姜 成

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 機車車輛研究所，北京100081）

隨著JSQ6 型凹底雙層運輸汽車專用車（簡稱“JSQ6 型車”）保有量逐漸增多，到達編組場需要解體列車數(shù)量也逐漸增多。由于JSQ6 型車設計禁止通過駝峰，在駝峰編組場進行解編作業(yè)時，只能通過送禁溜線存放、經(jīng)迂回線送至編組場等作業(yè)方式，極大制約了編組效率，增加了運輸組織難度。為了解決這個問題，或者設計新車，取代JSQ6 型車；或者設計試驗，對JSQ6 型車進行駝峰溜放的可行性進行研究。設計新車的代價較高，目前JSQ6型車多為制造10 年以內(nèi)的車輛，遠沒有達到報廢年限。所以對JSQ6 型車的駝峰溜放可行性進行試驗研究，是目前較為合適的方案。

JSQ6 型車車輛長度較長、定距較大，車輛設計禁止通過駝峰，對其進行駝峰溜放試驗，沒有查到國際有類似先例，我國也尚缺乏實際有效經(jīng)驗，如何進行試驗設計，驗證其通過駝峰進行溜放的可行性，需要仔細思考。

1 JSQ6 型車主要設計參數(shù)

JSQ6 型車主要設計技術參數(shù)見表1。

表1 JSQ6 型車主要設計技術參數(shù)表

2 試驗設計

《鐵路技術管理規(guī)程》（普速鐵路部分）［1］第296 條規(guī)定：“機車、鐵路救援起重機、客車、動車組、大型養(yǎng)路機械、凹型車、落下孔車、鉗夾車及其他涂有禁止上駝峰標記的車輛禁止通過駝峰。”JSQ6 型車車身涂有禁止通過駝峰標記，屬于設計禁止通過駝峰車輛。JSQ6 型車駝峰溜放難點在于車輛長度較長、定距較大，溜放時跨軌道電路，需要考慮對軌道電路的影響；JSQ6 型車為凹底結(jié)構(gòu)設計，通過駝峰時車下幾何尺寸能否滿足過峰要求，需要重點考察；另外，JSQ6 型車裝載加固方案設計時未考慮駝峰溜放的情況，所以也需要考慮能否經(jīng)受住溜放考驗。總體試驗設計思路如圖1所示。

圖1 JSQ6 型車駝峰溜放試驗設計圖

2.1 控制系統(tǒng)

駝峰控制系統(tǒng)是控制車輛溜放進路和溜放速度，實現(xiàn)列車解體和編組的系統(tǒng)，是編組站自動化作業(yè)的指揮中心，主要包括信號指揮系統(tǒng)、推峰速度控制、溜放進路控制和溜放速度控制。目前我國主要為自動化駝峰調(diào)車控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)對貨車的溜放進路、溜放速度和機車的推峰速度均可實現(xiàn)電腦控制。

JSQ6 型車車輛長度、定距較長，車輛第2、3 軸的間距大于駝峰最短分路道岔軌道電路長度。TB/T 2306—2006《自動化駝峰技術條件》［2］要求：“遇溜放車輛第2、3 軸間的距離大于本駝峰最短分路道岔軌道電路長度減0.2 m 的安全余量時，溜放進路應手動控制?！盝SQ6 型車第2、3 軸距離為18.97 m，遠大于駝峰分路道岔軌道電路長度，因此溜放進路應手動控制?，F(xiàn)在全路各站的駝峰控制系統(tǒng)主要是TBZK-II 型和TW-2 型控制系統(tǒng)。這2種控制系統(tǒng)在進路手動鎖閉的情況下，對機車的推峰速度應如何控制，推峰速度按多少控制，各子系統(tǒng)間信息如何傳遞都需要經(jīng)試驗來確定。

2.2 車輛減速器

車輛減速器是駝峰編組站控制溜放中的車輛的速度，使車輛以滿足安全連掛要求的速度進入編組線的調(diào)速設備。減速器主要是以壓縮空氣為動力，分為重力式和非重力式，適用于自動化或半自動化調(diào)車場。

