兩萬噸重載組合列車機車重聯渡板變形分析及優化措施

陶學亮

摘? ?要：針對朔黃鐵路兩萬噸重載組合列車機車渡板頻繁發生變形情況進行分析。經過長期的數據積累和列車運行情況系統的分析研究，確定了兩萬噸重載組合列車從控機車重聯渡板變形的分析判斷方法，并對重載組合列車機車渡板變形造成原因分析、判斷提供理論依據，提出優化方案，減緩機車重聯渡板變形辦法，保證兩萬噸重載組合列車運輸安全。

關鍵詞：兩萬噸重載組合列車? 機車渡板變形? 優化操縱

中圖分類號：U264? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（a）-0106-02

朔黃鐵路兩萬噸重載列車載重大、編組長，朔黃線曲線半徑小，列車運行的平穩情況直接反映在渡板狀態上，發生渡板變形直接影響朔黃線的運輸、安全生產。

自2016年3月9日開行以來至2016年12月31日發生21起重聯機車重聯渡板變形，大多數情況下可以準確檢查判斷發生變形的位置，但是，無法準確判斷造成機車重聯渡板變形的具體原因，所以只能有針對性地進行處理，但是從根本上未解決安全隱患，如果不能準確判斷機車渡板變形源，就無法保證能夠徹底清除機車渡板變形隱患，研究兩萬噸重載列車渡板變形判斷辦法及發生原因已迫在眉睫。

1? 兩萬噸重載組合列車機車渡板變形原因分析

1.1 列車編組情況

兩萬噸列車編組情況：神華號八軸交流機車+108輛C80重車+神華號八軸交流機車+108輛C80重車+可控列尾，實現牽引總重為 21600t、載重17280t，換長237.6m，列車長度2613.6m。

1.2 重聯渡板變形統計

自2016年3月9日開行以來至12月31日發生的21起，重聯機車重聯渡板變形，經檢修部門檢查確認，變形的機車渡板中間層（活動渡板）變形向上拱起，并將上層蓋板頂起上翹（見圖1），其端面有壓痕彎曲現象，活動渡板其下部與固定托架有摩擦碰撞痕跡（見圖2）。檢查機車緩沖器良好，走行部正常。

1.3 兩萬噸重載組合列車機車渡板變形原因分析

兩萬噸列車自3月9日開行以來，從控機車重聯渡板變形，更換、校正處理21件，分析主要原因為機車在長大下坡道再生工況下運行，從控機車操縱節渡板高處非操縱節20～30mm，渡板的最大伸縮量（190mm）大于膠泥緩沖器最大行程（83mm）。列車緩解后產生的較大縱向力瞬間沖擊、作用在活動板上，由于兩塊渡板的高度差，導致從控機車操縱節活動板除受到縱向力外，還受到一個向上的力，限制了渡板的活動能力，導致渡板變形。解體渡板，全部為中間活動板變形，矯正后試驗渡板伸縮靈活，排除配件質量問題，因此判斷渡板變形原因為機車受到瞬時巨大沖擊導致。

1.3.1 小曲線半徑、連續長達下坡道引起瞬間沖擊

（1）《朔黃1+1編組牽引216輛C80貨車2萬噸試驗報告》運行試驗數據顯示正常運行車鉤的安全評定值為1000kN。長大下坡道區段共使用空電聯合制動17次，全程車鉤壓力最大1572kN（走停走），車鉤拉力最大1284kN;試驗數據已經超出安全值;起伏坡道區段共使用空電聯合制動1次，車鉤壓力最大1185kN，車鉤拉力最大900kN;試驗數據已經超出安全值，對列車車鉤的沖擊大直接反映在渡板上。

（2）追加后車鉤受力情況，運行中分別采取了追加10kPa、20kPa、30kPa、40kPa減壓量對車鉤受力情況進行測試，追加量越大緩解時車鉤壓力越大，主要集中在108～109位恰恰是機車所在位置;在不同的曲線半徑上改變再生力對車鉤力影響不大，關鍵是線路縱斷面和追加減壓造成的車鉤力變化較大造成沖動大。

