HXN5型內燃機車長大上坡道起車操縱方法的探討

李祥奎 上海鐵路局合肥機務段

HXN5型內燃機車長大上坡道起車操縱方法的探討

李祥奎 上海鐵路局合肥機務段

皖贛線霞西至績溪縣間補機交路取消之后，使用HXN5型內燃機車單機牽引，該區段坡道大而長、曲線半徑小而多，給機車乘務員操縱帶來一定的考驗。從線路狀況、機車性能和操縱要點等方面，對HXN5型內燃機車在長大上坡道區段的操縱方法進行了研究探討，可以給實際運用帶來一定的參考和借鑒意義。

HXN5；內燃機車；上坡道；操縱方法

合肥機務段使用DF4B貨運機車擔當蕪湖東至績溪縣間貨車交路，單機牽引定數2 300 t，其中霞西至績溪縣間使用DF4B補機，牽引定數為3 500 t。根據總公司要求，2014年10月取消補機交路，更換為HXN5型內燃機車牽引，牽引定數維持3 500 t不變。雖然HXN5機車功率大，但是在長大上坡道、曲線半徑小的區段停車后起動列車有一定的難度，如果起動不成功，請求救援將對運輸造成干擾。通過研究線路特點、機車性能，結合機車牽引試驗，對機車操縱方法進行研究優化，可以提高機車乘務員在長大上坡道的起車操縱水平，可以減少或避免坡停、運緩現象的發生。

1 皖贛線線路概況

蕪湖東至績溪縣全長198 km，其中宣城至績溪縣為單線半自動閉塞，該區段坡道大而長，曲線半徑小而多，霞西至績溪縣間原為補機區段，府祝-甲路、黃土坑-際坑口為坡道曲線困難的區段。

府祝站下行為關鍵站，站中心位于2.0‰上坡道。府祝-甲路下行區間為連續長大上坡道且為曲線，0.2‰-2‰上坡道2 135 m，4‰-7‰上坡道1 850 m，7.5‰-8.9‰上坡道3 725 m，9‰-10.2‰上坡道2 600 m，共10 310 m。上坡道的小曲線半徑多而且長，曲線半徑400 m線路2 492 m，曲線半徑450 m線路700 m，曲線半徑500 m線路2 385 m，曲線半徑660 m線路556 m，共6 133 m。

黃土坑站下行為關鍵站，站中心位于2.5‰上坡道。黃土坑-際坑口下行區間為連續長大上坡道且為曲線，5.2‰-7.4‰上坡道1 230 m，8.4‰-9‰上坡道2 620 m，9.2‰-10.4‰上坡道2810m，共6660m。上坡道的小曲線半徑多而且長，曲線半徑400m線路1134m，曲線半徑450m線路490m，曲線半徑500m線路215m，曲線半徑800m線路302m，共2141m。

相關坡道曲線簡圖如圖1、圖2所示：

圖1 府祝-甲路間坡道、曲線簡圖

圖2 黃土坑-際坑口間坡道、曲線簡圖

2 HXN5內燃機車基本性能

2.1 相關技術參數

（1）柴油機功率4 660 kW

（2）額定功率（牽引發電機輸入功率）4 400 kW

（3）輪周功率 4 003 kW

（4）交流電傳動方式

（5）起動牽引力620 kN

（6）持續牽引力565 kN

（7）最高速度120 km/h

（8）持續速度25 km/h

（9）恒功率速度范圍22.3 km/h～120 km/h

（10）軸重25t±3%

（11）牽引電機功率693 kW

（12）牽引電機持續電流647 A

（13）最大起動電流(基波有效值)851 A

2.2 機車牽引特性

HXN5型機車主控制手柄有8個檔位。圖3是HXN5型機車在兩個不同環境溫度/海拔高度條件下（23℃/2 500 m、40℃/700 m）、正常工況下、最高手把位、6根動軸發揮牽引力時的設計牽引特性曲線。

圖3 HXN5型內燃機車牽引特性曲線

2.3 各檔位轉速和功率對照表（見表1）

表1 各檔位轉速和功率對照表

2.4 坡道上起動所需要的牽引力

以經驗公式F=G×（i+3.5）/100進行計算，相應坡道、牽引重量需要的牽引力見表2。

表2 相應坡道、牽引重量需要的牽引力見

2.5 制動機性能

采用CCBⅡ電空制動系統，有自動制動手柄和單獨制動手柄。客運模式允許均衡風缸部分再充風，均衡風缸的壓力由自動制動手柄的位置控制，即階段緩解功能。貨運模式則只有自動制動手柄在運轉位時才可對均衡風缸充風，即一次緩解功能。

2.6 粘著性能

受線路條件制約，HXN5機車的軸重由原型機AC6000機車的32 t調整為25 t，所以軸重限制了牽引力的發揮，機車持續牽引力與原型機相比，也減少了約24%。實際運用中普遍反應，在雨雪等不良天氣條件下，HXN5機車很容易產生空轉，特別是在上坡道和曲線區段。

