大功率重載電力機車的設(shè)計及技術(shù)發(fā)展

劉威（中車大連機車車輛有限公司，遼寧大連116000）

?

大功率重載電力機車的設(shè)計及技術(shù)發(fā)展

劉威
（中車大連機車車輛有限公司，遼寧大連116000）

摘要：隨著重載鐵路運輸量的不斷增加，傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方式將不再適用，必須借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，制定成套的維修規(guī)則，在維修方式上要改變過去的計劃維修模式，采取檢測、養(yǎng)護(hù)、維修、治理動態(tài)結(jié)合的方法，推行狀態(tài)檢修、天窗檢修、集中修等不同的方式。

關(guān)鍵詞：大功率；電力機車；技術(shù)特點；發(fā)展歷程

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國大功率重載電力機車技術(shù)已經(jīng)走在了世界的前列，目前每列重載列車牽引質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到1萬～2萬t，遠(yuǎn)超國際重載運輸協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)。所謂牽引質(zhì)量，指的是機車牽引貨物列車的總噸數(shù)，也稱牽引噸數(shù)、列車重量。所謂軸重，軸重是指一個鐵路車輛輪對承受的機車或車輛重量。軸重反映了軌道承受的靜荷載強度。鐵路的軸重越大，每輛車裝載的貨物就越多，每列車?yán)呢浳锞驮蕉?。?dāng)然軸重也不能無限大，必須經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)計算和多方面的比較，因為軸重越大，對鐵軌施加的壓力就越大，鋼軌損壞的周期就越短，鐵路維修費用就越高。大功率重載電力機車的設(shè)計及技術(shù)發(fā)展設(shè)計與技術(shù)將如何發(fā)展，是值得人們思考的問題。天窗修是利用每天線路行車的空閑時間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，天窗指的是在鐵路運行圖上留出的行車之間的間隔時間，每天定點定時。所謂有規(guī)矩才能成方圓，有了先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)維檢修機械，還要配套先進(jìn)的管理制度，讓軟硬件相結(jié)合，才能將工作做到實處。

1 大功率電力機車的技術(shù)特點

機車采用交直交電傳動主電路形式，可靠性高，易于維護(hù)。車體采用中央梁承載方式，便于模塊化生產(chǎn)。據(jù)了解，一臺大功率和諧型電力機車的試運行成功，將使得當(dāng)?shù)剡\用車間直乘的貨運機型發(fā)生了歷史性的變革，也由此從經(jīng)歷蒸汽機時代到內(nèi)燃機車時代，再到環(huán)保節(jié)能的電力和諧機車時代的華麗轉(zhuǎn)變。

“火車跑得快，全靠車輪帶”。在鐵路運輸中，機車車輪起著傳遞牽引動力和主制動力作用，是影響鐵路機車安全可靠性的關(guān)鍵部件，其制造技術(shù)難度與高速車輪相當(dāng)。上世紀(jì)，我國鐵路機車全部采用組合車輪。隨著鐵路客運提速、貨運重載發(fā)展，組合車輪正被整體車輪替代。

2 目前我國電力機車的運行現(xiàn)狀

重載列車運行試驗取得圓滿成功，實現(xiàn)了我國鐵路重載列車牽引重量從2萬～3萬t的跨躍。這是我國鐵路重載技術(shù)創(chuàng)新的重大突破，是我國鐵路重載運輸發(fā)展的新的里程碑。這次試驗的成功實施，不僅對提高鐵路運輸能力、滿足日益增長的鐵路運輸需求具有重要的現(xiàn)實意義，而且推動了我國鐵路重載技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

重載試驗是模擬磁浮運營時載客的情況，以沙袋的重量代替乘客的重量，監(jiān)測重載工況下磁浮列車的運行情況。據(jù)技術(shù)人員介紹，重載試驗的目的就是要在保證列車運載量達(dá)到極值時，列車仍能浮得起、拉得動、跑得穩(wěn)，還能安全地停下來。目前，在緊急制動工況下，參數(shù)值為時速100km的重載列車必須在297m內(nèi)安全把車停下來。長沙磁浮快線在試驗時制動距離為249m，試驗結(jié)果良好。每天保持24h“在線”不間斷調(diào)試。如果各項調(diào)試情況穩(wěn)定，預(yù)計最快時間內(nèi)就能按圖試跑，之后將投入載客試運營。所謂按圖試跑指的是磁浮列車司乘人員按正式開通流程標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，發(fā)車時間、發(fā)車間隙、行車速度、停站時間等嚴(yán)格按照正式開通運營后運行圖操作，以保證列車準(zhǔn)點率和故障率。

