铁路货车缓冲器的发展趋势探讨
   来源:中国科技博览     2021年05月28日 21:05

丁永兴

[摘 要]随着我国经济的快速发展,铁路货运发挥的作用越来越大,其以价格低,运输稳定等优势迅速占领者我国的货运市场。而在铁路货车中的缓冲器对其运行的稳定性和安全性具有非常重要的作用,本文作者根据自身的工作经验总结了铁路货车缓冲器的发展趋势,并对其当前的现状等进行了简单的介绍。

[关键词]铁路货车;缓冲器;发展

中图分类号:U270.34 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0370-01

对于铁路货车来说,缓冲器是一个非常重要的组成部分,其在铁路货车中的作用主要分为两个方面:首先是具有较高的容量,从而保证铁路货车的连挂速度,提高编组效率,另一方面,通过货车缓冲器,其还能够对机车牵引所造成的车辆间无法相互碰撞进行缓冲,保证机车的安全性和稳定性。

1 货车缓冲器的发展历程

对于货车缓冲器,其在我国的发展主要分为三个阶段,首先是第一个阶段,对于这一阶段,其主要是2号和3号缓冲器,加上这一阶段的货车强度较小,为了保证货车的安全性,缓冲器的阻抗力一般情况下较低,相对的容量也不大。然后是第二阶段,这一阶段的缓冲器主要是MX-1和MX-2型缓冲器,其容量得到了有效的提高,货车本身的强度也得到了一定的增强。最后是第三阶段,这一阶段的货车在编组上有了较大的改善,速度也得到了大幅度的提高,为此,我国研制了MT-2和MT-3型缓冲器。我国的货车缓冲器经过三个阶段的发展,已经取得了较大的进展,但随着铁路运输的需求,大容量的和高性能的缓冲器还在研究,这是保证我国经济持续稳定发展的重要项目[1]。

对于第一阶段的2号和3号缓冲器,其主要是一种环簧摩擦式缓冲器,采用的是小环簧和大环簧的结合来对货车进行稳定,对于环簧缓冲器,其特点主要为受力合理,性能相对较为稳定,当少数环簧出现折损时仍然能够起到缓冲作用。另外,在使用时检修较为简单,但这种缓冲器对材料的要求较高,加上使用过程中的内外环簧容易出现永久性形变,导致列车使用过程中的纵向冲击力增大,影响运输的安全性。为此,我国研制了3号缓冲器,其采用的是全钢摩擦,这种缓冲器的结构较为简单,且制造较为容易,但在使用时的容量相对较小,且性能相对不稳定,目前已经不在生产使用。

然后是第二阶段的MX-1和MX-2型缓冲器,这种缓冲器缓解了第一阶段缓冲器容量较小的问题,采用的是橡胶分子内摩擦和弹性变形对货车的冲击力进行缓冲。对于这一阶段的缓冲器,其优点主要为容量大,且性能相对稳定,在使用时能够吸收90%左右的能力,制造简单,检修容易等。最后是第三阶段的MT-2和MT-3以及ST型缓冲器,对于MT-2和MT-3型缓冲器,由于其生产成本较高,为了降低缓冲器的生产成本,我国逐渐研制了ST型全钢干摩擦式弹簧缓冲器,这种缓冲器的结构简单,构成零件数量少,加上性能较好,对环境的适应性强等优点,但由于其容量较小,加上寿命短,随着我国货车速度的增加,这种缓冲器正在逐渐退出市场。

2 我国铁路货车缓冲器的发展现状

为了能够更好的提高我国铁路货车缓冲器的性能,近些年以来,我国有关部门不断研发新的HM-1型缓冲器,这种缓冲器是MT-2型缓冲器的改进版,主要是添加了一个弹性胶泥芯子,这样就能够替代原来的螺旋弹簧,胶泥芯子的弹性性能要远高于螺旋弹簧,因此,采用这一改进形式后,铁路货车的缓冲器性能得到了提高。目前,我国正在逐渐将这种缓冲器推广于通用货车。

