關于HXD1型機車重聯(lián)渡板變形的分析

苗樹東

摘 要：通過對機車操縱方式和LOCOTROL互聯(lián)互通原理進行分析，推斷出渡板變形的原因，進一步提出操縱方式和LOCOTROL系統(tǒng)的優(yōu)化措施。

關鍵詞：渡板變形；機車；接口；坡道

中圖分類號：U264 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0066-02

大秦鐵路是我國的重載運煤專線，每天開行大量的HXD1（主控機車）+HXD1（從控機車）或HXD2（主控機車）+ HXD1（從控機車）2萬噸列車。由于HXD1型機車擔當2萬噸從控會受到前堵、后擁的力，所以機車重聯(lián)渡板很容易出現(xiàn)變形，這極大地影響了運輸秩序。

1 機車重聯(lián)渡板變形概況

機車重聯(lián)渡板是8軸重聯(lián)機車A節(jié)到B節(jié)的一個通道，平時用于人們行走。雖然其物理屬性是兩片鋼板，但在大秦線2萬噸重載機車上，它還有更重要的作用，那就是檢驗機車質(zhì)量。重聯(lián)渡板變形證明機車發(fā)生過激烈碰撞，可能導致緩沖器失效、車鉤尾框變形、二系吸收元件裂損等機車故障，所以重聯(lián)渡板的變形情況必須引起相關人員的高度重視。

2014-01—04，機車重聯(lián)渡板共變形53次，其中，1月份7件，2月份11件，3月份16件，4月份19件，重聯(lián)渡板變形次數(shù)呈逐月遞增趨勢。為便于研究重聯(lián)渡板的運動情況，我段在故障頻發(fā)的機車上安裝了攝像頭，通過機車添乘和錄像回放分析，重聯(lián)渡板變形情況主要發(fā)生在從控機車緩解時。正常的機車在緩解時A/B節(jié)橫向位移為50～60 mm，而重聯(lián)渡板變形的機車A/B節(jié)橫向位移可達100 mm以上。

2 渡板變形的原因

2.1 機車操縱不當

為便于研究重聯(lián)渡板的變形問題，我們把原因歸納為機車質(zhì)量和非機車質(zhì)量兩個方面。機車質(zhì)量即機車自身問題，包括鉤緩系統(tǒng)，一、二系圓簧，一、二系油壓減振器，機車稱重和電器等；非機車質(zhì)量指司機（機車乘務員）根據(jù)線路特點、牽引重量、機車性能、車輛制動特點和天氣狀況等諸多因素對列車的整體控制能力。

大秦線開行2萬噸重載列車堪稱世界奇跡，采用“1+1”（一臺機車牽引102個車輛，串聯(lián)另一臺牽引102個車輛的機車）的牽引方式，牽引204輛C80車，整條運輸線路所經(jīng)地區(qū)的隧道多、曲線較多，且彎度大、坡度陡，這對機車的操縱提出了極高的要求。目前，重載牽引采用的是模塊化操縱方式，從湖東站到茶塢站的循環(huán)制動區(qū)間共計10處制動緩解地點。我段的運用部門經(jīng)過大量反復試驗，對每處制動緩解的各個參數(shù)都做了細化，包括制動地點、制動初速度、制動時再生、緩解地點、緩解速度和緩解時再生。模塊化操縱方式是一種在線路暢通的理想狀態(tài)下制定的，如果線路發(fā)生堵塞，模塊化操縱就要進行一定的調(diào)整，如果對緩解地點、緩解速度和緩解時機再生把握不好，機車就容易發(fā)生重聯(lián)渡板變形的情況。

雖然模塊化操縱方式對操縱的各個參數(shù)都做了細化，但細化參數(shù)不是絕對值，有一定的微調(diào)空間，這就造成司機的操縱方式具有個體差異性，有的超前于理想值，有的滯后于理想值。2014-04-09，HXD10113機車擔當2萬噸從控牽引任務，在大同縣到陽原站間重聯(lián)渡板變形，然后在陽原站更換重聯(lián)渡板后繼續(xù)運行，一路狀態(tài)良好。2014-04-03，HXD10089機車擔當2萬噸從控牽引任務在化稍營站到涿鹿站間發(fā)生重聯(lián)渡板變形，

