重載貨物運輸的關(guān)鍵技術(shù)
時(shí)間:2024-01-07
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重載運輸的優(yōu)越性是十分明顯的。在一條鐵路線(xiàn)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)。這對于充分發(fā)揮鐵路運輸優(yōu)勢、提高鐵路通過(guò)能力和運輸效率、降低運營(yíng)成本的作用是不言而喻的。正因為如此,從20世紀60年代開(kāi)始,生載動(dòng)作作為一種重要的運輸組織方式,在世界范圍內得到迅速發(fā)展,已經(jīng)成為鐵路大宗貨物運輸的發(fā)展方向。
重載運輸的特點(diǎn)在“重”上。由于列車(chē)又重又長(cháng),帶來(lái)許多新的技術(shù)問(wèn)題。重載運輸的關(guān)鍵技術(shù)主要體現在以下幾個(gè)方面:
1.大功率內燃機車(chē)和電力機車(chē)
用于重載運輸的內燃機車(chē)和電力機車(chē)要求馬力大,性能好,牽引電機維修量小,使用效率高,環(huán)境污染輕。因此國際重載運輸機車(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
重載運輸要求車(chē)輛在長(cháng)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,許多國家都想方設法減輕車(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),復合材料、不銹鋼、高強度鋼以及新工藝也已在重載貨車(chē)上普通應用。由于車(chē)輛軸重提高必須加劇車(chē)輪與鋼軌的磨耗,為了養活輪軌磨耗,各國都在著(zhù)力改進(jìn)重載車(chē)輛的性能,主要是采用大直徑車(chē)輪和可導向式轉向架,可導向式轉向架在車(chē)輛通過(guò)曲線(xiàn)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(xiàn)半徑的方向安全一致,以實(shí)現輪軌之間最佳配合。此外,為減小車(chē)輛運行時(shí)對軌道的沖擊振動(dòng),車(chē)輛的彈簧懸掛系統也在不斷改進(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、南非等國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(cháng)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,必須使用高強度車(chē)鉤和大容量、高吸收率、低阻抗緩沖器。目前國際上發(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,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 )從活塞周邊預留的間隙或節流孔流動(dòng)到活塞的另一邊,通過(guò)這種“節流”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?!?br>3.多臺機車(chē)同頻道操縱技術(shù)
重載列車(chē)需要兩臺乃至多臺機車(chē)來(lái)牽引,這就產(chǎn)生一個(gè)多臺機車(chē)如何同步操縱的問(wèn)題。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)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,現在大多采用無(wú)線(xiàn)遙控設備對多臺機車(chē)進(jìn)行同步操縱。這種無(wú)線(xiàn)遙控設備用在組合式重載列車(chē)上,列車(chē)長(cháng)度可以不受限制,不但能對多臺機車(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(cháng)大坡道上緊急制動(dòng)后再起動(dòng)容易出現的拉斷車(chē)鉤的問(wèn)題。在重載列車(chē)運行的一些特殊坡段,無(wú)線(xiàn)遙控裝置也可以根據需要對機車(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?!?br>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,它采用最先進(jìn)的現代信息技術(shù),直接用計算機來(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)運行的安全性。列車(chē)運行速度相應節約能源,降低運營(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(xiàn)通訊方式,用無(wú)線(xiàn)電對每輛車(chē)發(fā)送控制信息并接收反饋信息?!?br>5.高強度軌道結構和養護維修新技術(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(guān)結構、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,在重載運輸中尤其突出,因此無(wú)縫線(xiàn)路是重載鐵路的主要形式。道岔是鐵路的薄弱環(huán)節。重載鐵路的道岔優(yōu)先采用大號碼可動(dòng)心軌道岔,以減少列車(chē)對轍岔的心的沖擊;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、路基的強度和可靠性也相應提高?!?br>在加強軌道結構的同時(shí),世界重載鐵路的線(xiàn)路養護維修技術(shù)也在不斷發(fā)展,特別是鋼軌預防性打磨技術(shù)和鋼軌涂油技術(shù)。重載鐵路的綜合性養護維修作業(yè)采用系統配套的大型養路機械和專(zhuān)用設備,不但能一次完成測量分析、起道、撥道、搗固、清篩道床、接觸網(wǎng)維護等多項作業(yè),而且維修質(zhì)量也大大提高?!?br>6.安全監測技術(shù)
重載鐵路運輸的列車(chē)長(cháng)度和重量大大增加,對運輸安全提出了更高的要求。目前比較先進(jìn)的安全監測系統當屬北美鐵道協(xié)會(huì )所屬的普韋洛運輸技術(shù)中心研究開(kāi)發(fā)的路邊安全監測集成系統。該系統包括紅外線(xiàn)軸溫測試、聲學(xué)軸承測試、轉向架性能檢測、車(chē)輪沖擊荷載測試、車(chē)輪外形測試、車(chē)輪溫度測試、車(chē)輪擦傷測試等裝置,安裝在鐵路兩邊,能夠在重開(kāi)列車(chē)通過(guò)時(shí)準確測試和診斷軸承、轉向架以及輪軌之間的作用狀態(tài),及時(shí)發(fā)現異常情況,及早采取防范措施。