动车组用增粘装置应用研究 张永生摘 要：文章以动车组增粘装置应用情况为切入点，对各种增粘措施对比分析，提出了各种增粘措施的优缺点，提出了动车组宜采用的增粘措施建议，提出了动车组撒砂配置原则并从运用调查、撒砂量计算情况方面对撒砂量需求进行了调查分析，提出了动车组砂箱容量设置建议观点为动车组设计制造时，增粘装置的选型配置提供参考关键词：轮轨粘着;增粘;踏面清扫装置;陶瓷粒子;撒砂装置1、引言为改善动车组制动过程中轮轨粘着情况，国内外动车组均设增粘装置，主要有：设踏面清扫装置、陶瓷粒子喷射装置、撒砂装置等各种增粘方式均能够起到一定的增粘效果，但是存在优劣通过国动车组采用的增粘方式对比分析及运用调查情况，提出了动车组增粘装置选型配置建议2、国内外增粘装置应用情况2.1日本新干线500系、700系、800系、E5采用踏面清扫及喷洒陶瓷粒子方式，每轴设踏面清扫装置500系（16编组）及E5（10辆编组）共4个车设喷洒陶瓷粒子喷射装置，其他仅头车设置2.2欧洲增粘方式多采用撒砂装置2.3国内应用情况2.3.1 CRH2、CRH380A/AL系列动车组1）采用优先采用踏面清扫装置及增粘控制，每轴设置踏面清扫装置，自动动作，条件如下： CRH2A/B/E、CRH2C一阶段型动车组：在30km/h以上且有制动指令、或者检测空转（只适用于M车）、或者检测滑行时，踏面清扫电磁阀持续动作。
CRH2C二阶段、CRH380A/AL型动车组：在30km/h以上且有制动指令、或者检测空转（只适用于M车）、或者檢测滑行时、踏面清扫电磁阀间歇动作 ）设置撒砂装置作为辅助增粘措施，设手动撒砂及自动撒砂方式2.3.2 其他车型动车组采用撒砂装置进行增粘控制，采用手动撒砂或自动撒砂方式3、增粘效果对比分析3.1 踏面清扫装置可有效抑制踏面剥离、多边形磨耗，避免轮轨冲击过大，提升转向架结构可靠性;不受行车风、环境风影响，不污染环境;含有硬质合金粒子（氧化铝、氧化硅），在持续压紧踏面作用下，车轮踏面形成大量的微小凸起，破坏轮轨间水膜、油膜，有效提升粘着系数，实验室数据表明可提高轮轨粘着系数91.9%～126.6%，在国内外高铁列车上应用广泛3.2 陶瓷粒子喷射装置硬度高，高速喷在轮、轨间，起到增粘效果，陶瓷粒子箱容积需求小（一般1L容量），目前国内无成熟制造企业，且国内无应用业绩3.3 撒砂装置在轮轨有油粘着恶劣工况下，提高粘着效果显著;在国内外高铁列车上应用广泛易造成隧道中悬浮沙尘;撒砂过量时易阻塞道岔、妨碍轮轨信号传递;高速工况下撒砂增粘效果会减弱3.4线路试验情况采用减摩液方式模拟轮轨粘着恶劣工况，进行不同工况线路防滑试验，测试制动距离，试验结果如见表1。
3.5 小结踏面清扫装置更环保，但在轮轨粘着恶劣工况，撒砂装置增粘效果更明显在制动过程中，可优先采用踏面清扫装置进行增粘，在轮轨粘着恶劣工况下，需采用撒砂装置进行增粘，保证行车安全4、撒砂布置浅析考虑端部车辆轮轨粘着恶劣、电制优先、对称布置、以及既有动车组轴重限制等因素，选择撒砂装置布置车号轮轨粘着：头部车辆相对尾部粘着恶劣，建议布置在列车两端车厢;牵引空转：考虑轮轨粘着恶劣时牵引空转，应考虑部分动车加装;电制优先：考虑电制动优先，易出现滑行，应考虑部分动车加装;对称布置：保证两端控车时，撒砂效果一致性;轴重影响：选择轴重余量大的车辆设置以CRH380A、CRH380AL撒砂装置布置为例，CRH380A选择1、2、7、8车设置撒砂装置，每列设6套撒砂装置;CRH380AL选择1、2、7、10、15、16车设置，每列10套撒砂装置5、撒砂需求调查分析5.1 运用调查根据国内高铁G101次、G134次交路制动级位统计及波形显示，在降速过程中主要施加B1-B4级制动，在站停期间常施加B7级制动，基本不施加紧急制动EB，具体见图3、图4、图5、图6示例5.2 撒砂量计算情况以CRH2、CRH380A/AL系列动车组为例，计算撒砂量需求。
进站用砂校核：以80km/h进站，施加7N级制动并一直撒砂，需撒0.333L/次京沪高铁共22站，假定11站需撒砂，每砂箱需撒3.67L/天，若采用8L砂箱可满足2天运用需求紧急用砂校核：300km/h动车组：紧急制动减速至停车且一直撒砂，每次需撒砂1.144L;8L砂箱可满足7次紧急制动减速至停车操作;250km/h动车组：紧急制动减速至停车且一直撒砂，每次需撒砂0.815L;若采用8L砂箱可满足9次紧急制动减速至停车操作5.3 小结在大级别制动过程，轮轨粘着情况不良时，动车组易发生严重滑行，这时需操作撒砂进行增粘运用过程中，对撒砂需求量有限，在用户接受情况下，可适当考虑降低砂箱容量6、结语踏面清扫装置环保，撒砂装置增粘效果明显，可优先采用踏面清扫装置进行增粘，撒砂装置作为辅助增粘措施，保证动车组制动距离，确保行车安全撒砂布置时，考虑端部车辆轮轨粘着恶劣、电制优先、对称布置、以及轴重限制等因素运用过程中，撒砂需求量有限，可根据实际情况，设置合适容量砂箱参考文献[1] 裴顶峰，张国文，党佳，贺春江，惠风. 动车踏面清扫器研磨子的研制[J]. 中国铁道科学，2011，32（3）：142-144。
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