然后在涿鹿站更換重聯(lián)渡板后繼續(xù)運行，一路狀態(tài)良好。2014-01—07，HXD10113和HXD10089分別擔當數(shù)十次2萬噸從控任務，但重聯(lián)渡板變形的記錄只有1次，這充分說明上述機車的質(zhì)量是穩(wěn)定的。排除機車質(zhì)量的因素，我們探究一下司機的操縱方式。

由于大秦線采用雙司機執(zhí)乘，一個司機操縱HXD10113（或者HXD10089）機車時重聯(lián)渡板變形，更換重聯(lián)渡板后由另外一個司機操縱，機車質(zhì)量良好。相同的機車、相同的操縱條件，但由不同的司機操縱，重聯(lián)渡板的狀態(tài)卻存在明顯的差異，可見司機的操縱方式對重聯(lián)渡板變形有著重要的影響。

2.2 主控機車對渡板變形的影響

HXD10110機車在2014-02-14完成第2次二年檢，機車上線運行后連續(xù)發(fā)生5次重聯(lián)渡板變形。前4次更換二系橫向油壓減振器、二系圓簧和車鉤緩沖器系統(tǒng)等走行部關鍵部位，重聯(lián)渡板變形的問題沒有得到有效解決。第5次讓司機按模塊化方式操縱，在主控機車上安排指導司機全程指揮，這次重聯(lián)渡板仍發(fā)生輕微變形。

前5次牽引任務說明：①司機的操縱水平對重聯(lián)渡板變形的影響很大，第5次牽引任務中從控機車車體的橫向位移依然較大，但沒有達到重聯(lián)渡板變形的臨界點；②重聯(lián)渡板變形存在機車質(zhì)量的原因。第6次采用HXD1+HXD1的牽引方式，并繼續(xù)由HXD10110機車擔當從控機車，此次牽引任務中，重聯(lián)渡板狀態(tài)良好。在前5次發(fā)生重聯(lián)渡板變形的地點，機車的橫向位移均在合理的范圍內(nèi)。HXD10110機車第5，6次在160 km處緩解后的重聯(lián)渡板橫向位移圖如圖1和圖2所示。

圖1 第5次HXD10110重聯(lián)渡板狀態(tài) 圖2 第6次HXD10110重聯(lián)渡板狀態(tài)

由圖1和圖2中兩條橫線間的距離可以看出，第5次機車重聯(lián)渡板的橫向位移遠遠小于第6次的。通過對比分析，第5次、第6次的區(qū)別在于將主控機車由HXD2型更換為HXD1型機車。當HXD1型機車擔當主控時，重聯(lián)渡板狀態(tài)相對穩(wěn)定。下表是一組2014-01—04開行2萬噸列車的運行情況。

表1 大秦線2萬噸開行數(shù)量及渡板變形情況

1月/列 2月/列 3月/列 4月/列 合計 渡板變

形次數(shù)

HXD1+HXD1 150 128 170 101 575 1

HXD2+HXD1 1 780 1 420 1 704 1 524 6 402 52

從表中可以看出，4個月累計開行HXD1+HXD1模式2萬噸列車575列，重聯(lián)渡板變形次數(shù)共計1次，變形比例為1.73‰；HXD2+HXD1模式2萬噸列車6 402列，重聯(lián)渡板變形次數(shù)共計52次，變形比例為8.12‰.從對比數(shù)據(jù)中可以看出，相同型號的機車（HXD1+HXD1）在運行時重聯(lián)渡板情況比較穩(wěn)定。造成這種差異的原因在于HXD1和HXD2型機車的生產(chǎn)廠家不同，制動機也不同。

