关于HXD1型机车重联渡板变形的分析
2014-09-26苗树东
苗树东
摘 要:通过对机车操纵方式和LOCOTROL互联互通原理进行分析,推断出渡板变形的原因,进一步提出操纵方式和LOCOTROL系统的优化措施。
关键词:渡板变形;机车;接口;坡道
中图分类号:U264 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)15-0066-02
大秦铁路是我国的重载运煤专线,每天开行大量的HXD1(主控机车)+HXD1(从控机车)或HXD2(主控机车)+ HXD1(从控机车)2万吨列车。由于HXD1型机车担当2万吨从控会受到前堵、后拥的力,所以机车重联渡板很容易出现变形,这极大地影响了运输秩序。
1 机车重联渡板变形概况
机车重联渡板是8轴重联机车A节到B节的一个通道,平时用于人们行走。虽然其物理属性是两片钢板,但在大秦线2万吨重载机车上,它还有更重要的作用,那就是检验机车质量。重联渡板变形证明机车发生过激烈碰撞,可能导致缓冲器失效、车钩尾框变形、二系吸收元件裂损等机车故障,所以重联渡板的变形情况必须引起相关人员的高度重视。
2014-01—04,机车重联渡板共变形53次,其中,1月份7件,2月份11件,3月份16件,4月份19件,重联渡板变形次数呈逐月递增趋势。为便于研究重联渡板的运动情况,我段在故障频发的机车上安装了摄像头,通过机车添乘和录像回放分析,重联渡板变形情况主要发生在从控机车缓解时。正常的机车在缓解时A/B节横向位移为50~60 mm,而重联渡板变形的机车A/B节横向位移可达100 mm以上。
2 渡板变形的原因
2.1 机车操纵不当
为便于研究重联渡板的变形问题,我们把原因归纳为机车质量和非机车质量两个方面。机车质量即机车自身问题,包括钩缓系统,一、二系圆簧,一、二系油压减振器,机车称重和电器等;非机车质量指司机(机车乘务员)根据线路特点、牵引重量、机车性能、车辆制动特点和天气状况等诸多因素对列车的整体控制能力。
大秦线开行2万吨重载列车堪称世界奇迹,采用“1+1”(一台机车牵引102个车辆,串联另一台牵引102个车辆的机车)的牵引方式,牵引204辆C80车,整条运输线路所经地区的隧道多、曲线较多,且弯度大、坡度陡,这对机车的操纵提出了极高的要求。目前,重载牵引采用的是模块化操纵方式,从湖东站到茶坞站的循环制动区间共计10处制动缓解地点。我段的运用部门经过大量反复试验,对每处制动缓解的各个参数都做了细化,包括制动地点、制动初速度、制动时再生、缓解地点、缓解速度和缓解时再生。模块化操纵方式是一种在线路畅通的理想状态下制定的,如果线路发生堵塞,模块化操纵就要进行一定的调整,如果对缓解地点、缓解速度和缓解时机再生把握不好,机车就容易发生重联渡板变形的情况。
虽然模块化操纵方式对操纵的各个参数都做了细化,但细化参数不是绝对值,有一定的微调空间,这就造成司机的操纵方式具有个体差异性,有的超前于理想值,有的滞后于理想值。2014-04-09,HXD10113机车担当2万吨从控牵引任务,在大同县到阳原站间重联渡板变形,然后在阳原站更换重联渡板后继续运行,一路状态良好。2014-04-03,HXD10089机车担当2万吨从控牵引任务在化稍营站到涿鹿站间发生重联渡板变形,
然后在涿鹿站更换重联渡板后继续运行,一路状态良好。2014-01—07,HXD10113和HXD10089分别担当数十次2万吨从控任务,但重联渡板变形的记录只有1次,这充分说明上述机车的质量是稳定的。排除机车质量的因素,我们探究一下司机的操纵方式。
由于大秦线采用双司机执乘,一个司机操纵HXD10113(或者HXD10089)机车时重联渡板变形,更换重联渡板后由另外一个司机操纵,机车质量良好。相同的机车、相同的操纵条件,但由不同的司机操纵,重联渡板的状态却存在明显的差异,可见司机的操纵方式对重联渡板变形有着重要的影响。
2.2 主控机车对渡板变形的影响
HXD10110机车在2014-02-14完成第2次二年检,机车上线运行后连续发生5次重联渡板变形。前4次更换二系横向油压减振器、二系圆簧和车钩缓冲器系统等走行部关键部位,重联渡板变形的问题没有得到有效解决。第5次让司机按模块化方式操纵,在主控机车上安排指导司机全程指挥,这次重联渡板仍发生轻微变形。