3 未來電力機車的發(fā)展環(huán)境

我國的鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)簡稱TDCS，是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等現(xiàn)代化手段，通過專用數(shù)據(jù)通道，將鐵路調(diào)度中心以及各個車站連接而成的實時可靠安全的指揮網(wǎng)絡(luò)。鐵路總公司的調(diào)度中心是總統(tǒng)領(lǐng)和核心，各大鐵路局的調(diào)度中心是二級系統(tǒng)，同時也是調(diào)度指揮的實施單位，各個車站是TDCS的接收終端，由車站的值班員執(zhí)行調(diào)度中心的各項指令，傳達(dá)給鐵路司機，從而實現(xiàn)安全行車。這種傳統(tǒng)的調(diào)度集中系統(tǒng)存在很多缺點，實際執(zhí)行過程中也不太好用，比如系統(tǒng)的智能化程度不高，調(diào)度中心只管行車不管調(diào)車，使得中心的控制權(quán)與車站的控制權(quán)頻繁交接，降低使用效率，同時可靠性差，無線通信手段也不能滿足越來越繁重的調(diào)度工作要求。因此，這套系統(tǒng)不但沒有給各級運輸部門帶來便利，反而弄出了很多麻煩。

目前我國主要采取分散自律性調(diào)度集中系統(tǒng)，自律分散調(diào)度集中就是基于TDCS系統(tǒng)的現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)和智能化軟件，以列車運行階段計劃控制為中心，兼顧列車作業(yè)的高度自動化，將列車運行階段計劃下傳到各個車站的自律機中自主自動執(zhí)行。分散，指的是設(shè)備分散、功能分散，從而將危險也分散降低。自律，指的是設(shè)置在車站的自律機對不同來源的指令進(jìn)行協(xié)調(diào)，從調(diào)度中心到車站的控制權(quán)不再轉(zhuǎn)換，從而自動實現(xiàn)系統(tǒng)對車站信號聯(lián)鎖裝置的控制。CTC設(shè)備主要由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和調(diào)度中心與車站、車站與車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，主要功能包括列車運行監(jiān)督、車次號自動跟蹤、到發(fā)站點自動采集、自動描繪實際列車運行圖、自動調(diào)整階段行車計劃、通過網(wǎng)絡(luò)下達(dá)調(diào)度命令。

4 結(jié)語

重載運輸早已被世界公認(rèn)為貨運發(fā)展方向，近50年來，世界重載鐵路運輸技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動了重載列車試驗牽引重量的世界紀(jì)錄不斷被刷新：1967年10月，美國開行了500輛煤車編組的重載列車，列車全長6 500m，總重達(dá)44 066t。1989年8月，南非開行了660輛貨車編組的重載列車，列車全長7 200m，總重達(dá)71 600t。2001年6月，澳大利亞開行了682輛貨車編組的重載列車，列車全長7 353m，總重達(dá)99 734t。看著這一組組令人瞠目結(jié)舌的數(shù)據(jù)，中國的3萬t與之相比，顯示出中國重載運輸與世界重載強國之間差距之大。那么，中國鐵路重載運輸牽引重量什么時候突破追趕上他們的步伐，什么時候能成為重載強國。新生代“超級大力士”的誕生給了我們美好的期待，相信有了它的牽引，中國重載列車牽引重量能夠有所突破，中國成為真正的重載強國指日可待。

參考文獻(xiàn)：

［1］張紅霞，李立山，楊俊杰.HX_D2B型大功率交流傳動六軸電力機車車體強度分析［J］.電力機車與城軌車輛，2011，（03）：192.

［2］張四枚.我國鐵路第一代雙層集裝箱專用車的研制［C］//“粵京港滬”四鐵道學(xué)會第九屆學(xué)會年會論文集.2005.

［3］史存林.秦沈客運專線路基工程技術(shù)特點［C］//鐵道科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展——鐵道科學(xué)研究院五十五周年論文集.2005.

［4］周靜恒，喻軍.200km/h軟橫跨接觸懸掛施工技術(shù)探討［C］//中國電氣化鐵路兩萬公里學(xué)術(shù)會議論文集.2005.

［5］喻軍，周靜恒，王繼德.接觸網(wǎng)新形式施工組織模式探索［C］//中國電氣化鐵路兩萬公里學(xué)術(shù)會議論文集.2005.

［6］趙克元，孫欽友.LKJ電纜檢測裝置的研制［C］//江蘇省鐵道學(xué)會2009年度獲獎?wù)撐膶］?2009.

［7］王曉波.濟(jì)南鐵路局辦公信息系統(tǒng)的分析與應(yīng)用［C］//鐵道部信息技術(shù)中心成立30周年暨鐵路運輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）工程全面竣工投產(chǎn)TMIS工程建設(shè)論文專輯（二）.2005.

［8］畢鑫，馬衛(wèi)華，羅世輝.重載機車徑向機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)分析[J].鐵道機車車輛，2013，（05）：65.

Design and technology development of high- power heavy haul electric locomotive

LIUWei
(China CNR Co., Ltd., Dalian 116000, China)

Abstract:With the increasing traffic volume of heavy haul railways, the traditional way of maintenance and repair will no longer apply to electric locomotive, we must learn from foreign advanced technology and experience to develop sets of maintenance rules, change the past planned maintenance mode, take a dynamic combination method of testing, maintenance, repair and management, and implement different approaches of condition maintenance, roof maintenance and centralized repair.

Key words:High- power; Electric locomotive; Technical features; Development process

中圖分類號：U264

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674- 8646（2016）09- 0028- 02

收稿日期：2016- 03- 11