HXD1型和HXD2型機車分別是從德國西門子和法國阿爾斯通進口的兩種不同車型，這兩種車型的制動機存在很大差異，擔當主控時，初制動減壓量不同。

HXD1型大功率電力機車的制動系統(tǒng)是以引進的CCB2制動機為基礎，具備空電聯(lián)合制動和空氣制動防滑控制功能。CCB2制動控制系統(tǒng)的核心是一種符合AAR標準要求的基于微機網(wǎng)絡的適用于干線貨運機車的制動系統(tǒng)。HXD2型機車制動系統(tǒng)是在原SABWABCO微機控制電控制動基礎上，為滿足中國鐵路要求開發(fā)出來的，是一種符合UIC標準的新一代機車制動系統(tǒng)，其中，Eurotrol是制動機系統(tǒng)中的一個關鍵部位。

3 改進措施

優(yōu)化機車操縱方式，制訂平穩(wěn)操縱的辦法。由于大秦線地理情況復雜，自2007年開行“1+1”牽引2萬噸列車以來，不斷探索和優(yōu)化操縱方式。就目前的運行情況來看，操縱方式還有很大的優(yōu)化和改進空間。

對重聯(lián)渡板變形地點進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，變形情況在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間162 km處比較集中。目前，在該處的模塊化操作中要求：在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間158.5～158.7 km，速度為70 km/h時初制動減壓，速度降至68 km/h時將再生力緩慢退至50%（300 kN）；在162～162.2 km速度為55～58 km/h時緩解，45 s后再生力退至30%（200 kN）；167k分相前300 m，速度為45 km/h時減少再生力，全列惰力過分相。由于162～167 km分相有兩段坡度為2‰和3‰的上坡道，最大坡度值為4‰.線路狀況整體良好，可以把緩解速度調(diào)整到60～65 km/h。實踐證明，列車緩解的速度越大，機車越平穩(wěn)，重聯(lián)渡板變形的概率越小。

2萬噸列車可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互聯(lián)互通模式的開通。不同車型的通信接口不同，HXD1為MVB接口，HXD2為RS-422串行接口，由于接口不同，通信格式也有所差別，所以發(fā)送機車的通信格式必須改為通用的信息格式，接收機車的LOCOTROL系統(tǒng)再將通用格式轉(zhuǎn)化為該型機車的特定消息。但互聯(lián)互通的LOCOTROL系統(tǒng)和同型機車的LOCOTROL系統(tǒng)仍有一定區(qū)別，主、從控機車的牽引力和再生力發(fā)揮百分比差別在2%以內(nèi)，反映在操縱動作上通常存在3～4 s的延遲。經(jīng)過機車的互聯(lián)互通實驗，證明上述誤差是在合理范圍內(nèi)的。大秦線每日開行近60對2萬噸列車，重聯(lián)渡板變形的機車只有1列甚至沒有，也就是說重聯(lián)渡板變形的概率是1/60（1.7%），而2%和3～4 s的誤差很可能造成1/60機車的重聯(lián)渡板變形。

完善LOCKTORL互聯(lián)互通技術，實現(xiàn)主、從控機車同步運行。對于2萬噸LOCKTORL互聯(lián)互通技術，我們還應該不斷地摸索和提高，完善HXD2+HXD1同步控制的問題。通過不斷升級軟件，逐漸減小甚至消除LOCKTORL互聯(lián)互通造成的誤差。

4 結(jié)束語

2萬噸重載列車是一個奇跡，但有很多問題需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。由于研究水平有限，重聯(lián)渡板變形問題很可能還有其他原因。在今后工作中，我們?nèi)孕璨粩嗵剿饔绊懼芈?lián)渡板變形的原因，使2萬噸列車的技術日趨成熟。

參考文獻

[1]冀彬，刁曉明，李思昕.大秦線重載列車機車互聯(lián)互通之研究[J].鐵道機車車輛，2010（04）.

