HGM-D型高摩合成闸瓦在肯尼亚蒙内铁路的运用-中国期刊网

HGM-D 型高摩合成闸瓦在肯尼亚蒙内铁路的运用

文渊陈天鹏 1 ，徐振刚 2 ，马勇 3

1. 非洲之星铁路运营公司，北京 100011 ； 2. 非洲之星铁路运营公司，北京 1000111 ；

3.中国路桥工程有限责任公司，北京 100011

摘要：介绍了肯尼亚蒙内铁路概况及线路特点，HGM-D型高摩合成闸瓦性能参数以及在蒙内铁路C70E、X70、NX70型货车上运用验证情况。验证表明HGM-D型高摩合成闸瓦有效降低车轮和闸瓦磨耗量以及闸瓦金属镶嵌物，提高了车辆运行品质和制动效能。

关键词：铁路运输；HGM-D型闸瓦；蒙内铁路；长大坡道

中图分类号：U270.35 文献标志码： B

The Applications of HGM-D High Friction Composite Brake Shoe in Kenya Mombasa-Nairobi Railway

CHEN Tian-peng¹, XU Zhen-gang² ,MA Yong³

（1. African Star Railway Operating Company, Beijing 100011, China2 African Star Railway Operating Company, Beijing 100011, China;3. China Road & Bridge Engineering Co., Beijing 100011,China；）

Abstract: This paper introduces the overview and line characteristics of Kenya Mombasa-Nairobi Railway, the performance parameters of HGM-D high friction composite brake Shoe and the applications in Kenya Mombasa-Nairobi Railway. It shows that HGM-D high friction composite brake shoe effectively reduces wheel and brake tile wear as well as metal inlay of brake tile, which improves vehicle running quality and braking efficiency.

Key words: Rail Transportation; HGM-D High Friction Composite Brake Shoe; Mombasa-Nairobi railway; long down grade line;

0 引言

肯尼亚蒙内铁路即蒙巴萨至内罗毕铁路，按照中国铁路Ⅰ级单线标准设计建造，全部采用中国技术和设备，货运设计年运能力2500万吨，最高运用速度80km/h。由非洲之星铁路运营有限责任公司参照中国铁路管理模式负责运营。蒙内铁路实现了非洲地区及非洲互联互通，为非洲各国经济发展起到重要支撑作用，对促进中国 “一带一路”国家战略顺利实施，有着深远现实意义^[1-2]。其行车安全是否稳定对促使中国企业走出国门，扩大中国企业在非洲国家乃至国际上影响起到至关重要作用。

1 线路运营情况

蒙内铁路全线长约480千米，平均坡度达到3.53‰，最大坡度达12‰。坡道≥6‰累计长度达到259.6km，占全线总长54%。其中坡度超过6‰，长度超过8km长大下坡道区段就有三处，最大坡度达12‰。该线坡道体现“长、多、大”特点^[3]。列车在如此长大坡道上连续运行，闸瓦性能优劣直接关乎着行驶安全。货运列车采用DF11型内燃机车双机重联牵引，机车制动机均为JZ-7型空气制动机带电阻制动。运营C70E、X70、NX70型三种货车装用HGM-B型闸瓦，存在摩擦体裂纹、掉块、金属镶嵌多和车轮异常磨耗现象。为解决问题，进一步降低车轮和闸瓦磨耗量，保证车辆制动安全，对运营三种货车部分闸瓦换装HGM-D型闸瓦进行验证。

2 性能参数

HGM-D型闸瓦由北京瑞斯福高新科技股份有限公司生产，是以橡胶为主要基体材料，通过硫化反应使分子链形成三维网状结构，见图1所示。具有无脱落、不掉块、磨耗低、摩擦系数稳定特点。平均摩擦系数0.30~0.43，满足最高时速120 km/h铁路重载货车大编组、长交路、大坡道运营环境制动要求。研制满足TB/T 2403-2010《铁道货车合成闸瓦》要求，并获得CRCC-06W-025 2012《铁路货车用合成闸瓦 (V 1.7)》认证，基本参数见表1所示

^[4]。闸瓦制动物理力学性能和制动摩擦磨耗性能试验通过具有MCA和CNAS认证资质国家铁路产品质量监督检查中心检测，满足货车紧急制动要求，安全性能达标^[5]。

