談重載貨運電力機車關鍵技術研究及應用

劉君

摘要：隨著我國經濟實力的不斷提升，我國的對外貿易市場也取得了較大的發展。交易貨物重量和運輸距離的不斷增加，也讓越來越多人開始關注起中在貨運電力機車的普及和技術的改革。重載貨運電力機車是我國鐵路實現廣泛應用的重要標志之一，其借助目前先進發展的鐵路技術及裝備，進一步擴大列車編組，實現重量貨物的長距離快速運輸。本研究將切實分析現有的重載貨運電力機車應用情況的實際資料，就其運行的關鍵技術的改革和發展進行詳細總結。

關鍵詞：重載貨運電力機車；關鍵技術；特點

前言：

鐵路的發展和普及在現代生活中有著極為重要的實際意義，其不僅是重要的交通工具、便捷了人們正常的出行，同時也是我國與其他國家文化交流、旅游貿易的樞紐，決定性的影響著我國的經濟發展。重載貨運是鐵路的關鍵作用之一，本研究將針對我國重載貨運電力機車的應用和改革進行詳細分析，全面總結其運行過程中仍存在的不足和主要的改善技術。

1 重載貨運電力機車關鍵技術特點

1.1 新一代重載貨運電力機車的主要特點

我國對重載貨運電力機車的研究2005年才開始，發展時間有限、設計理念不到位等嚴重制約了我國重載貨運電力機車事業的前進，但是相關工作人員持之以恒的努力也獲得了較可喜的回報。本研究結合我國既有機車的各項理性指標進行了詳細分析，詳細總結了其主要特點和新一代的重載貨運電力機車的參數的先進性。重載貨運電力機車是在現有的鐵路技術及裝備的條件下，擴大列車編組，實現對重量貨物的長距離快速運輸，因此其特點既包括普通鐵路機車的特性，也體現為滿足重載貨運功能的結構特性。重載貨運電力機車的特點主要可以總結為以下五方面，即軸重大、機車牽引力大、轉向架的承載能力大、車體車端緩沖器靜態阻抗力增大、運行速度低。重載運輸的列車實際運行過程中一般需要承擔5000噸以上的重量，長距離的運輸又需要有強有力的能源支撐，因此軸重和牽引器作為主要的承擔結構，必須在普通機車的結構上進一步增大，才能有效滿足重載運輸的功能，但是增加軸重和牽引器的體積時并不能盲目為提高機車的承載量隨之增加，鐵軌的承重、使用都是有限的，增加承重、牽引器的質量時必須結合運行路線鐵軌的性質合理調整。新一代的重載貨運電力機車就針對相關問題采取了較有效的措施進行了合理修改，新一代重載貨運電力機車的軸重以新型的減壓鐵為基礎材料，重量調整為27噸，保證原有機車承載貨物重量的同時也相應提高了對鐵軌線路的適應性。轉向架是機車運行時主要的扭轉牽引力的機械，其在承擔一部分牽引功能的同時也相對提高了機車行駛中的靈活性。雖然重載貨運電力機車是在提前鋪置、規劃的鐵軌上行駛的，但是長距離的運輸路途仍存在不少的轉彎、上下坡，任何環節的小失誤對于承重較大的重載貨運電力機車都是致命的安全隱患，較大承載能力的轉向架有效將安全事故發生的可能性降到了最低。新一代重載貨運電力機車的轉向架也在原有基礎上進行了有效的改進，大扭轉的異步牽引電機、高黏著轉向架提供機車了高達910KN的牽引力，也最大程度保障了機車行駛過程中的安全性、可靠性。重載貨運電力機車體、端兩側的拉伸、壓縮負荷大、緩沖器靜態抗阻力大的特點也是出于保證重載運輸的功能，較低的始發速度既是為保證機車安全上軌、重載運輸、減輕對機車其他結構的破壞，同時也便于在后續運輸過程中安全提速、避免不必要事故的發生。

