和諧系列貨運電力機車牽引質量研究

摘 要：隨著國內鐵路機車設備的逐步改進和創新，特別是成功地引進以及制造了“和諧”系列機車，這種機車使用了新型號的大功率交流傳動電力。牽引特性得到了顯著的改進，明顯低提升了機車的功率、計算速度以及計算牽引力，然而受到了粘著力的一定影響，實際牽引質量比理論計算值要低。所以，筆者密切結合新型大功率交流傳動電力機車所具備的牽引特性和當前適用的《列車牽引計算規程》（TB/T 1407—1998）的要求，分析了和諧系列大功率貨運電力機車所具備的牽引質量，且以此為提出了《列車牽引計算規程》的修編建議。希望筆者的研究能夠更好地服務于和諧系列貨運電力機車牽引質量的研究以及提升。

關鍵詞：電力機車；牽引質量；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.132

在鐵路關鍵技術中，牽引質量指標非常重要，到發線有效長度、牽引質量、限制坡度以及機車類型等諸多指標都會產生較大影響。尤其是相關技術指標都已經確定的情況下，牽引質量會在較大程度上影響單線鐵路的車站分布以及選線，而且關系到線路走向方案。

1 和諧系列電力機車簡介

和諧型號的多種貨運電力機車是我國從國外引進，并且充分消化吸收的領先技術，這種已經實現了國產化的交流傳動貨運機車分成兩代大功率機車：首先是和諧一型、和諧二型以及和諧三型，一、二、三型分別是八軸、八軸以及六軸每軸達到了1 200千瓦，其次是和諧1B、和諧2B、和諧3B的型號，均為六軸，每軸都是1 600千瓦，這兩代機車的功率比較大。設計的最高時速均為120 km/h。關鍵的技術參數從略。

2 電力機車粘著牽引力計算與分析

按照眼下使用的《列車牽引計算規程》（即通常所說的《牽規》），我國電力機車包括6K型電力機車、8G型電力機車以及國產不同類型的電力機車，也規定了三種相應的計算公式。按照對應的計算公式能夠求出不同型號電力機車自身的計算粘著系數μj。考慮到當前尚未規定和諧型號的系列電力機車的有關計算粘著系數公式，眼下應該采取《牽規》中“國產不同類型電力機車”的運算公式。

2.1 粘著牽引力計算

按照電力機車的相關計算粘著系數，應該按照《牽規》中國產電力機車的相關公式進行運算計算、粘著牽引力的相關計算要求和方式，依次求得和諧型號的電力機車的粘著牽引力，以及機車起動情況下的粘著牽引力。

2.2 對比分析計算牽引力以及計算粘著牽引力

在計算中可以注意到，和諧型號的電力機車在計算速度時，計算牽引力超過了粘著牽引力，HXD3B型電力機車的最大差值是113.8kN；在計算速度時，計算牽引力以及粘著牽引力的比率K1是0.769～0.956，HXD3B型電力機車的比率是最低的（0.769）。在起動時起動牽引力大于粘著牽引力，HXD2B型電力機車的最大差值為54.3kN；起動時的粘著牽引力以及起動牽引力二者的比例K2是0.907～0.929，HXD2B型電力機車的最小比率是0.907。

3 計算和諧系列貨運電力機車的牽引質量

3.1 牽引質量計算

從上文分析能夠看出來，繼續運用現行的《牽規》的相關規定，采取與粘著系數相關的相應計算公式，能夠獲得和諧型號的系列貨運電力機車在計算速度時的計算牽引力大于粘著牽引力。比如，按照電力機車本身所具有的計算牽引力（所謂的持續牽引力），能夠求出列車的牽引質量，但是在這種情況下獲得的牽引質量會發生“虛高”的現象。因此要最大限度地關注和諧型號的諸多貨運電力機車本身粘著力所受到的多種制約，采取計算速度時與之對應的計算粘著牽引力，然后求出對應的牽引質量。

（1）計算機車單位基本阻力。在具體地運算和諧型號的貨運電力機車在運行過程中的單位基本阻力時，必須按照《牽規》的相關公式，求得機車在計算速度過程中的單位基本阻力。

（2）計算貨車運行單位基本阻力。在深入地分析貨物列車具體的運營編組狀況后，具體的貨物列車列編組情況如下所示：空車以及重車分別按照20%以及80%進行混編，而且重車中采取了滾動軸承的貨車比例達到了80%、采取了滑動軸承的貨車比例達到了20%。在這種情況下，根據《牽規》中貨車在運行過程中計算單位基本阻力的公式，可以計算出相應的機車計算速度時的貨車運行單位基本阻力。

（3）牽引質量計算。根據《牽規》中的相關規定，各種型號的和諧貨運電力機車在運算速度情況下的計算粘著牽引力、機車自身的單位基本阻力以及前文論述的相關混編車列在運行過程中的單位基本阻力，根據《牽規》中相應的牽引質量計算公式，將各種型號的和諧貨運電力機車在各種限制坡道上鎖體現出來的牽引質量計算出來。

3.2 具體分析和諧系列貨運電力機車的牽引質量

通過對比能夠注意到，按照《牽規》中國產各型電力機車同樣的計算公式來求出和諧型號的貨運電力機車自身的粘著系數，根據計算牽引力所獲得的牽引質量超過了根據粘著牽引力所獲得的牽引質量。

（1）根據計算牽引力以及計算粘著牽引力，依次算出相應的牽引質量之間的差值。

（2）根據計算牽引力以及計算粘著牽引力，依次算出相應的牽引質量之間的比值。

從上文分析能夠看出，和國內之前經常使用的交流——直流型號的傳動電力機車比較，和諧型號的電力機車顯著地提升了牽引特性，而且明顯地提高了最高運行速度、牽引功率以及計算速度，相同軸式，然而機車計算牽引力以及計算起動牽引力的提升程度分別大于16.9%、17.0%或者更具優勢。

4 結語

從上文研究能夠看出，能夠顯著地提升和諧系列電力機車自身的牽引特性；襲用《牽規》中粘著系數的計算公式，就和諧型號的系列貨運電力機車來看，在計算速度時機車的計算牽引力大于粘著牽引力；按照計算牽引力得到的牽引質量大于粘著牽引力得到的牽引質量，此外如果電力機車的型號不同，那么差值也不相同，對相同星輝的電力機車而言，差值隨著限值坡度的逐步提升而減小；筆者認為，本文的研究對未來修編《牽規》以及合理地確定和諧系列電力機車的牽引質量有較強的參考價值。

參考文獻：

[1]TB/T1407-1998列車牽引計算規程[S].TB/T1407-1998.TrainTractionCalculationProcedures.

[2]春房.鐵路建設項目標準化管理[M].北京：中國鐵道出版社，2013：87-89.

作者簡介：崔明珠（1982-），男，山西大同人，本科，工程師。endprint