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【摘要】为了解决重载货物列车在运行中存在的主要问题是制动和缓解时列车的纵向冲击很大问题，应该使各辆货车单位制动力即制动率一致，采用杠杆测重阀进行空重车时制动缸压力自动调整比现在采用降压风缸能减少部件，节约压力空气。
【关键词】单位制动力；空重车调整；杠杆测重
【中图分类号】U292 【文献标识】A
【文章编号】1671-5969（2007）04-0156-02
一、我国货车用空重车自动调整阀的现状
重载货物列车在运行中存在的主要问题之一是制动和缓解时列车的纵向冲击很大。造成它的一个原因是编组在列车中的各辆货车单位制动力即制动率（制动率就是制动力除以车辆总重）不一致。货车空车与重车的总重差别太大，空车重量只有20多吨，重车满载重量可以达到80吨以上。制动率如果按照空车设计，则重车时制动力将严重不足；制动率如果按照重车设计，则空车时制动力将太大而使闸瓦抱死车轮，使车轮在钢轨上滑行擦伤车轮。因此货车都必须安装空重车调整装置（简称空重调）。
常用的空重车调整有二种方法，一种是“分流”法，一种是“截流”法。“分流”法是通过扩大制动缸容积，达到调整制动缸压力的目的。其实质是在副风缸通过分配阀通往制动缸去的风路上设置一个人工调整的空重车塞门或者可以自动调整的空重车载荷传感阀，当车辆处于空车状态，让本来该供给制动缸的风“分流”一部分到为使制动缸降压而专门设置的降压风缸。“截流”法就是采用杠杆测重阀来进行空重车时制动缸压力自动调整。
我国货车上安装的空重调有GK型、400B型、KZW—4G型，他们都属于“分流”法。GK型、400B型属于二级调整类型，以车辆总重40t为界，车辆总重<40t为空车位，车辆总重≥40t为重车位，在同一个位置，制动力都是同样大，例如：一列车中总重为42t的车辆与总重为80t车辆的制动力是一样的，制动力除以车辆总重即制动率当然就不一致了，这就造成了货物列车在制动或者缓解时车辆之间的冲击力大。KZW—4G型属于无级调整，即根据车重自动调整。
“分流”法需要的设备比较多，图一为KZW—4G型空重调构造原理。它需要称重阀（或传感阀）、比例阀、降压风缸。称重阀来测量车重，比例阀根据车重控制副风缸进入制动缸的空气流量，降压风缸与制动缸串联使用，车重较轻时，使一部分压力空气分流进入降压风缸来降低制动缸压力；同时还造成了压力空气的浪费。
二、采用杠杆测重阀进行空重车自动调整的原理
我国客车采用的空重车自动调整阀有日本产U5A型、国产KZF3、KZF4型，他们都属于“截流”法, 采用杠杆测重阀进行空重车自动调整的。下面以KZF4型空重车阀为例来介绍其原理（如图2所示）。它主要由四部分组成，即测重部、杠杆部、压力作用部和空气压力给排部。
（一）测重部。测重部小活塞1、小膜板2、大膜板3、大活塞4、弹簧5和活塞杆6组成。从空气弹簧1管路和空气弹簧2管路来的压缩空气分别进入测重部的b室和c室，推动小活塞1和大活塞4右移，与弹簧5平衡，使活塞杆向右移动一定的距离，即与车辆的载重相适应，达到空重车自动调整阀的自动测重目的。
（二）杠杆部。杠杆部由支点9和杠杆10组成。支点的位置取决于测重部弹簧压缩的位移量，即取决于空气弹簧的压力变化。
（三）压力作用部。压力作用部由作用活塞7、作用活塞杆8和膜板11（8字形）组成。由空气分配阀来的压缩空气，首先进入作用活塞的膜板下方a室内，推动作用活塞和作用活塞杆上移产生作用，以便控制杠杆的各种作用。
（四）空气压力给排部。空气压力给排部由给排杆12、给排活塞13、给排阀14、O型密封圈15和给排前期弹簧16组成。空气压力给排部是执行由空气分配阀或副风缸向制动缸充气，保压和排气的机构。
1—小活塞2—小膜板 3—大活塞 4—大膜板 5—弹簧 6—活塞杆 7—作用活塞 8—作用活塞杆 9—支点 10—杠杆 11—膜板（8字形） 12—给排杆 13—给排活塞 14—给排阀 15—O型密封圈 16—给排前期弹簧
空重车自动调整阀的作用原理是：
（一）制动作用位。由空气分配阀来的压缩空气进入a室，并推动膜板及作用活塞杆上移，通过杠杆及支点使压力给排杆向下移动，压开给排阀，来自空气分配阀（或副风缸）的压缩空气进入制动缸，同时也进入d室参与平衡。此时建立如下方程式：
P=P1（l+f）/[L-(l+f)](kPa)
式中P—由分配阀或副风缸进入d室的压缩空气建立的压力(kPa) ；