前5次牵引任务说明:①司机的操纵水平对重联渡板变形的影响很大,第5次牵引任务中从控机车车体的横向位移依然较大,但没有达到重联渡板变形的临界点;②重联渡板变形存在机车质量的原因。第6次采用HXD1+HXD1的牵引方式,并继续由HXD10110机车担当从控机车,此次牵引任务中,重联渡板状态良好。在前5次发生重联渡板变形的地点,机车的横向位移均在合理的范围内。HXD10110机车第5,6次在160 km处缓解后的重联渡板横向位移图如图1和图2所示。
图1 第5次HXD10110重联渡板状态 图2 第6次HXD10110重联渡板状态
由图1和图2中两条横线间的距离可以看出,第5次机车重联渡板的横向位移远远小于第6次的。通过对比分析,第5次、第6次的区别在于将主控机车由HXD2型更换为HXD1型机车。当HXD1型机车担当主控时,重联渡板状态相对稳定。下表是一组2014-01—04开行2万吨列车的运行情况。
表1 大秦线2万吨开行数量及渡板变形情况
1月/列 2月/列 3月/列 4月/列 合计 渡板变
形次数
HXD1+HXD1 150 128 170 101 575 1
HXD2+HXD1 1 780 1 420 1 704 1 524 6 402 52
从表中可以看出,4个月累计开行HXD1+HXD1模式2万吨列车575列,重联渡板变形次数共计1次,变形比例为1.73‰;HXD2+HXD1模式2万吨列车6 402列,重联渡板变形次数共计52次,变形比例为8.12‰.从对比数据中可以看出,相同型号的机车(HXD1+HXD1)在运行时重联渡板情况比较稳定。造成这种差异的原因在于HXD1和HXD2型机车的生产厂家不同,制动机也不同。
HXD1型和HXD2型机车分别是从德国西门子和法国阿尔斯通进口的两种不同车型,这两种车型的制动机存在很大差异,担当主控时,初制动减压量不同。
HXD1型大功率电力机车的制动系统是以引进的CCB2制动机为基础,具备空电联合制动和空气制动防滑控制功能。CCB2制动控制系统的核心是一种符合AAR标准要求的基于微机网络的适用于干线货运机车的制动系统。HXD2型机车制动系统是在原SABWABCO微机控制电控制动基础上,为满足中国铁路要求开发出来的,是一种符合UIC标准的新一代机车制动系统,其中,Eurotrol是制动机系统中的一个关键部位。
3 改进措施
优化机车操纵方式,制订平稳操纵的办法。由于大秦线地理情况复杂,自2007年开行“1+1”牵引2万吨列车以来,不断探索和优化操纵方式。就目前的运行情况来看,操纵方式还有很大的优化和改进空间。
对重联渡板变形地点进行统计发现,变形情况在大秦线化稍营—涿鹿区间162 km处比较集中。目前,在该处的模块化操作中要求:在大秦线化稍营—涿鹿区间158.5~158.7 km,速度为70 km/h时初制动减压,速度降至68 km/h时将再生力缓慢退至50%(300 kN);在162~162.2 km速度为55~58 km/h时缓解,45 s后再生力退至30%(200 kN);167k分相前300 m,速度为45 km/h时减少再生力,全列惰力过分相。由于162~167 km分相有两段坡度为2‰和3‰的上坡道,最大坡度值为4‰.线路状况整体良好,可以把缓解速度调整到60~65 km/h。实践证明,列车缓解的速度越大,机车越平稳,重联渡板变形的概率越小。
2万吨列车可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互联互通模式的开通。不同车型的通信接口不同,HXD1为MVB接口,HXD2为RS-422串行接口,由于接口不同,通信格式也有所差别,所以发送机车的通信格式必须改为通用的信息格式,接收机车的LOCOTROL系统再将通用格式转化为该型机车的特定消息。但互联互通的LOCOTROL系统和同型机车的LOCOTROL系统仍有一定区别,主、从控机车的牵引力和再生力发挥百分比差别在2%以内,反映在操纵动作上通常存在3~4 s的延迟。经过机车的互联互通实验,证明上述误差是在合理范围内的。大秦线每日开行近60对2万吨列车,重联渡板变形的机车只有1列甚至没有,也就是说重联渡板变形的概率是1/60(1.7%),而2%和3~4 s的误差很可能造成1/60机车的重联渡板变形。
