铁路车辆制动的发展方向

    根据铁道部关于发布《铁路主要技术政策》的通知：铁路技术发展的总目标是实现铁路现代化。逐步建立客运快速、货运快捷和重载、行车高密技术协调发展，高新技术与适用技术并重，不同层次技术装备并存的具有中国铁路特点的技术体系。
    客车采用盘形制动。推广电空制动、双管供风、防滑器、小间隙自动车钩和密接式车钩等装备。机车采用空电联合制动及新型基础制动装置，研究减少列车纵向冲动的技术措施。货车采用120型空气制动机及空重车自动调整装置，逐步淘汰GK、103等旧型制动机，积极采用高摩合成闸瓦，发展整体铸钢轮。快运货车采用新型基础制动装置。
    建国以来,我国铁路货车制动机经历了从K型制动机→GK型制动机→103型制动机→120型制动机的发展阶段。目前,120型制动机已成为我国铁路货车的主型制动机。但随着铁路货物运输的发展,该型制动机已明显不适应铁路货车的要求。要提高货物列车运行速度,就要提高与运行速度相适应的列车制动力。因此,研制开发与提速和重载货车配套的提速和重载货车制动技术显得格外迫切。可采取如下制动技术:
1. 采用高摩合成闸瓦
    一般情况下,高磷铸铁闸瓦可以满足制动初速度85 km/ h 、紧急制动距离800m停车的要求。但如果要提速,制动初速度就要提高,必须使用高摩合成闸瓦。一般认为, 闸瓦的摩擦系数应该在TB/ T2403 —1993《铁路货车高摩擦系数合成闸瓦》规定的0. 14～0. 09的基础上再提高23%～25% ,同时还要考虑摩擦副的其他问题，如金属镶嵌、车轮踏面剥离、环保等问题。在列车的高速及低速运行阶段，高摩合成闸瓦的摩擦系数均较高，且比较均衡，这是满足提高速度和重载要求的最简便和最有效的措施之一。
2．采用无级空重车自动调整装置
    货车朝着减轻自重与增加有效载重的方向发展，这将导致其空重比增大，因此对空重车调整的要求会更高。无级空重车自动调整装置是一种提高货物列车制动力、提高运行速度的重要部件。应合理选择参数,尤其要妥善解决称重方法及其准确性,以充分利用粘着力,提高列车的均衡制动力。
3．改进120型空气分配阀
    目前广泛使用的120型货车制动机的设计初衷是尽量延长制动缸压力的上升作用时间,其目的是为了解决万吨列车纵向冲动问题。而现在大部分列车为5000t以下,纵向冲动问题还不很突出,而制动缸压力缓慢升高使空走时间延长已经成为120阀需解决的关键问题。
    现有120型空气分配阀的性能参数是针对速度相对较低(小于或等于90km/ h) 、列车重量较大(5000 t～10000t) 的长大货物列车设计的,采用了相应较慢的制动、缓解与充气特性。这对快运货车而言,则会造成空走距离过长,引起闸瓦制动功率增高等问题。同时,为了运营方便,快运货车有时需要附挂在旅客列车中混编运行,此时120型分配阀与104型客车分配阀的制动、缓解性能差异较大,容易产生纵向冲动或抱闸等问题。因此,迫切需要改进120型空气分配阀以适应快运货车的运行环境。采用120K型(快速120阀) 制动系统,可缩短空走时间。
4．双侧闸瓦制动
    目前,我国铁路货物列车均采用单侧闸瓦制动,列车制动力已越来越不适应货物列车运行速度不断提高的新要求,可以考虑采用双侧闸瓦制动,这也是一项提高货物列车制动力和运行速度的重要措施。
5．盘形制动+ 单元制动+ 防滑器
    随着铁路运输的不断发展,货物列车的运行速度势必不断提高。正在研制的140km/ h～160km/h的快速货车,已不能采用踏面制动与合成闸瓦方式,只能考虑采用盘形制动(国外快速货车上已广泛使用) 。新造货车可以考虑采用“盘形制动+ 单元制动+ 防滑器”新技术。
    制动盘、合成闸瓦、单元制动缸组成一个盘形制动机,整体结构紧凑,没有复杂的杆件传动,传动效率高。单元制动缸是盘形制动机的施力机构,同时踏面清扫器也采用单元制动缸的结构。防滑器和盘形制动(机械式) 一起使用可提高粘着利用率。盘形制动具有良好的摩擦性能,且运用经济,维护简单。
6．货车制动铝合金化
    我国铁路铝合金货车已开始批量推广运用,制动产品轻量化、铝合金化已迫在眉睫。目前,我国铁路货车主型制动机采用的是120型货车空气控制阀。1996年,120型货车空气控制阀的8 种压铸件(主阀上盖、主阀下盖、主阀前盖、缓解阀上盖、缓解阀下盖、缓解阀体、紧急阀上盖、紧急阀下盖) 已开始批量装车。这8种铝合金压铸件对改善120 型制动机的制动性能及制动部件轻量化起到了积极的促进作用,但在长时间的运用中也发现了一些问题。如这8种铝合金压铸件因没有进行任何表面处理,仅靠表面自然生成的一层氧化膜(Al2O3 ) 进行保护,而这层自然氧化膜成膜速度慢,氧化膜薄,在潮湿的环境中运用时间久了会生锈而且还会长一层白霜(AlO2 ) 。120阀主阀体、紧急阀体、中间体三大件的铝合金化2003 年下半年已通过部级审查,2004 年上半年开始小批量装车。120阀的8种压铸件属于压力铸造,材质为YZAlSi8Cu3 ;120主阀体、紧急阀体、中间体三大件属于重力铸造,材质为ZAlSi9Cu2Mg。随着120阀的铝合金化及其他铝合金化制动部件在铁路上的逐渐推广运用,有必要对上述铝合金表面处理问题进行专门研究。