P1—由分配阀进入a室的压缩空气建立的压力（kPa）；
L—小臂长度（mm）；
F—支点的位移量（mm）；
L—杠杆的长度(mm)。
（二）保压作用。当a室和d室的压力通过支点及杠杆的作用达到平衡后，给排阀在给排阀弹簧的推动，关闭给排阀的阀口，使空重车自动调整阀处于保压状态。
（三）缓解作用。作用活塞膜板下方a室压力降低，此时施于给排活塞上的作用力不再平衡，给排活塞及给排阀杆一起向上移动，脱开给排阀，制动缸的压缩空气由给排阀杆中的通路由上方排入大气，呈缓解状态。
从以上分析可以看出，采用杠杆测重阀进行空重车自动调整设备少，不浪费压力空气。
三、货车采用杠杆测重阀进行空重车自动调整存在的问题及对策
客车采用的空重车自动调整阀能否直接应用于货车呢？当然不行。存在的主要问题是在测重部。客车采用空气弹簧，空气弹簧中的空气压力可以直接反映车重，从空气弹簧1管路和空气弹簧2管路来的压缩空气分别进入测重部的b室和c室，推动小活塞和大活塞右移，与弹簧平衡，使支点移动到位置，车辆就可以获得与车辆的载重相适应的制动力。货车没有采用空气弹簧，如何才可以实现支点的位置与车辆的载重相适应呢？货车摇枕上有圆簧，圆簧将车体分为簧上部分与簧下部分。圆簧弹簧压缩量也就是簧上部分与簧下部分的相对位移量可以反映车辆总重，由它来控制杠杆与支点的相对位置，即可得到与车重相适应的制动力。
实现由簧上部分与簧下部分的相对位移量来控制支点位置的方法很多。例如可以采用如下方法。阀体2装于车底架下面，属于簧上部分，垫板6装在转向架恻架上面，属于簧下部分，活塞杆3随车体载重及枕簧的下沉量变化而上下移动（弹簧、活塞上的小孔起缓冲减振作用），活塞杆3上的直齿上下移动带动转轴7上的齿轮转动，转轴7同步转动，螺母在转轴上的螺纹带动下在转轴上旋转并且水平移动，杠杆支点随着螺母同步水平移动，这样就达到了利用车重来控制杠杆支点位置的作用。
其他部分可以参考KZF4型空重车自动调整阀的构造。
1—弹簧2—阀体3—活塞杆（带直齿）4—弹簧
5—触杆6—垫板7—转轴（带齿轮和螺纹）
8—螺母9—杠杆支点
【参考文献】
[1]饶忠，列车制动[M]．北京：中国铁道出版社，2003．
[2]张旺狮．铁道车辆制动装置[M]．北京：中国铁道出版社，2003．
【作者简介】张冬梅（1971—），女，山西太谷人，湖南铁路科技职业技术学院讲师，学士学位，研究方向：铁路车辆。
【关键词】单位制动力；空重车调整；杠杆测重
【中图分类号】U292 【文献标识】A
【文章编号】1671-5969（2007）04-0156-02
一、我国货车用空重车自动调整阀的现状
重载货物列车在运行中存在的主要问题之一是制动和缓解时列车的纵向冲击很大。造成它的一个原因是编组在列车中的各辆货车单位制动力即制动率（制动率就是制动力除以车辆总重）不一致。货车空车与重车的总重差别太大，空车重量只有20多吨，重车满载重量可以达到80吨以上。制动率如果按照空车设计，则重车时制动力将严重不足；制动率如果按照重车设计，则空车时制动力将太大而使闸瓦抱死车轮，使车轮在钢轨上滑行擦伤车轮。因此货车都必须安装空重车调整装置（简称空重调）。
常用的空重车调整有二种方法，一种是“分流”法，一种是“截流”法。“分流”法是通过扩大制动缸容积，达到调整制动缸压力的目的。其实质是在副风缸通过分配阀通往制动缸去的风路上设置一个人工调整的空重车塞门或者可以自动调整的空重车载荷传感阀，当车辆处于空车状态，让本来该供给制动缸的风“分流”一部分到为使制动缸降压而专门设置的降压风缸。“截流”法就是采用杠杆测重阀来进行空重车时制动缸压力自动调整。
我国货车上安装的空重调有GK型、400B型、KZW—4G型，他们都属于“分流”法。GK型、400B型属于二级调整类型，以车辆总重40t为界，车辆总重<40t为空车位，车辆总重≥40t为重车位，在同一个位置，制动力都是同样大，例如：一列车中总重为42t的车辆与总重为80t车辆的制动力是一样的，制动力除以车辆总重即制动率当然就不一致了，这就造成了货物列车在制动或者缓解时车辆之间的冲击力大。KZW—4G型属于无级调整，即根据车重自动调整。
“分流”法需要的设备比较多，图一为KZW—4G型空重调构造原理。它需要称重阀（或传感阀）、比例阀、降压风缸。称重阀来测量车重，比例阀根据车重控制副风缸进入制动缸的空气流量，降压风缸与制动缸串联使用，车重较轻时，使一部分压力空气分流进入降压风缸来降低制动缸压力；同时还造成了压力空气的浪费。