图1 HGM-D型闸瓦外观

表1 HGM-D型闸瓦基本参数

序号	项目	单位	标准值	实测值
1	闸瓦宽度	mm	85±1.5	85.4
2	闸瓦厚度	mm	45±1	45
3	瓦鼻宽	mm	79～82	80
4	瓦鼻高	mm	29～30	29
5	压缩强度	MPa	≥25	49
6	压缩模量	MPa	≤1.3×10³	0.3×10³
7	冲击强度	kJ/m²	≥3.0	8.8
8	弯曲强度	MPa	≥8	14.26
9	密度	g/cm³	2.34±0.117	2.381
10	瓦背粘结强度	Mpa	≥1.2	4.7

3 装车试验

2019年6月，瑞斯福公司会同非洲之星公司共同组织在蒙内铁路进行了HGM-D型闸瓦装车试验。将24组新HGM-D型闸瓦和原装24组新HGM-B型闸瓦安装于蒙内新段修C70E、X70、NX70型车，按每辆车各装8组闸瓦进行对比试验，对比示意图见图2所示。列车日常列检作业时，对试验闸瓦进行外观检查，观察闸瓦钢背是否存在变形，摩擦体是否有裂纹、掉块等现象。每周测量闸瓦厚度，并对闸瓦踏面、瓦背面和车轮踏面进行拍照、记录保存。

图2 闸瓦装车对比试验示意图

4 运用对比分析

4.1 闸瓦磨耗分析

HGM-D型闸瓦在蒙内铁路5个月上线运行良好，共计走行17552公里。测量两种型号闸瓦和车轮磨耗情况见表2所示。从表中可见，HGM-D型闸瓦平均磨耗量为3mm，HGM-B型闸瓦平均磨耗量为5mm，HGM-D型比HGM-B型闸瓦磨耗速度较慢、磨耗量小。

表2 闸瓦磨耗对比

闸瓦型号	平均剩余厚度（mm）	平均磨耗量（mm）
HGM-D	42	3
HGM-B	40	5

4.2 车辆磨耗分析

测量统计分析安装试验车辆对应车轮踏面磨耗量见表3所示。从表中可见，安装HGM-D型比HGM-B型闸瓦车辆车轮踏面磨耗较慢、磨耗量小。

表3 车辆踏面磨耗对比

车辆	闸瓦型号	平均踏面磨耗(mm)
C70E	HGM-D	1.0
C70E	HGM-B	1.3
X70	HGM-D	0.8
X70	HGM-B	1.4
NX70	HGM-D	1.4
NX70	HGM-B	1.8

4.3 闸瓦表面状态分析

根据跟踪统计，HGM-D型闸瓦最早11天在C70E货车上产生金属镶嵌，最晚63天在X70货车上产生，金属镶嵌较小；HGM-B型闸瓦最早9天在C70E货车上产生金属镶嵌，最晚48天在X70货车上产生，金属镶嵌较大，产生金属镶嵌对比见图3所。HGM-D型闸瓦对车轮损伤略小，产生金属镶嵌产生时间稍晚、金属镶嵌物比较小、闸瓦磨耗量较低，闸瓦表面状态见图4所示。

图3 闸瓦镶嵌物对比图

图4 闸瓦表面状态对比图

5 结论

由于蒙内铁路连续“长、大、多”坡道常态运行条件，金属镶嵌产生无法避免。通过运用装车对比分析，HGM-D型闸瓦虽未根本解决金属镶嵌问题，但金属镶嵌产生速度和频次都有明显优于原装HGM-B闸瓦。HGM-D型闸瓦在车轮踏面磨耗损伤、闸瓦自身磨耗速度以及闸瓦金属镶嵌产生方面均优于原车装HGM-B型闸瓦，可有效降低对车轮热损伤，防止车轮热裂纹、热龟裂、热剥离产生。在轮对使用周期内可以减少轮对镟修次数，延长轮对使用周期，降低运营成本和检修费用。适用于蒙内铁路长大坡道区段货车安全运行。HGM-D型闸瓦在蒙内铁路运用考验通过专家组审查，满足装车使用。

参考文献：

李新烽,邓延庭.蒙内铁路：一带一路在非洲结硕果(N).中国社会科学报.2019-04-16（008）
向上.蒙内铁路创新设计(J).西华大学学报（自然科学版）,2020(5):122-128.
向上.蒙内铁路(M).北京：中国铁道出版社,2017.
TB/T 2403－2010,《铁道货车合成闸瓦》[S].
裴顶峰,张国文,党佳,等.和谐型大功率内燃机车高摩合成闸瓦的研制[J].中国铁道科学. 2012(03).

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