[2]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：王霞〕

HXD1型和HXD2型機車分別是從德國西門子和法國阿爾斯通進口的兩種不同車型，這兩種車型的制動機存在很大差異，擔當主控時，初制動減壓量不同。

HXD1型大功率電力機車的制動系統(tǒng)是以引進的CCB2制動機為基礎，具備空電聯(lián)合制動和空氣制動防滑控制功能。CCB2制動控制系統(tǒng)的核心是一種符合AAR標準要求的基于微機網(wǎng)絡的適用于干線貨運機車的制動系統(tǒng)。HXD2型機車制動系統(tǒng)是在原SABWABCO微機控制電控制動基礎上，為滿足中國鐵路要求開發(fā)出來的，是一種符合UIC標準的新一代機車制動系統(tǒng)，其中，Eurotrol是制動機系統(tǒng)中的一個關鍵部位。

3 改進措施

優(yōu)化機車操縱方式，制訂平穩(wěn)操縱的辦法。由于大秦線地理情況復雜，自2007年開行“1+1”牽引2萬噸列車以來，不斷探索和優(yōu)化操縱方式。就目前的運行情況來看，操縱方式還有很大的優(yōu)化和改進空間。

對重聯(lián)渡板變形地點進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，變形情況在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間162 km處比較集中。目前，在該處的模塊化操作中要求：在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間158.5～158.7 km，速度為70 km/h時初制動減壓，速度降至68 km/h時將再生力緩慢退至50%（300 kN）；在162～162.2 km速度為55～58 km/h時緩解，45 s后再生力退至30%（200 kN）；167k分相前300 m，速度為45 km/h時減少再生力，全列惰力過分相。由于162～167 km分相有兩段坡度為2‰和3‰的上坡道，最大坡度值為4‰.線路狀況整體良好，可以把緩解速度調(diào)整到60～65 km/h。實踐證明，列車緩解的速度越大，機車越平穩(wěn)，重聯(lián)渡板變形的概率越小。

2萬噸列車可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互聯(lián)互通模式的開通。不同車型的通信接口不同，HXD1為MVB接口，HXD2為RS-422串行接口，由于接口不同，通信格式也有所差別，所以發(fā)送機車的通信格式必須改為通用的信息格式，接收機車的LOCOTROL系統(tǒng)再將通用格式轉(zhuǎn)化為該型機車的特定消息。但互聯(lián)互通的LOCOTROL系統(tǒng)和同型機車的LOCOTROL系統(tǒng)仍有一定區(qū)別，主、從控機車的牽引力和再生力發(fā)揮百分比差別在2%以內(nèi)，反映在操縱動作上通常存在3～4 s的延遲。經(jīng)過機車的互聯(lián)互通實驗，證明上述誤差是在合理范圍內(nèi)的。大秦線每日開行近60對2萬噸列車，重聯(lián)渡板變形的機車只有1列甚至沒有，也就是說重聯(lián)渡板變形的概率是1/60（1.7%），而2%和3～4 s的誤差很可能造成1/60機車的重聯(lián)渡板變形。

完善LOCKTORL互聯(lián)互通技術，實現(xiàn)主、從控機車同步運行。對于2萬噸LOCKTORL互聯(lián)互通技術，我們還應該不斷地摸索和提高，完善HXD2+HXD1同步控制的問題。通過不斷升級軟件，逐漸減小甚至消除LOCKTORL互聯(lián)互通造成的誤差。

4 結(jié)束語

2萬噸重載列車是一個奇跡，但有很多問題需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。由于研究水平有限，重聯(lián)渡板變形問題很可能還有其他原因。在今后工作中，我們?nèi)孕璨粩嗵剿饔绊懼芈?lián)渡板變形的原因，使2萬噸列車的技術日趨成熟。

參考文獻

[1]冀彬，刁曉明，李思昕.大秦線重載列車機車互聯(lián)互通之研究[J].鐵道機車車輛，2010（04）.