二、采用杠杆测重阀进行空重车自动调整的原理
我国客车采用的空重车自动调整阀有日本产U5A型、国产KZF3、KZF4型，他们都属于“截流”法, 采用杠杆测重阀进行空重车自动调整的。下面以KZF4型空重车阀为例来介绍其原理（如图2所示）。它主要由四部分组成，即测重部、杠杆部、压力作用部和空气压力给排部。
（一）测重部。测重部小活塞1、小膜板2、大膜板3、大活塞4、弹簧5和活塞杆6组成。从空气弹簧1管路和空气弹簧2管路来的压缩空气分别进入测重部的b室和c室，推动小活塞1和大活塞4右移，与弹簧5平衡，使活塞杆向右移动一定的距离，即与车辆的载重相适应，达到空重车自动调整阀的自动测重目的。
（二）杠杆部。杠杆部由支点9和杠杆10组成。支点的位置取决于测重部弹簧压缩的位移量，即取决于空气弹簧的压力变化。
（三）压力作用部。压力作用部由作用活塞7、作用活塞杆8和膜板11（8字形）组成。由空气分配阀来的压缩空气，首先进入作用活塞的膜板下方a室内，推动作用活塞和作用活塞杆上移产生作用，以便控制杠杆的各种作用。
（四）空气压力给排部。空气压力给排部由给排杆12、给排活塞13、给排阀14、O型密封圈15和给排前期弹簧16组成。空气压力给排部是执行由空气分配阀或副风缸向制动缸充气，保压和排气的机构。
1—小活塞2—小膜板 3—大活塞 4—大膜板 5—弹簧 6—活塞杆 7—作用活塞 8—作用活塞杆 9—支点 10—杠杆 11—膜板（8字形） 12—给排杆 13—给排活塞 14—给排阀 15—O型密封圈 16—给排前期弹簧
空重车自动调整阀的作用原理是：
（一）制动作用位。由空气分配阀来的压缩空气进入a室，并推动膜板及作用活塞杆上移，通过杠杆及支点使压力给排杆向下移动，压开给排阀，来自空气分配阀（或副风缸）的压缩空气进入制动缸，同时也进入d室参与平衡。此时建立如下方程式：
P=P1（l+f）/[L-(l+f)](kPa)
式中P—由分配阀或副风缸进入d室的压缩空气建立的压力(kPa) ；
P1—由分配阀进入a室的压缩空气建立的压力（kPa）；
L—小臂长度（mm）；
F—支点的位移量（mm）；
L—杠杆的长度(mm)。
（二）保压作用。当a室和d室的压力通过支点及杠杆的作用达到平衡后，给排阀在给排阀弹簧的推动，关闭给排阀的阀口，使空重车自动调整阀处于保压状态。
（三）缓解作用。作用活塞膜板下方a室压力降低，此时施于给排活塞上的作用力不再平衡，给排活塞及给排阀杆一起向上移动，脱开给排阀，制动缸的压缩空气由给排阀杆中的通路由上方排入大气，呈缓解状态。
从以上分析可以看出，采用杠杆测重阀进行空重车自动调整设备少，不浪费压力空气。
三、货车采用杠杆测重阀进行空重车自动调整存在的问题及对策
客车采用的空重车自动调整阀能否直接应用于货车呢？当然不行。存在的主要问题是在测重部。客车采用空气弹簧，空气弹簧中的空气压力可以直接反映车重，从空气弹簧1管路和空气弹簧2管路来的压缩空气分别进入测重部的b室和c室，推动小活塞和大活塞右移，与弹簧平衡，使支点移动到位置，车辆就可以获得与车辆的载重相适应的制动力。货车没有采用空气弹簧，如何才可以实现支点的位置与车辆的载重相适应呢？货车摇枕上有圆簧，圆簧将车体分为簧上部分与簧下部分。圆簧弹簧压缩量也就是簧上部分与簧下部分的相对位移量可以反映车辆总重，由它来控制杠杆与支点的相对位置，即可得到与车重相适应的制动力。
实现由簧上部分与簧下部分的相对位移量来控制支点位置的方法很多。例如可以采用如下方法。阀体2装于车底架下面，属于簧上部分，垫板6装在转向架恻架上面，属于簧下部分，活塞杆3随车体载重及枕簧的下沉量变化而上下移动（弹簧、活塞上的小孔起缓冲减振作用），活塞杆3上的直齿上下移动带动转轴7上的齿轮转动，转轴7同步转动，螺母在转轴上的螺纹带动下在转轴上旋转并且水平移动，杠杆支点随着螺母同步水平移动，这样就达到了利用车重来控制杠杆支点位置的作用。
其他部分可以参考KZF4型空重车自动调整阀的构造。
1—弹簧2—阀体3—活塞杆（带直齿）4—弹簧
5—触杆6—垫板7—转轴（带齿轮和螺纹）
8—螺母9—杠杆支点
【参考文献】
[1]饶忠，列车制动[M]．北京：中国铁道出版社，2003．
[2]张旺狮．铁道车辆制动装置[M]．北京：中国铁道出版社，2003．
【作者简介】张冬梅（1971—），女，山西太谷人，湖南铁路科技职业技术学院讲师，学士学位，研究方向：铁路车辆。