自動化駝峰控制系統(tǒng)通過收集軌道電路、雷達信號等數(shù)據(jù)，結(jié)合車輛長度、質(zhì)量等測量信息，由控制系統(tǒng)自動計算出溜放車組在車輛減速器出口定速，再向各個部位車輛減速器分別發(fā)出指令，使其處于制動狀態(tài)，并控制制動的級位和時間，實現(xiàn)對溜放車組的速度控制。車輛減速器通過壓縮空氣推動制動軌或制動梁，使其與貨車車輪發(fā)生摩擦，產(chǎn)生制動力，實現(xiàn)對貨車減速的目的。由于溜放進路采用手動控制方式時控制系統(tǒng)不再傳遞進路命令和車組輛數(shù)、平均質(zhì)量等級等信息，一、二、三部位減速器控制采用人工定速或手動控制方式。這種情況下，系統(tǒng)不能自動收集車組輛數(shù)、質(zhì)量等信息，如何設置減速器出口速度，減速器制動的級別設置，系統(tǒng)的制動能力，JSQ6 型車能否停車到位，或連掛速度是否過高等需要經(jīng)過試驗確定。

2.3 車輛適應性

按照TB 10062—2018《鐵路駝峰及調(diào)車場設計規(guī)范》［3］要求，駝峰部分主要由推送坡、峰頂平臺和加速坡3 部分，推送坡坡度為10‰～30‰，加速坡坡度為35‰～55‰，峰頂鄰接加速坡的豎曲線半徑為350 m，如圖2 所示。

圖2 駝峰示意圖

車輛通過駝峰峰頂時，車下空間會發(fā)生縮減，如圖3 所示。JSQ6 型車為凹底結(jié)構(gòu)，工廠提供空車車體凹底距軌頂面設計值為190 mm，JSQ6 型車通過不同坡度駝峰時，豎曲線間隙縮小量見表2。可以看出，理論上JSQ6 型車通過駝峰時，車下空間已經(jīng)很小了，比如通過最大加速坡坡度55‰的駝峰時，JSQ6 空車車下只有不到40 mm 的空間。結(jié)合駝峰維護不及時造成的線路水平、高低，車下空間可能進一步縮減。再考慮車輛各部件磨耗、裝載、車輛振動引起的彈簧壓縮等因素，車輛凹底距軌頂面距離成為制約該車能否通過駝峰的主要因素，需試驗重點考核。

圖3 車輛通過峰頂示意圖

表2 JSQ6 型車對應不同坡度的豎曲線間隙縮小量

2.4 裝載加固裝置

根據(jù)TB/T 1335—1996《鐵道車輛強度設計及試驗鑒定規(guī)范》［4］要求：“沖擊車沖擊速度從3 km/h開始，每次遞增1～2 km/h，直至車鉤沖擊力達到貨車2 250 kN 或沖擊速度達到8 km/h 為止，以先達到者為準。先達到規(guī)定速度值時，按相應速度下的車鉤力評價車輛的沖擊強度?！盝SQ6 型車在型式試驗時，車輛已經(jīng)通過了沖擊試驗考核，但是裝載加固裝置在設計時，按照禁止通過駝峰設計，其沖擊速度未按8 km/h 設計和考核，能否經(jīng)受住溜放作業(yè)的強度，需要試驗考核。

在對裝載加固裝置的沖擊試驗中，車輛應按照最不利原則進行裝載，裝載質(zhì)量應接近設計載重，而且將商品汽車停在凹底斜坡面上，使商品汽車有因自身重量發(fā)生相對運動的趨勢，使裝載加固的難度增加。

2.5 動力學性能

JSQ6 型車駝峰溜放時需要考核的動力學性能分為道岔動力學性能和車輛動力學性能。

TB 10062—2018《鐵路駝峰及調(diào)車場設計規(guī)范》規(guī)定：“線路的連接應采用6 號對稱道岔和7 號三開對稱道岔。”由調(diào)研得知，駝峰編組場一般采用50 kg/m 的6 號對稱道岔，極少數(shù)使用三開道岔。GB/T 5599—1985《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規(guī)范》［5］規(guī)定：“試驗車輛通過車站側(cè)線道岔的最小號數(shù)為12 號單開道岔?！盝SQ6 型車在型式試驗時，按照標準要求，進行了12 號道岔側(cè)向通過試驗，但是沒有進行6 號對稱道岔的側(cè)向通過試驗。12 號道岔導曲線半徑一般為330 m，貨車通過的工務限速為45 km/h。6 號對稱道岔導曲線半徑為180 m，與之導曲線半徑相同的9 號道岔，貨車通過的工務限速為30 km/h。所以JSQ6 型車在通過導曲線半徑更小、限速更低的6 號道岔時，動力學指標是否滿足相關要求，需要試驗驗證。