（3）周期制動充風最短222s，能夠滿足充風要求，但是列車在長大下坡道區段追加加壓后繼續運行不能滿足充風要求，列車制動力不統一，再制動時又會造成沖動過大。

1.3.2 緩解后制動力強引起瞬間大沖動

兩萬噸重載組合列車發生機車渡板變形，通過主控、從控機車LKJ文件分析，減壓量基本一致，但是速度曲線較未發生變形的列車降速較快，帶閘距離短，說明制動力較強，制動力強的原因又分為兩種，一種是列車制動力強，一種是充風時間長或為人為操縱原因減壓量大造成列車制動力強緩解后沖擊大。

（1）朔黃鐵路管內兩萬噸編組為C80+C80、C80+C80B和C80B+C80B編組，根據公司運輸組織安排，結合兩萬噸重載列車試驗數據和非正常行車辦法，并經過一段時間的驗證通過列車編組情況分析，擔當C80+C80B和C80B+C80B編組的兩萬噸列車時，充風時間超160s時列車制動力較強，會造成列車沖動大，存在渡板變形隱患。

（2）結合LKJ文件和機車BCU數據分析，發現由于機車制動機的工藝問題，每臺機車的減壓量也存在一定的差異，雖然只有幾千帕的減壓量誤差，但機車的減壓量大勢必造成整列車的制動力強，人員操作制動機減壓量大也造成制動力強，說明兩萬噸重載組合列車機車渡板變形的另一個原因是由于機車本身減壓量大造成列車制動力強造成列車沖動大渡板變形。

2? 優化措施

結合朔黃1+1編組牽引216輛C80貨車2萬噸試驗報告根據列車緩解時所處的線路縱斷面，摸索制定緩解時最佳再生力值、緩解后特定時間下再生力調整方法，達到將列車壓鉤力、拉鉤力都限制至最小范圍內，減小列車縱向沖動。

2.1 優化調整列車制動初速度、緩解地點

對列車沖動大的地點操縱情況進行重新梳理，調整列車制動初速度，優化列車緩解地點，做到列車在最佳地點進行緩解，充分利用線路自然條件降低列車縱向力。減少在連續長大下坡道緩解;避免制動力弱控速困難造成追加減壓。

2.2 優化列車同步控制程序

根據兩萬噸列車試驗數據，分析、制定在長大下坡道循環制動條件下再生力控制的“同步操縱、異步控制”方案可行性，使列車在緩解時兩個力的釋放做到平穩，緩解后20s列車的拉鉤力釋放，機車再生力保持或相對較大的再生力，緩解后50s壓鉤力的釋放，機車進行適當降低再生力減小釋放壓鉤力的沖擊，進行試驗驗證，充分發揮設備保安作用。

2.3 逐步探索重載列車機車受力記錄功能的應用

利用現有測力貼片技術，研制出機車受力監測設備，監測機車走行部重點受力部件，收集運行中機車受力數據，更加精確地記錄列車運行中機車的受力情況，結合LKJ曲線分析產生沖動大的地點，為分析操縱、完善操縱辦法提高數據支持。目前已在7080號機車裝車試驗。

3? 結語

綜上所述，通過不斷優化兩萬噸列車操縱方案結合線路情況，總結出一套切實有效的精細化操縱辦法，采取優化后的精細化操縱措施后，2017年渡板變形件數較以往大幅減少，優化效果明顯，保證了兩萬噸重載組合列車的安全，提高了運輸效率。

參考文獻

[1] 鐵路機車操縱規程[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[2] 朔黃1+1編組牽引216輛C80貨車2萬噸試驗報告[Z]2016.

[3] 神華重載運輸大功率交流傳動電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2015.