对于货运来说,其不仅对缓冲器的容量具有较高的要求,同时还需要保证车钩力变化时不会对货运物品产生破坏。而在HN-1型缓冲器中,其容量非常大,且这种型号的缓冲器阻抗较小,具有非常稳定的性能。但在进行实际应用时,由于弹性胶泥自身具有一定的流体特性,因此,其拥有动态和静态两种特性,对于不同的使用形式,需要选择合适的特性。像在进行编组场调车时,这一工作需要较高的效率,而采用动态特性后,其产生的冲击速度较大,大大提高了编组场的工作效率[2]。此外,动态特性还能够使得列车的车钩力大幅度下降,这样使得列车的紧急制动效率更高。而对于列车运行过程中的静态特性,其能够减少车钩力和机车之间的纵向加速度,从而保证货车平稳的运输货物,保证了货物的安全性。

3 货车缓冲器的发展趋势研究

通过对货车缓冲器的发展历程进行研究可以得知,其在未来主要向着以下几个方面发展:

第一, 通过研究可以得知,对于铁路货车缓冲器,其阻抗力是伴随着车体的强度增加而逐步进行提高的,这样既能提高货车缓冲器的性能,同时又能保证货车运输的安全性和稳定性。对于我国的货车缓冲器,其中阻抗力最低的为3号缓冲器,这一型号的缓冲器阻抗力仅为900kN,而在当前我国的缓冲器中,阻抗力最高的能够达到2450kN。对于货车的缓冲器来说,其阻抗力越高,在使用的过程中就具有更大的容量,其能够吸收的冲击动能也就越大,但这并不是决定性,随着缓冲器的阻抗力增大,其对车体的强度要求也越来越高,但当前我国的货车车体强度具有一定的限制,这使得缓冲器的阻抗力必须低于车体强度,这样才能保证货车的正常运行。

第二,对于缓冲器的容量,其提升是逐步进行的,不可能一步就为,达到我国经济发展的需求,像2号和3号缓冲器,两者的容量大约都在20kj左右,这样就已经能够满足当时的经济发展需求,随后设计完成的缓冲器,其容量接近了50kj,随着我国经济发展的需求,缓冲器的容量也在逐渐增大,到目前为止,我国已经研制成功了80KJ的货车缓冲器[3]。

第三,行程持续增加,但其增加的幅度较小。对于我国的缓冲器设计,其形成一直在逐渐增加,像2号和3号,其行程大约都在60mm左右,这样就能够满足当时的货车运输需求。在当前,我国的货车缓冲器行程已经增加到了73mm和83mm,其增加的幅度不是很大,主要原因是货车缓冲器的行程受到钩肩间隙的影响,即缓冲器的行程需要小于货车的钩肩间隙,这样才能保证货车的正常使用,同时将货车的纵向冲击力传输到底架牵引梁,从而防止冲击力对对底架端梁的影响。

第四,吸能元件的改善,以前我国的吸能元件全部为全钢摩擦式或者橡胶式,这中吸能元件能够保证货车的安全性,同时在运输的过程中防止货物收到较大的损伤。而近些年以来,随着我国弹性胶泥材料的发展,其正在逐渐改变货车缓冲器的吸能元件,传统的全钢摩擦式等正在向着弹性胶泥或者混合式的方向发展,像HN-1和HM-1 两种缓冲器型号,其采用的就是这种新型的吸能模式,这种吸能模式能够有效提高货车的运输安全性,特别是对于易碎品以及化学危险品等。

参考文献

[1] 郭建良.铁路货车缓冲器的发展趋势探讨[J].铁道车辆,2010,02:33-37+48.

[2] 吴礼本.国内外货车缓冲器发展趋势简评[J].铁道车辆,1995,06:29-32.

[3] 张进德.我国铁路货车技术发展趋势[J].铁道车辆,2003,04:1-6+16-1.

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