[2]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：王霞〕

HXD1型和HXD2型機車分別是從德國西門子和法國阿爾斯通進口的兩種不同車型，這兩種車型的制動機存在很大差異，擔當主控時，初制動減壓量不同。

HXD1型大功率電力機車的制動系統(tǒng)是以引進的CCB2制動機為基礎，具備空電聯(lián)合制動和空氣制動防滑控制功能。CCB2制動控制系統(tǒng)的核心是一種符合AAR標準要求的基于微機網(wǎng)絡的適用于干線貨運機車的制動系統(tǒng)。HXD2型機車制動系統(tǒng)是在原SABWABCO微機控制電控制動基礎上，為滿足中國鐵路要求開發(fā)出來的，是一種符合UIC標準的新一代機車制動系統(tǒng)，其中，Eurotrol是制動機系統(tǒng)中的一個關鍵部位。

3 改進措施

優(yōu)化機車操縱方式，制訂平穩(wěn)操縱的辦法。由于大秦線地理情況復雜，自2007年開行“1+1”牽引2萬噸列車以來，不斷探索和優(yōu)化操縱方式。就目前的運行情況來看，操縱方式還有很大的優(yōu)化和改進空間。

對重聯(lián)渡板變形地點進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，變形情況在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間162 km處比較集中。目前，在該處的模塊化操作中要求：在大秦線化稍營—涿鹿區(qū)間158.5～158.7 km，速度為70 km/h時初制動減壓，速度降至68 km/h時將再生力緩慢退至50%（300 kN）；在162～162.2 km速度為55～58 km/h時緩解，45 s后再生力退至30%（200 kN）；167k分相前300 m，速度為45 km/h時減少再生力，全列惰力過分相。由于162～167 km分相有兩段坡度為2‰和3‰的上坡道，最大坡度值為4‰.線路狀況整體良好，可以把緩解速度調(diào)整到60～65 km/h。實踐證明，列車緩解的速度越大，機車越平穩(wěn)，重聯(lián)渡板變形的概率越小。

2萬噸列車可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互聯(lián)互通模式的開通。不同車型的通信接口不同，HXD1為MVB接口，HXD2為RS-422串行接口，由于接口不同，通信格式也有所差別，所以發(fā)送機車的通信格式必須改為通用的信息格式，接收機車的LOCOTROL系統(tǒng)再將通用格式轉(zhuǎn)化為該型機車的特定消息。但互聯(lián)互通的LOCOTROL系統(tǒng)和同型機車的LOCOTROL系統(tǒng)仍有一定區(qū)別，主、從控機車的牽引力和再生力發(fā)揮百分比差別在2%以內(nèi)，反映在操縱動作上通常存在3～4 s的延遲。經(jīng)過機車的互聯(lián)互通實驗，證明上述誤差是在合理范圍內(nèi)的。大秦線每日開行近60對2萬噸列車，重聯(lián)渡板變形的機車只有1列甚至沒有，也就是說重聯(lián)渡板變形的概率是1/60（1.7%），而2%和3～4 s的誤差很可能造成1/60機車的重聯(lián)渡板變形。

完善LOCKTORL互聯(lián)互通技術，實現(xiàn)主、從控機車同步運行。對于2萬噸LOCKTORL互聯(lián)互通技術，我們還應該不斷地摸索和提高，完善HXD2+HXD1同步控制的問題。通過不斷升級軟件，逐漸減小甚至消除LOCKTORL互聯(lián)互通造成的誤差。

4 結(jié)束語

2萬噸重載列車是一個奇跡，但有很多問題需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q。由于研究水平有限，重聯(lián)渡板變形問題很可能還有其他原因。在今后工作中，我們?nèi)孕璨粩嗵剿饔绊懼芈?lián)渡板變形的原因，使2萬噸列車的技術日趨成熟。

參考文獻

[1]冀彬，刁曉明，李思昕.大秦線重載列車機車互聯(lián)互通之研究[J].鐵道機車車輛，2010（04）.

[2]張曙光.HXD1型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

〔編輯：王霞〕