完善LOCKTORL互联互通技术,实现主、从控机车同步运行。对于2万吨LOCKTORL互联互通技术,我们还应该不断地摸索和提高,完善HXD2+HXD1同步控制的问题。通过不断升级软件,逐渐减小甚至消除LOCKTORL互联互通造成的误差。
4 结束语
2万吨重载列车是一个奇迹,但有很多问题需要我们去探索和解决。由于研究水平有限,重联渡板变形问题很可能还有其他原因。在今后工作中,我们仍需不断探索影响重联渡板变形的原因,使2万吨列车的技术日趋成熟。
参考文献
[1]冀彬,刁晓明,李思昕.大秦线重载列车机车互联互通之研究[J].铁道机车车辆,2010(04).
[2]张曙光.HXD1型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,2009.
〔编辑:王霞〕
HXD1型和HXD2型机车分别是从德国西门子和法国阿尔斯通进口的两种不同车型,这两种车型的制动机存在很大差异,担当主控时,初制动减压量不同。
HXD1型大功率电力机车的制动系统是以引进的CCB2制动机为基础,具备空电联合制动和空气制动防滑控制功能。CCB2制动控制系统的核心是一种符合AAR标准要求的基于微机网络的适用于干线货运机车的制动系统。HXD2型机车制动系统是在原SABWABCO微机控制电控制动基础上,为满足中国铁路要求开发出来的,是一种符合UIC标准的新一代机车制动系统,其中,Eurotrol是制动机系统中的一个关键部位。
3 改进措施
优化机车操纵方式,制订平稳操纵的办法。由于大秦线地理情况复杂,自2007年开行“1+1”牵引2万吨列车以来,不断探索和优化操纵方式。就目前的运行情况来看,操纵方式还有很大的优化和改进空间。
对重联渡板变形地点进行统计发现,变形情况在大秦线化稍营—涿鹿区间162 km处比较集中。目前,在该处的模块化操作中要求:在大秦线化稍营—涿鹿区间158.5~158.7 km,速度为70 km/h时初制动减压,速度降至68 km/h时将再生力缓慢退至50%(300 kN);在162~162.2 km速度为55~58 km/h时缓解,45 s后再生力退至30%(200 kN);167k分相前300 m,速度为45 km/h时减少再生力,全列惰力过分相。由于162~167 km分相有两段坡度为2‰和3‰的上坡道,最大坡度值为4‰.线路状况整体良好,可以把缓解速度调整到60~65 km/h。实践证明,列车缓解的速度越大,机车越平稳,重联渡板变形的概率越小。
2万吨列车可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互联互通模式的开通。不同车型的通信接口不同,HXD1为MVB接口,HXD2为RS-422串行接口,由于接口不同,通信格式也有所差别,所以发送机车的通信格式必须改为通用的信息格式,接收机车的LOCOTROL系统再将通用格式转化为该型机车的特定消息。但互联互通的LOCOTROL系统和同型机车的LOCOTROL系统仍有一定区别,主、从控机车的牵引力和再生力发挥百分比差别在2%以内,反映在操纵动作上通常存在3~4 s的延迟。经过机车的互联互通实验,证明上述误差是在合理范围内的。大秦线每日开行近60对2万吨列车,重联渡板变形的机车只有1列甚至没有,也就是说重联渡板变形的概率是1/60(1.7%),而2%和3~4 s的误差很可能造成1/60机车的重联渡板变形。
完善LOCKTORL互联互通技术,实现主、从控机车同步运行。对于2万吨LOCKTORL互联互通技术,我们还应该不断地摸索和提高,完善HXD2+HXD1同步控制的问题。通过不断升级软件,逐渐减小甚至消除LOCKTORL互联互通造成的误差。
4 结束语
2万吨重载列车是一个奇迹,但有很多问题需要我们去探索和解决。由于研究水平有限,重联渡板变形问题很可能还有其他原因。在今后工作中,我们仍需不断探索影响重联渡板变形的原因,使2万吨列车的技术日趋成熟。
参考文献
[1]冀彬,刁晓明,李思昕.大秦线重载列车机车互联互通之研究[J].铁道机车车辆,2010(04).
