的迷宮密封技術(shù)、縮短軸頸等。由于重載列車(chē)的重量大、長(zhǎng)度大,車(chē)鉤與緩沖器所承受的縱向拉力和壓力要比普通貨車(chē)大得多,必須使用高強(qiáng)度車(chē)鉤和大容量、高吸收率、低阻抗緩沖器。目前國(guó)際上發(fā)展的重點(diǎn)是彈性膠泥緩沖器。彈性膠泥是一種高分子材料,具有較高的黏度和良好的彈性,既能壓縮,又能流動(dòng),把它填充在帶有活塞的緩沖器缸體內(nèi),在活塞桿受到縱向沖擊時(shí),扒動(dòng)活塞壓縮彈性膠泥吸收能量,同時(shí)彈性膠泥在受壓過(guò)程中會(huì)從活塞周邊預(yù)留的間隙或節(jié)流孔流動(dòng)到活塞的另一邊,通過(guò)這種“節(jié)流”作用進(jìn)一頻道吸收沖擊能量,使緩沖器的性能大大優(yōu)化。
3.多臺(tái)機(jī)車(chē)同頻道操縱技術(shù)
重載列車(chē)需要兩臺(tái)乃至多臺(tái)機(jī)車(chē)來(lái)牽引,這就產(chǎn)生一個(gè)多臺(tái)機(jī)車(chē)如何同步操縱的問(wèn)題。隨著無(wú)線通訊技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展,以及列車(chē)重量的進(jìn)一步提高,現(xiàn)在大多采用無(wú)線遙控設(shè)備對(duì)多臺(tái)機(jī)車(chē)進(jìn)行同步操縱。這種無(wú)線遙控設(shè)備用在組合式重載列車(chē)上,列車(chē)長(zhǎng)度可以不受限制,不但能對(duì)多臺(tái)機(jī)車(chē)的牽引動(dòng)作實(shí)施遙控同步操縱,使前后車(chē)輛制動(dòng)緩解動(dòng)作趨向一致,大幅度改善了列車(chē)的縱向沖擊,減小了車(chē)鉤及緩沖器的受力。同時(shí)縮短了列車(chē)制動(dòng)時(shí)間和充氣緩解時(shí)間,解決了在長(zhǎng)大坡道上緊急制動(dòng)后再起動(dòng)容易出現(xiàn)的拉斷車(chē)鉤的問(wèn)題。在重載列車(chē)運(yùn)行的一些特殊坡段,無(wú)線遙控裝置也可以根據(jù)需要對(duì)機(jī)車(chē)實(shí)行異步操縱,以避免某些部位的車(chē)鉤受力過(guò)大而被拉斷。
4.新型列車(chē)制動(dòng)技術(shù)
新型的電子控制空氣制動(dòng)系統(tǒng),它采用最先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù),直接用計(jì)算機(jī)來(lái)控制重載列車(chē)每輛車(chē)制動(dòng)缸的充氣和排氣,使每輛車(chē)同步實(shí)現(xiàn)制動(dòng)與緩解,保證了整列車(chē)制動(dòng)緩解的一致性,大大提高了列車(chē)制動(dòng)波速,縮短了列車(chē)制動(dòng)距離,減少了列車(chē)制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的縱向沖動(dòng)力,提高了重載列車(chē)運(yùn)行的安全性。列車(chē)運(yùn)行速度相應(yīng)節(jié)約能源,降低運(yùn)營(yíng)成本的作用也十分明顯?!?br>目前電空制動(dòng)的控制信息傳遞有兩種方式:一種是整個(gè)列車(chē)安裝貫通電纜,通過(guò)電纜傳遞控制信息;還有一種是采用無(wú)線通訊方式,用無(wú)線電對(duì)每輛車(chē)發(fā)送控制信息并接收反饋信息。
5.高強(qiáng)度軌道結(jié)構(gòu)和養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)
首先是鋼軌,重載鐵路合作的都是重型鋼軌,并通過(guò)改變鋼軌微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和改進(jìn)生產(chǎn)工藝等途徑,使軌軌材質(zhì)不斷優(yōu)化,以提高鋼軌的耐磨性和抗疲勞性。鋼軌接頭是軌道的薄弱環(huán)節(jié),在重載運(yùn)輸中尤其突出,因此無(wú)縫線路是重載鐵路的主要形式。道岔是鐵路的薄弱環(huán)節(jié)。重載鐵路的道岔優(yōu)先采用大號(hào)碼可動(dòng)心軌道岔,以減少列車(chē)對(duì)轍岔的心的沖擊;道岔尖軌的材質(zhì)和斷面形式進(jìn)一步優(yōu)化,軌枕、扣件、道床、路基的強(qiáng)度和可靠性也相應(yīng)提高。
在加強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)的同時(shí),世界重載鐵路的線路養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)也在不斷發(fā)展,特別是鋼軌預(yù)防性打磨技術(shù)和鋼軌涂油技術(shù)。重載鐵路的綜合性養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)采用系統(tǒng)配套的大型養(yǎng)路機(jī)械和專(zhuān)用設(shè)備,不但能一次完成測(cè)量分析、起道、撥道、搗固、清篩道床、接觸網(wǎng)維護(hù)等多項(xiàng)作業(yè),而且維修質(zhì)量也大大提高。
6.安全監(jiān)測(cè)技術(shù)
重載鐵路運(yùn)輸?shù)牧熊?chē)長(zhǎng)度和重量大大增加,對(duì)運(yùn)輸安全提出了更高的要求。目前比較先進(jìn)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)屬北美鐵道協(xié)會(huì)所屬的普韋洛運(yùn)輸技術(shù)中心研究開(kāi)發(fā)的路邊安全監(jiān)測(cè)集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括紅外線軸溫測(cè)試、聲學(xué)軸承測(cè)試、轉(zhuǎn)向架性能檢測(cè)、車(chē)輪沖擊荷載測(cè)試、車(chē)輪外形測(cè)試、車(chē)輪溫度測(cè)試、車(chē)輪擦傷測(cè)試等裝置,安裝在鐵路兩邊,能夠在重開(kāi)列車(chē)通過(guò)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)試和診斷軸承、轉(zhuǎn)向架以及輪軌之間的作用狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況,及早采取防范措施。