3 上坡道停車起車的操縱方法

3.1 上坡道停車時的操縱

遇特殊情況需要在上坡道停車時，應遵循以下原則：（1）停車地點應盡量選擇在相對平直的線路，并盡量避開通訊盲區。

（2）使用常用減壓方式停車。

（3）停車前，適量撒砂，并使用單閥適當增加機車制動力，使列車車鉤在壓縮狀態下停車，停車后應立即將列車管追加到100 kPa。

停車要點：選擇地點、適當撒砂、單推小閘、注意防溜。

3.2 上坡道起車前的準備

上坡道起車前，應根據天氣、線路坡道、曲線、列車編組、機車狀況等因素綜合考慮，做好思想準備，切忌慌亂，忙中出錯，造成起車失敗。應做到：

（1）起車前，要建立較高的總風缸風壓（900 kPa以上），確保緩解后向列車管快速充風。

（2）將換向手柄置前位，確認各輔助機組起動正常。

（3）將智能顯示終端畫面調至牽引數據畫面，以便觀察各牽引電機功率、牽引力的發揮情況。

（4）提前做好預想，根據減壓量的大小，判斷全列車緩解所需要的時間（根據經驗可按每秒鐘緩解5輛計算），確定給定調速手柄的時機。

起車準備要點：建立風壓、確認正常、調整界面、切忌慌張。

3.3 上坡道起車的操縱

（1）起車時先緩解機車制動，將機車牽引力提高至60kN～90kN左右，將機車與車輛的車鉤拉開。

（2）然后再緩解列車制動，在緩解列車制動的同時，逐步提高手柄位置，將牽引力給至列車起動所需要的牽引力（約440 kN-460 kN），利用后部車輛制動逐步緩解的瞬間起動列車。（按每秒鐘緩解5輛計算，確定給定調速手柄的時機。）

（3）通過地面仔細觀察機車移動的距離，動車后應提高機車牽引力，并根據實際情況進行“點式”撒砂，防止機車空轉造成起車失敗。

起車要點：緩機車、提手柄、緩大閘、快加載、動車后、防空轉。

4 操縱失誤的常見原因

（1）停車前沒有為起車做好準備，致使全列車車鉤在伸張狀態。

（2）起車前未建立較高的總風缸風壓，致使列車緩解時間過長。

（3）緩解時機與提調速手柄時機不當，提手柄太晚，造成列車后溜。

（4）坡道起車時，牽引手柄在牽引位停留時間不足，在機車未發揮最大功率時退回牽引手柄。

（5）因HXN5型機車具有軸重轉移控制功能，機車在小幅空轉后，機車將會根據列車運行速度、牽引力自動尋找粘著點逐步增加牽引力，如果乘務員操之過急，盲目降低牽引力，會使空轉進一步加劇。

5 上坡道起車操縱需要注意的幾個事項

（1）機車出庫前，乘務員要認真確認撒砂、空壓機性能良好，開車前根據列車編組做好預想，運行中根據制動機貫通試驗掌握列車制動性能。

（2）加強車機聯控，掌握前方區間的列車運行情況，確保本列車有足夠的闖坡距離，防止因等信號影響闖坡速度。

（3）加強瞭望和鳴笛，避免在長大上坡道發生路外傷亡。積極正確處理運行途中的機車故障，避免不必要的停車。

（4）坡道起車時，司機必須正確判斷后部車輛的緩解狀態和緩解時間，掌握好提手柄時機，避免因操縱不當而造成空轉、斷鉤、列車分離。

如起動失敗放棄起車時，應先采取制動措施，同時迅速退回牽引手柄，防止打傷鋼軌和列車溜逸。

再次起車時不宜超過兩次，緩解和制動的時間間隔要充足，防止因反復緩解制動，造成車輛副風缸充風不足，制動失效。

（5）起車時如果撒砂不當，大量而頻繁地撒砂會直接影響軌道信號地傳遞，并且會增加后部車輛的運行阻力，特別是比較潮濕的砂子，容易粘附于軌面，其副作用更為顯著，所以要正確撒砂，盡量采用預防性撒砂、“點式”撒砂。

（6）上坡道起動時產生的空轉，會造成LKJ距離誤差，在空轉消除后或者進站前，應根據地面公里標或者信號機位置，確認LKJ距離誤差大小，并及時進行校正。

（7）根據天氣或機車性能的具體情況，司機提前向列車調度員說明情況，調度員在困難區段組織雙機牽引或在具備爬坡條件后再放行，可以避免坡停和救援現象的發生。

6 結束語

重點熟悉并掌握線路的特點和機車的性能，在日常運用中注重總結經驗，掌握長大上坡道的操縱方法和技巧，及時做好機車乘務員的學習培訓，可以提高乘務員的操縱水平，減少或避免坡停、運緩現象的發生。

[1]郝金偉.HXN5型大功率交流傳動內燃機車.機車電傳動.2009年。

[2]北京鐵路局.HXN5型內燃機車乘務員手冊.中國鐵道出版社.2011年.

責任編輯：宋飛 張萼輝

來稿時間：2015-5-19