[2]张曙光.HXD1型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,2009.
〔编辑:王霞〕
HXD1型和HXD2型机车分别是从德国西门子和法国阿尔斯通进口的两种不同车型,这两种车型的制动机存在很大差异,担当主控时,初制动减压量不同。
HXD1型大功率电力机车的制动系统是以引进的CCB2制动机为基础,具备空电联合制动和空气制动防滑控制功能。CCB2制动控制系统的核心是一种符合AAR标准要求的基于微机网络的适用于干线货运机车的制动系统。HXD2型机车制动系统是在原SABWABCO微机控制电控制动基础上,为满足中国铁路要求开发出来的,是一种符合UIC标准的新一代机车制动系统,其中,Eurotrol是制动机系统中的一个关键部位。
3 改进措施
优化机车操纵方式,制订平稳操纵的办法。由于大秦线地理情况复杂,自2007年开行“1+1”牵引2万吨列车以来,不断探索和优化操纵方式。就目前的运行情况来看,操纵方式还有很大的优化和改进空间。
对重联渡板变形地点进行统计发现,变形情况在大秦线化稍营—涿鹿区间162 km处比较集中。目前,在该处的模块化操作中要求:在大秦线化稍营—涿鹿区间158.5~158.7 km,速度为70 km/h时初制动减压,速度降至68 km/h时将再生力缓慢退至50%(300 kN);在162~162.2 km速度为55~58 km/h时缓解,45 s后再生力退至30%(200 kN);167k分相前300 m,速度为45 km/h时减少再生力,全列惰力过分相。由于162~167 km分相有两段坡度为2‰和3‰的上坡道,最大坡度值为4‰.线路状况整体良好,可以把缓解速度调整到60~65 km/h。实践证明,列车缓解的速度越大,机车越平稳,重联渡板变形的概率越小。
2万吨列车可以采用XD2+HXD1模式得益于LOCOTROL互联互通模式的开通。不同车型的通信接口不同,HXD1为MVB接口,HXD2为RS-422串行接口,由于接口不同,通信格式也有所差别,所以发送机车的通信格式必须改为通用的信息格式,接收机车的LOCOTROL系统再将通用格式转化为该型机车的特定消息。但互联互通的LOCOTROL系统和同型机车的LOCOTROL系统仍有一定区别,主、从控机车的牵引力和再生力发挥百分比差别在2%以内,反映在操纵动作上通常存在3~4 s的延迟。经过机车的互联互通实验,证明上述误差是在合理范围内的。大秦线每日开行近60对2万吨列车,重联渡板变形的机车只有1列甚至没有,也就是说重联渡板变形的概率是1/60(1.7%),而2%和3~4 s的误差很可能造成1/60机车的重联渡板变形。
完善LOCKTORL互联互通技术,实现主、从控机车同步运行。对于2万吨LOCKTORL互联互通技术,我们还应该不断地摸索和提高,完善HXD2+HXD1同步控制的问题。通过不断升级软件,逐渐减小甚至消除LOCKTORL互联互通造成的误差。
4 结束语
2万吨重载列车是一个奇迹,但有很多问题需要我们去探索和解决。由于研究水平有限,重联渡板变形问题很可能还有其他原因。在今后工作中,我们仍需不断探索影响重联渡板变形的原因,使2万吨列车的技术日趋成熟。
参考文献
[1]冀彬,刁晓明,李思昕.大秦线重载列车机车互联互通之研究[J].铁道机车车辆,2010(04).
[2]张曙光.HXD1型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,2009.
〔编辑:王霞〕