HXD1C機(jī)車坡道起動(dòng)困難原因分析及解決措施

張麗麗

摘? 要：機(jī)車在限制坡道上的起動(dòng)能力直接影響區(qū)段牽引定數(shù)。本文通過(guò)牽引計(jì)算及列車緩解過(guò)程的縱向受力分析，定性分析了雙機(jī)HXD1C機(jī)車在12‰坡道上牽引試驗(yàn)起動(dòng)失敗的原因，并提出了坡起時(shí)機(jī)車的操縱方法及注意項(xiàng)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：HXD1C，坡道起車，牽引計(jì)算，操縱方法

0? 引言

昆明機(jī)務(wù)段擔(dān)當(dāng)南昆線昆明到威舍間貨運(yùn)列車牽引任務(wù)，該運(yùn)行區(qū)段最大坡度為13‰，牽引定數(shù)為5000噸（雙機(jī)HXD1C）。據(jù)悉，該區(qū)段運(yùn)用的雙機(jī)HXD1C型機(jī)車在牽引4500噸以上的貨物列車在12‰～13‰坡道上停車后，出現(xiàn)起車?yán)щy情況，具體表現(xiàn)為機(jī)車在坡道起動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并伴著牽引力不斷波動(dòng)（機(jī)車實(shí)際牽引力發(fā)揮曲線如圖1黃線所示），縱向沖擊很大。

1 牽引試驗(yàn)情況

2019年9月15日到9月18日，中國(guó)鐵路昆明局集團(tuán)有限公司組織在局管內(nèi)金秧線（金馬村-秧田沖）進(jìn)行了雙機(jī)HXD1C機(jī)車坡起試驗(yàn)，該線路最小曲線半徑500m，試驗(yàn)段坡度包括10.5‰、9.6‰、12‰、10‰、11.5‰等多段。試驗(yàn)列車牽引噸位均在4000噸以上，試驗(yàn)期間共發(fā)生8次起車失敗，其中7次采用緊急制動(dòng)停車，緊急制動(dòng)時(shí)機(jī)車速度分別為3.5km/h、23km/h、29.4km/h、30km/h、36km/h、38km/h、52km/h，在起動(dòng)時(shí)均采用先施加防車輛后溜牽引力，在緩解列車同時(shí)增大牽引力的操縱方法。

通過(guò)牽引試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在速度較高時(shí)采用緊急制動(dòng)停車，施加防止車輛后溜的牽引力后緩解列車，在車輛逐步緩解過(guò)程中，機(jī)車縱向沖動(dòng)較明顯，多次前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)后造起車失敗而后溜。而在后溜數(shù)米后采用緊急制動(dòng)停車，再次施加和前一次相同的防后溜牽引力后緩解列車，在車輛緩解過(guò)程中，機(jī)車縱向沖動(dòng)很小，能保持靜止?fàn)顟B(tài)，再將牽引力增加到起車需要的牽引力時(shí)，列車平穩(wěn)起動(dòng)。

2 牽引理論計(jì)算

根據(jù)TB/T 1407.1-2018《列車牽引計(jì)算? 第1部分：機(jī)車牽引式列車》中列車起動(dòng)限制條件計(jì)算公式，對(duì)雙機(jī)HXD1C在13‰的坡道上起動(dòng)能力進(jìn)行了核算。在黏著條件較好，且不考慮列車緩解過(guò)程車鉤間隙引起的縱向沖擊力的情況下，雙機(jī)HXD1C在13‰坡道上能夠起動(dòng)的理論牽引質(zhì)量為6011噸，計(jì)算方法如下：

該區(qū)段運(yùn)用HXD1C機(jī)車是軸重25t，機(jī)車計(jì)算重量150t，起動(dòng)牽引力570kN。在運(yùn)用過(guò)程中，兩節(jié)機(jī)車通過(guò)重聯(lián)線進(jìn)行同步控制，根據(jù)牽規(guī)計(jì)算得出：

3 試驗(yàn)現(xiàn)象原因分析

從試驗(yàn)現(xiàn)象分析，較大速度采用緊急制動(dòng)停車和列車后溜數(shù)米之間最大差異在于車輛車鉤狀態(tài)，前者起車時(shí)各車輛間車鉤為壓縮狀態(tài)，后者起車時(shí)各車輛間車鉤為拉伸狀態(tài)。