3 試驗結(jié)果

3.1 控制系統(tǒng)試驗結(jié)果

由于JSQ6 型車第2、3 軸間的距離大于分路道岔電路長度，駝峰自動控制進路時，存在錯誤解鎖情況；由于JSQ6 型車車組長度的測重信息在控制系統(tǒng)中計算和傳遞有誤，對車輛的速度控制也受到影響，達不到精度要求，不能保證安全連掛速度。

3.2 車輛減速器試驗結(jié)果

被試JSQ6 型車車組能夠停車到位，車輛減速器制動能力滿足要求。但是在個別編組通過減速器時，車輪存在跳動現(xiàn)象。

3.3 車輛適應性試驗結(jié)果

將16 個站場駝峰峰頂平臺和加速坡左右2 條軌道標高進行平均，為了便于分析，再將其所有起點標高統(tǒng)一，峰頂平臺和加速坡縱斷面如圖4 所示。由圖4 可以看出，加速坡坡度是影響JSQ6 型車通過峰頂時車底凈空的因素之一。圖4（a）①，實測加速坡坡度51.9‰，JSQ6 型車在通過峰頂時車底凈空最小34.5 mm；圖4（b）①，實測加速坡坡度42.9‰，JSQ6 型車在通過峰頂時車底凈空最小26.08 mm，車下空間都非常小。但是加速坡坡度不是影響JSQ6 型車通過峰頂時車底凈空的唯一因素，圖4（a）中②與①加速坡坡度接近，實測加速坡坡度49.4‰，JSQ6 型車在通過峰頂時車底凈空最小63 mm，接近通過①峰頂時車底最小凈空的2倍；圖4（b）中②和③加速坡坡度均大于①，實測加速坡坡度分別為43.4‰ 和45.5‰，JSQ6 型車在通過時車底凈空最小66 mm，大于通過①峰頂時車底最小凈空的2 倍。

圖4 駝峰平臺和加速坡縱斷面圖

從圖4（a）③和圖4（b）④可以明顯看出，隨著峰頂平臺越接近加速坡，高度越高，在峰頂豎曲線附近，線路明顯凸起，雖然圖4（a）③加速坡坡度只有34‰，但是JSQ6 型車在通過峰頂時車底凈空最小30 mm；圖4（b）④加速坡坡度33.6‰，卻無法滿足JSQ6 型車順利通過駝峰。

綜上，影響JSQ6 型車輛溜放的關鍵因素是峰頂線路軌面的線形，駝峰加速坡坡度只是影響JSQ6 型車輛溜放的1 個因素。

3.4 裝載加固裝置試驗結(jié)果

通過沖擊試驗，JSQ6 型車裝載加固方案在8 km/h 及以下速度沖擊下，車輛未發(fā)生橫向、縱向位移，滿足使用要求。

3.5 動力學性能試驗結(jié)果

由于駝峰線路設計比較緊湊，道岔、曲線比較集中，且道岔導曲線半徑和曲線半徑較小，這些因素都不利于車輛通過。從試驗結(jié)果看，雖然動力學指標基本符合標準要求，但脫軌系數(shù)接近標準限值，需要重點關注。

JSQ6 型車在某駝峰3 次溜放脫軌系數(shù)散點圖如圖5 所示，橫坐標是從峰頂平臺開始溜放到車輛停止的里程。由圖5 可以看出，脫軌系數(shù)大值主要集中在前半部道岔區(qū)附近，車輛進入編組股道內(nèi)，運行穩(wěn)定，脫軌系數(shù)很小。

圖5 脫軌系數(shù)散點圖

4 結(jié)束語

在不設計新車型的前提下，通過試驗確定JSQ6 型車能否進行駝峰溜放是簡單可行的方法。試驗中也發(fā)現(xiàn)了決定JSQ6 型車能否駝峰溜放的關鍵問題，說明試驗切中了要害、找到了關鍵。針對這些問題，通過線路幾何尺寸整治、人工鎖閉道岔、降低溜放速度、人工參與定速等手段，限制好JSQ6 型車溜放的邊界條件，可以有條件溜放。通過試驗驗證，一些站場已經(jīng)總結(jié)出JSQ6 型車駝峰溜放辦法并開始溜放工作。