我国和AAR重载列车制动系统相关标准分析及研究.pdf
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1、2023 年 6 月(总第 440 期)9标准化工作STANDARDIZATION WORK第 51 卷Vol.51第 6 期No.6铁 道 技 术 监 督RAILWAY QUALITY CONTROL收稿日期:2023-03-20基金项目:中车重大项目(2020CHA097)作者简介:丰明阳,工程师;金星,正高级工程师;谢磊,正高级工程师;刘楠,工程师;施玉奇,工程师;王炳琨,工程师0引言可靠的制动系统是铁道货车安全运行的重要保障。为保证列车的安全运行,在正式开行前,必须开展大量试验工作,以验证系统的各项性能是否满足要求。对重载列车制动系统来说,对其制动性能、机车操纵和列车纵向力作用等,要求
2、远高于普通货运列车。因此,有必要对重载列车制动系统与试验相关的标准进行梳理与分析,为重载列车安全运行保驾护航。1相关标准分析方法按照不同属性,可以将标准划分为不同类别1。按照标准化的对象,可以将标准划分为产品标准、过程标准、服务标准;按照标准内容的功能,可以将标准划分为术语标准、符号标准、分类标准、试验标准、规范标准、规程标准、指南标准等。重载列车制动系统相关标准的分析及研究范围,主要是与制动系统试验相关的产品标准和试验标准。重载列车制动系统试验内容较多,不仅要对组成制动系统的各零部件开展试验,还要对车辆及列车中的制动系统进行试验。因此,在研究重载列车制动系统试验相关标准时,构建“列车级车辆级
3、零部件级”三级试验标准框架,分别在三级框架内分析与研究。在相应层级的范围内,对所包含的产品标准及试验标准进行梳理与分析,明确各层级中包含的试验对象、试验内容与试验方法。相较于重载铁路运输发达的国家和地区,我国还有一定差距。因此,在开展相关标准分析研究时,有必要借鉴国外重载运输先进国家和地区的标准。为了便于与我国标准对比分析,分析研究国外标准时,同样在“列车级车辆级零部件级”三级试验标准框架内进行。通过对国内外标准的对比分析,明确我国标准中欠缺的内容,并提出相我国和 AAR 重载列车制动系统相关标准分析及研究丰明阳1,金星1,谢磊2,刘楠1,施玉奇1,王炳琨1(1.中铁检验认证(青岛)车辆检验站
4、有限公司,山东 青岛 266031;2.中车眉山车辆有限公司,四川 眉山 620031)摘要:以重载列车制动系统为研究对象,梳理和分析我国重载列车制动系统相关标准中关于试验的内容,搭建起“列车级车辆级零部件级”三级试验标准框架。通过对比分析涉及货车制动系统方面的我国标准与北美铁路协会(AAR)标准,完善三级试验标准框架中的内容,形成重载列车制动系统三级试验的标准框架,为我国重载列车制动系统相关标准的制修订提供参考。关键词:重载列车;制动系统;三级试验;试验标准;中国;北美铁路协会中图分类号:U260.35-65文献标识码:A文章编号:1006-9178(2023)06-0009-06Abstr
5、act:Taking the braking system of heavy haul train as the research object,this paper sorts out and analyzes thecontent of testing in relevant standards for braking systems of heavy haul train in China,and establishes a three-leveltesting standard framework of train level-vehicle level-component level
6、.By analyzing and comparing the Chinesestandards related to freight train braking systems with the Association of American Railroads(AAR)standards,thecontent of the three-level test standard framework is improved to form a three-level test standard framework for braking systems of heavy haul train,p
7、roviding reference for the formulation and revision of relevant standards for brakingsystems of heavy haul train in China.Keywords:Heavy Haul Train;Braking System;Three-level Test;Test Standard;China;Association of AmericanRailroads10我国和 AAR 重载列车制动系统相关标准分析及研究标准化工作2三级试验及其标准的研究内容重载列车制动系统三级试验的内容由“列车级车辆
8、级零部件级”三级试验组成。其中,列车级试验是对整列车制动系统开展的试验,车辆级试验是对某辆车的制动系统开展的试验,零部件级试验是对组成制动系统的各零部件开展的试验。三级试验具体的试验内容,在相应的产品标准和试验标准中有明确规定,通过梳理分析相关标准明确各层级试验的要求。我国列车级试验标准主要有 Q/CR 2502014列车制动运行试验规则、Q/CR 2512014车辆制动机列车试验方法。分析这些标准,可以发现,列车级的试验内容主要包括静止试验和运行试验。静止试验主要用于考核整列车制动机的性能,如漏泄试验、感度试验、安定试验、紧急制动试验等;运行试验是考察列车制动系统在运行过程中的性能,包括紧急