速度較高時(shí)緊急制動(dòng)停車會(huì)導(dǎo)致車鉤壓縮，列車緩解時(shí)車輛是從機(jī)后第1位到最后1位逐漸緩解。在列車緩解階段前期，機(jī)車和前部緩解車輛受到防后溜牽引力（與運(yùn)行方向相同）和車輛阻力（與運(yùn)行方向相反）的共同作用向前加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前部緩解車輛車鉤完全拉伸時(shí)，會(huì)突然受到后部未緩解車輛的制動(dòng)力（與運(yùn)行方向相反）和后部車輛阻力（與運(yùn)行方向相反）的作用，導(dǎo)致前部車輛受到一個(gè)較大的縱向沖擊，前部緩解列車出現(xiàn)后溜現(xiàn)象，并伴隨著車輛后溜，機(jī)車牽引力減載。在前部車輛后溜且后部車輛還未運(yùn)動(dòng)時(shí)，前部車輛間的車鉤又呈現(xiàn)壓縮狀態(tài)，在逐步恢復(fù)機(jī)車牽引力時(shí)，機(jī)車又重新開(kāi)始向前運(yùn)行，并周而復(fù)始的重復(fù)上述過(guò)程，導(dǎo)致機(jī)車產(chǎn)生來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，且縱向沖擊逐漸增大。

當(dāng)車輛后溜后停車，整列車的車鉤呈拉伸狀態(tài)。當(dāng)機(jī)車牽引力大于列車阻力和未緩解車輛的制動(dòng)力時(shí)，列車開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，由于此過(guò)程不會(huì)受到車輛間車鉤間隙影響而造成縱向沖擊，列車平穩(wěn)起動(dòng)。

4 起車操縱方法優(yōu)化及注意事項(xiàng)

通過(guò)研究分析，在大坡道上停車緩解列車過(guò)程中施加牽引，會(huì)因車鉤間隙的影響導(dǎo)致緩解到某一節(jié)車時(shí)出現(xiàn)較大縱向沖擊，從而較大概率的引起坡起失敗，因此研究起動(dòng)過(guò)程中如何消除列車車鉤間隙造成起車不利影響的操縱方法尤為重要。

因機(jī)車制動(dòng)力始終是阻止機(jī)車發(fā)生運(yùn)動(dòng)的力，即當(dāng)機(jī)車牽引力大于緩解車輛的阻力時(shí)，機(jī)車制動(dòng)力方向與運(yùn)行方向相反;當(dāng)機(jī)車牽引力小于緩解車輛阻力以及列車緩解過(guò)程中車鉤間隙引起的縱向沖擊力時(shí)，機(jī)車制動(dòng)力方向與運(yùn)行方向相同，其值會(huì)也隨著列車運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。利用這一特點(diǎn)，研究出一種在車輛緩解時(shí)，同時(shí)施加機(jī)車牽引力和機(jī)車全制動(dòng)力以保持機(jī)車靜止，待車輛完全緩解、車鉤完全拉伸后增大牽引力、緩解機(jī)車制動(dòng)力的操縱方法進(jìn)行列車起動(dòng)，并在金秧線上試驗(yàn)驗(yàn)證，效果良好，除幾次因機(jī)車牽引封鎖導(dǎo)致車輛后溜外，坡起成功率明顯上升。

運(yùn)用這種操縱方法時(shí)，需注意以下事項(xiàng)：

在列車緩解前將機(jī)車總風(fēng)壓力充到最大值，盡可能縮短列車緩解時(shí)間;

結(jié)合列尾風(fēng)壓查詢，合理掌握增大牽引力、緩解機(jī)車制動(dòng)時(shí)機(jī)，此過(guò)程要注意HXD1C機(jī)車在牽引力和機(jī)車制動(dòng)力同時(shí)施加時(shí)間超過(guò)2min后會(huì)觸發(fā)牽引封鎖，因此在牽引制動(dòng)同時(shí)施加2分鐘內(nèi)必須要緩解機(jī)車制動(dòng)至少一次;

根據(jù)列車輛數(shù)確定車輛副風(fēng)缸再充風(fēng)時(shí)間，防止多次連續(xù)制動(dòng)后因車輛副風(fēng)缸缺風(fēng)而導(dǎo)致制動(dòng)力不足引發(fā)事故;

在列車緩解過(guò)程中，因?yàn)檐囥^間隙的影響，尾部車輛會(huì)向后溜數(shù)米，要防止后溜過(guò)程中傷亡事故的發(fā)生;

關(guān)注起車過(guò)程中的電機(jī)溫升。

5 總結(jié)

本文通過(guò)分析金秧線雙機(jī)HXD1C機(jī)車坡道起車牽引試驗(yàn)現(xiàn)象，分析出坡道起車失敗的主要原因，并研究出采用列車緩解過(guò)程中同時(shí)施加牽引和機(jī)車單獨(dú)制動(dòng)的坡道起車操縱方法，并根據(jù)機(jī)車控制要求和安全風(fēng)險(xiǎn)提出了該方法起車時(shí)的注意事項(xiàng)，可供機(jī)車運(yùn)用部門參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]TB/T 1407.1-2018，列車牽引計(jì)算? 第1部分：機(jī)車牽引式列車[S].