[科普中国]-换算闸瓦压力

简介

制动力是铁路列车运行安全的重要保证，只有了足够制动力才能保证列车既能开得快，又能停得住。机车车辆设计的制动系统参数，在正常的使用条件下，能够满足机车车辆组成的列车在紧急制动时在安全距离内停车，同时又不擦伤车轮。但在实际运用过程中，列车中部分车辆由于制动故障或货物装载等原因，停止了制动作用（停止了制动作用的车辆称为关门车），当关门车超过一定比例时，单位列车重量的制动力可能不足，就需要进行列车制动率的校核。1

为了便于计算编成列车的自动制动机闸瓦压力是否满足客、货列车每百吨重量不少于规定闸瓦压力的要求，通常采用计算摩擦系数，并将实际算出的车辆（机车）每辆（台）闸瓦压力，按规定的公式换算成每辆（台）计算闸瓦压力。

相关参数制动力及闸瓦摩擦系数单块闸瓦制动力：△B=KφK

K—单块闸瓦压力，φK—制动摩擦副的闸瓦摩擦系数。

在一定摩擦副条件下φK不是一个定值，是一个与速度、制动初速及闸瓦压力有关的变量，列车各车辆中由于摩擦副及闸瓦压力不一致，φK也不统一。

φK与速度V、制动初速V0及闸瓦压力K的函数关系一般通过试验确定，《列车牵引计算规程》（以下简称《牵规》）将各种闸瓦实算摩擦系数规定如右图所示。2

换算摩擦系数、换算闸瓦压力、换算制动率式△B=KφK为列车制动力实算法，即使在列车中各车辆制动摩擦副一样的情况，由于闸瓦压力K不同，对应摩擦系数φK也不一致，这种计算方法比较烦琐，一般不采用。为简化列车制动力计算，通常设想，不管列车中有多少种闸瓦压力值，都采取一个固定闸瓦压力下的摩擦系数为标准，而通过变换闸瓦压力，使车辆制动力不变。则固定闸瓦压力下的摩擦系数为换算摩擦系数，用φh表示，变换后的闸瓦压力为换算闸瓦压力，用kh表示。换算公式如右图所示。

牵规中规定高磷瓦每块闸瓦压力25kN，高摩合成瓦每块闸瓦压力为20kN下的摩擦系数为换算摩擦系数。将K=25kN和未知数K代入上式中可以得到高磷闸瓦的φh和kh。如右图所示。

将K=20kN和未知数K代入上式中可以得到高摩合成瓦的φh和kh。如右图所示。

不同制动摩擦副间换算闸瓦压力的二次换算在实际中，列车中的车辆闸瓦材料可能不一致，则φh不一致，式子无法用一个统一的换算制动摩擦系数进行计算，也无法用一个统一标准的换算制动率来表示，这现场核算列车换算制动率和编制、查询列车制动限速表带来困难。为简化计算，根据等效处理的原则，给出各种摩擦材料换算闸瓦压力之间折算系数，称为二次换算系数，这种变换称为换算闸瓦压力的二次换算。一般货车计算时将其他摩擦材料条件下的换算闸瓦压力二次换算成高磷闸瓦的换算闸瓦压力，二次换算法已在新版的《铁路技术管理规程》（以下简称《技规》）的换算闸瓦压力表中得到体现，新版《技规》货车的换算闸瓦压力、换算制动率、制动制动限速表是依据高磷瓦的技术条件制定的，这就为多种摩擦材料混编的列车的制动率的计算提供了方便。1

紧急制动换算制动率的限制为保证列车在在安全距离内停车，《技规》规定当关门车比例超过6%时，需计算换算闸瓦压力，校核换算制动率，对高磷瓦条件下的换算制动率不得小于280kN/100t。

相关建议《技规》的换算闸瓦压力表由于牵规制定于1998年，未考虑到新型摩擦材料的发展，未制定高摩瓦配120（103）阀换算闸瓦压力的数据，随着货车装备水平的不断发展，大载重和新型摩擦材料车辆的运用车数量的不断增加，用《牵规》计算的换算闸瓦压力和换算制动率显然偏小。

建议因为货车的车型和制动系统的配置的多样性，计算换算闸瓦压力数值也是有多样的，换算表闸瓦压力标准的制定需要综合考虑。一是标准既要考虑计算的准确度，同时制定的项目不过多，以简化现场的计算。二是标准的制定要根据实际运用车的主车型和主型制动系统的配置来确定。

根据70t级通用货车与60t级货车的换算闸瓦压力的差异较大的实际，专门制定“70t级货车，装用120阀、高摩瓦”项的换算闸瓦压力。

根据制动配置为高摩瓦、120阀、自动空重车自动调整装置的60t级提速改造和新造车在运用车的比例较大，载重61t、高摩瓦、120阀（103阀）、二级手动空重车自动调整装置车型较少，及不同标记载重的60t级的货车换算闸瓦差别不大的实际，依照主型车及主型制动系统配置换算闸瓦压力制定“60t级货车、装120阀或103阀，高摩瓦”项，代替原来的“标记载重61t，装有120型或103制动机和高摩合成闸瓦”项。

《技规》“标记载重50t及以上（包括载重40t的冷藏车），装有GK、120型或103制动机”（手动空重车调整）项制定的500kPa下空车换算车压力偏小，且不同阀型、不同定压下的空车换算闸瓦压力差别不大的实际，将该项名称定为“60t级货车，装有GK、120型或103制动机”，重车换算闸瓦压力不变，为空车换算闸瓦压力统一为170kN。3412