1.2 轉向架設計特點

本研究從重載貨運電力機車的特點入手，詳細分析了我國在重載貨運電力機車研究上取得重要進展，取得的成果固然是可喜的，但是我們也必須清楚地認識其中一些關鍵技術中存在的不足。轉向架作為負責重載能力機車的牽引力和靈活性的主要設備，其設計的合理性有著極為重要的實際意義。早期我國重載貨運電力機車中應用的自主設計的轉向架，主要有三種型號，構造速度差強人意，但結構復雜、笨重，運行性能不穩定。后來經過一系列的改進后，研發出了速度更快、軸盤式基礎制動的無搖枕轉向架，但是在滿足機車長距離運輸重量貨物的功能仍存在一定的不足。隨著技術觀念的更新和新一代重載貨運電力機車的研發，現有的轉向架設計獲得了更大的突破，相關的驅動裝置、懸掛裝置功能性也有了較大提高。軸重重量的合理增加在保證機車性能的同時相對降低了機車的重心，為貨物運輸的安全性提供了更有力的保障。車輪、車軸材質的全新改變提高了機車的耐疲勞性，更適合重載、長途機車的整體結構，多齒輪聯合的工作結構更適合抵抗重載貨運電力機車運行過程中產生的強沖擊。

1.3 牽引電傳動系統設計特點

牽引電傳動系統可以說是重載貨運電力機車技術的核心，其運行的是否正常直接決定了機車能否啟動，本研究結合具體的文獻和新一代重載貨運電力機車的牽引電傳動系統的機構對其設計特點進行了詳細總結。牽引電傳動系統主要是由牽引電機、變流器兩大部分構成，變流器是牽引電機工作的基礎設備，新一代重載貨運電力機車借助先進的計算機技術對整體的牽引控制系統進行了全新的改進，更新變流器的功率器件，科學調整、匹配了牽引電機的各項參數，提高了控制的精確性。新一代重載貨運電力機車的牽引電機也就其中的發動機、發電機、輔助電機分別進行了創新、改進，簡化的設計保證了更高的工作效率。

2 重載貨運電力機車新技術應用

2.1 防霧閃設計應用

防霧閃是近些年隨著環境惡劣程度增加新提出的一種設計理念，霧閃是指在霧、露、霾等惡劣天氣中，機車表面的顆粒物、涂料會發生變化、形成物理膠膜，潮濕的外環境使其發生閃絡，從而對整個電力系統造成較惡劣的破壞，也可以稱為污閃。重載貨運電力機車在長距離運輸過程中長期暴露于室外，類似事故發生的可能性更高，相關的工作人員參考這種霧霾天發生的電閃事故的機理，借助車頂高壓防護罩、頂蓋涂絕緣涂料或機械間網側柜、絕緣頂蓋兩種防霧閃設計技術有力避免了類似事故發生的可能性。

2.2 簡統化設計應用

簡統化設計并不是指重載貨運電力機車某一部位具體的結構設計，而是一種整體的設計思路，即將現有的結構原件簡單化、統一化，減輕工作人員的操作負擔和駕駛重載貨運電力機車的困難程度【1】，這樣不僅有利于各種突發事故的應變，也為相關專業人才的培養工作提供了一定的便捷。這種設計理念在重載貨運電力機車設備的研發中實現了較廣泛的應用，目前已有6個方面共67個設計點進行了簡統化創新。

2.3 新一代以太網控制系統應用

采用新一代以太網控制系統既是適應時代和技術發展的轉變，更是為重載貨運電力機車的控制工作的進一步改進提供扎實的基礎。以太網是局域網中適用程度最廣泛的一種，相比之前機車上使用的WTB總線信息系統有較明顯的優越，單模光纖模式、總線型的拓撲結構切實提高了數據傳輸量和速度，有效解決了之前數據更新慢、分時傳輸的問題，提高機車系統的實際性能[2]。

結語：

我國國土面積遼闊一直令我們引以為豪，但是其無形中也為我國的經濟貿易運輸工作增添了不少困難。上世紀八十年代，重量貨物的長距離運輸艱難嚴重制約了我國經濟發展工作的推進，相應的工作人員端正認識后重點開展了重載貨運電力機車的研究和改革工作，取得了較為可喜的成果。本研究結合我國重載貨運電力機車的發展現狀對其運行過程中的關鍵技術進行了詳細分析，新一代的重載貨運電力機車有效改進了之前存在的不足，新技術的應用為我國的重載貨運提供了有力保障。

參考文獻

[1]錢立新，世界重載鐵路運輸技術的最新進展，[J].中國鐵路，2007；49-53.

[2]李華祥，趙明遠，呂世勇，重載貨運電力機車關鍵技術研究及應用，[J].中車大同電力機車，2010（03）：70-73.endprint