9、制动距离、列车纵向冲击加速度、车轮和闸瓦温度等。我国车辆级试验标准主要有 TB/T 14922017铁道车辆制动机单车试验、GB/T 56012018铁道货车检查与试验规则、TB/T 29782016铁道货车手制动机、TB/T 2231.22018铁道车辆制动系统第 2 部分:货车等。分析这些标准,可以发现,车辆级的试验内容主要包括制动机试验、基础制动装置试验和人力制动装置试验。制动机试验主要包括控制阀试验和单车试验,控制阀试验是将控制阀安装在控制阀试验台上进行的一系列试验,单车试验是使用单车试验器对安装到车辆上的制动机进行的一系列试验;基础制动装置试验主要包括静态闸瓦压力试验和闸调器性能试验
10、;人力制动装置主要是指手制动机,我国的手制动机有齿轮式手制动机和链式手制动机 2 种,主要进行制动试验和缓解试验。零部件级试验主要是对组成制动系统的各产品进行的试验,相关试验内容包含在产品标准中,除此以外,还有一些通用方法标准。例如,高低温环境试验标准 GB/T 2423.12008电工电子产品环境试验第 1 部分:试验方法试验 A:低温、GB/T 2423.22008电工电子产品环境试验第 2部分:试验方法试验 B:高温,冲击与振动试验标准 GB/T 215632018轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验。重载列车制动系统三级试验组成如图 2 所示。列车级试验车辆级试验零部件级试验重载列车制动
11、系统三级试验运行试验静止试验试验方法产品试验制动机试验基础制动装置试验人力制动装置试验图 2重载列车制动系统三级试验组成图 1重载列车制动系统相关标准分析方法试验标准产品标准列车级试验车辆级试验零部件级试验标准梳理分析国内外标准对比分析三级试验标准框架研究思路框架搭建研究输入研究方法研究输出应的完善建议,形成我国重载列车制动系统三级试验标准框架。重载列车制动系统相关标准分析方法如图 1所示。11铁道技术监督第 51 卷第 6 期3标准对比分析目前,应用重载铁路运输技术的国家主要有美国、巴西、澳大利亚、加拿大、中国、印度、南非、俄罗斯、瑞士、挪威等2。美国不仅是重载运输的需求者,更是重载铁路车辆
12、技术及标准的制定者和输出者。重载铁路运输发达国家的相关铁路技术标准,大部分是依据或者是参照北美铁路协会(AAR)标准制定的。因此,研究重载列车制动系统试验标准,AAR 标准的借鉴意义重大。此外,在铁路行业中,国际铁路联盟(UIC)标准、欧洲标准与国际标准互认度较高3。但在铁路货物运输中,UIC 标准侧重于轴重较小的轻捷快运4,对大轴重的重载铁路运输借鉴意义有限。因此,以下将在“列车级车辆级零部件级”三级试验框架内,对比我国标准与 AAR 标准的异同。通过对比分析,明确我国标准中欠缺的内容,并提出相应的完善建议,形成我国重载列车制动系统三级试验标准框架。3.1列车级试验标准在列车级试验标准中,我
13、国标准与 AAR 标准均对制动机性能及其试验台相关要求作出规定,但标准中关注的内容有较大区别。3.1.1试验对象与试验条件在 AAR 标准列车级制动试验中,仅对列车制动机的性能进行试验5-7。而我国的试验标准中,不仅规定对制动机进行相关试验,还对车钩力、列车纵向冲击加速度,以及车轮、闸瓦的温度进行测量8。此外,在 AAR 标准列车级制动系统试验中,仅对静止状态下制动机的各项性能试验。而在我国的试验标准中,不仅测试静止条件下制动机的性能,还考查列车在运行条件下制动机和基础制动装置的性能。3.1.2整列制动机性能试验在 AAR 标准列车级制动试验中,主要关注的是整列车制动机在不同工况下的性能,分别
14、在不同的制动管压力、制动管漏泄量、车辆长度和编组辆数组合条件下进行 132 项制动、缓解试验。此外,还要求模拟不同的关门车工况、坡道试验工况下列车制动机的性能表现,对制动机性能的考查极为细致与全面。而我国目前的标准中,对整列车制动机的性能试验相对简略,仅包含漏泄试验、感度试验、安定试验等9。此外,AAR 标准中对 150 辆货车制动机试验台的规范非常细致、明确10,除规定试验台各部分的参数外,还对试验台的管路结构、尺寸、布局以及连接方式等作出详细规定,保障了试验装置的标准化,以及试验结果的一致性与准确性。3.1.3列车电控空气制动系统AAR 标准 E-分册中,详细规定了列车电控空气制动系统的相
15、关内容,包括有线电控空气制动系统性能要求、列车通信控制的电源分布系统性能要求、供电及通信技术规范,以及有线电控空气制动系统单车试验的相关要求等。而目前我国对电控空气制动系统的应用较少,仅在瓦日线的 C96货车中试运行,待技术成熟后,应制定相应的标准,以填补我国标准在该领域的空白。3.1.4标准制修订建议制定重载列车制动机性能试验方法及试验台规范的相关标准;制定列车电控空气制动系统的相关标准。3.2车辆级试验标准在车辆级试验标准中,我国标准和 AAR 标准在试验对象分类、试验内容上基本一致。如对制动机进行单阀性能试验与单车性能试验、高温试验与低温试验等。但各项试验内容有所差异。3.2.1制动机控
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