HXN5型内燃机车长大上坡道起车操纵方法的探讨

李祥奎 上海铁路局合肥机务段

HXN5型内燃机车长大上坡道起车操纵方法的探讨

李祥奎 上海铁路局合肥机务段

皖赣线霞西至绩溪县间补机交路取消之后，使用HXN5型内燃机车单机牵引，该区段坡道大而长、曲线半径小而多，给机车乘务员操纵带来一定的考验。从线路状况、机车性能和操纵要点等方面，对HXN5型内燃机车在长大上坡道区段的操纵方法进行了研究探讨，可以给实际运用带来一定的参考和借鉴意义。

HXN5；内燃机车；上坡道；操纵方法

合肥机务段使用DF4B货运机车担当芜湖东至绩溪县间货车交路，单机牵引定数2 300 t，其中霞西至绩溪县间使用DF4B补机，牵引定数为3 500 t。根据总公司要求，2014年10月取消补机交路，更换为HXN5型内燃机车牵引，牵引定数维持3 500 t不变。虽然HXN5机车功率大，但是在长大上坡道、曲线半径小的区段停车后起动列车有一定的难度，如果起动不成功，请求救援将对运输造成干扰。通过研究线路特点、机车性能，结合机车牵引试验，对机车操纵方法进行研究优化，可以提高机车乘务员在长大上坡道的起车操纵水平，可以减少或避免坡停、运缓现象的发生。

1 皖赣线线路概况

芜湖东至绩溪县全长198 km，其中宣城至绩溪县为单线半自动闭塞，该区段坡道大而长，曲线半径小而多，霞西至绩溪县间原为补机区段，府祝-甲路、黄土坑-际坑口为坡道曲线困难的区段。

府祝站下行为关键站，站中心位于2.0‰上坡道。府祝-甲路下行区间为连续长大上坡道且为曲线，0.2‰-2‰上坡道2 135 m，4‰-7‰上坡道1 850 m，7.5‰-8.9‰上坡道3 725 m，9‰-10.2‰上坡道2 600 m，共10 310 m。上坡道的小曲线半径多而且长，曲线半径400 m线路2 492 m，曲线半径450 m线路700 m，曲线半径500 m线路2 385 m，曲线半径660 m线路556 m，共6 133 m。

黄土坑站下行为关键站，站中心位于2.5‰上坡道。黄土坑-际坑口下行区间为连续长大上坡道且为曲线，5.2‰-7.4‰上坡道1 230 m，8.4‰-9‰上坡道2 620 m，9.2‰-10.4‰上坡道2810m，共6660m。上坡道的小曲线半径多而且长，曲线半径400m线路1134m，曲线半径450m线路490m，曲线半径500m线路215m，曲线半径800m线路302m，共2141m。

相关坡道曲线简图如图1、图2所示：

图1 府祝-甲路间坡道、曲线简图

图2 黄土坑-际坑口间坡道、曲线简图

2 HXN5内燃机车基本性能

2.1 相关技术参数

（1）柴油机功率4 660 kW

（2）额定功率（牵引发电机输入功率）4 400 kW

（3）轮周功率 4 003 kW

（4）交流电传动方式

（5）起动牵引力620 kN

（6）持续牵引力565 kN

（7）最高速度120 km/h

（8）持续速度25 km/h

（9）恒功率速度范围22.3 km/h～120 km/h

（10）轴重25t±3%

（11）牵引电机功率693 kW

（12）牵引电机持续电流647 A

（13）最大起动电流(基波有效值)851 A

2.2 机车牵引特性

HXN5型机车主控制手柄有8个档位。图3是HXN5型机车在两个不同环境温度/海拔高度条件下（23℃/2 500 m、40℃/700 m）、正常工况下、最高手把位、6根动轴发挥牵引力时的设计牵引特性曲线。

图3 HXN5型内燃机车牵引特性曲线

2.3 各档位转速和功率对照表（见表1）

表1 各档位转速和功率对照表

2.4 坡道上起动所需要的牵引力

以经验公式F=G×（i+3.5）/100进行计算，相应坡道、牵引重量需要的牵引力见表2。

表2 相应坡道、牵引重量需要的牵引力见

2.5 制动机性能

采用CCBⅡ电空制动系统，有自动制动手柄和单独制动手柄。客运模式允许均衡风缸部分再充风，均衡风缸的压力由自动制动手柄的位置控制，即阶段缓解功能。货运模式则只有自动制动手柄在运转位时才可对均衡风缸充风，即一次缓解功能。

2.6 粘着性能

受线路条件制约，HXN5机车的轴重由原型机AC6000机车的32 t调整为25 t，所以轴重限制了牵引力的发挥，机车持续牵引力与原型机相比，也减少了约24%。实际运用中普遍反应，在雨雪等不良天气条件下，HXN5机车很容易产生空转，特别是在上坡道和曲线区段。

3 上坡道停车起车的操纵方法

3.1 上坡道停车时的操纵

遇特殊情况需要在上坡道停车时，应遵循以下原则：（1）停车地点应尽量选择在相对平直的线路，并尽量避开通讯盲区。

（2）使用常用减压方式停车。

（3）停车前，适量撒砂，并使用单阀适当增加机车制动力，使列车车钩在压缩状态下停车，停车后应立即将列车管追加到100 kPa。

停车要点：选择地点、适当撒砂、单推小闸、注意防溜。

3.2 上坡道起车前的准备

上坡道起车前，应根据天气、线路坡道、曲线、列车编组、机车状况等因素综合考虑，做好思想准备，切忌慌乱，忙中出错，造成起车失败。应做到：

（1）起车前，要建立较高的总风缸风压（900 kPa以上），确保缓解后向列车管快速充风。

（2）将换向手柄置前位，确认各辅助机组起动正常。

（3）将智能显示终端画面调至牵引数据画面，以便观察各牵引电机功率、牵引力的发挥情况。

（4）提前做好预想，根据减压量的大小，判断全列车缓解所需要的时间（根据经验可按每秒钟缓解5辆计算），确定给定调速手柄的时机。

起车准备要点：建立风压、确认正常、调整界面、切忌慌张。

3.3 上坡道起车的操纵

（1）起车时先缓解机车制动，将机车牵引力提高至60kN～90kN左右，将机车与车辆的车钩拉开。

（2）然后再缓解列车制动，在缓解列车制动的同时，逐步提高手柄位置，将牵引力给至列车起动所需要的牵引力（约440 kN-460 kN），利用后部车辆制动逐步缓解的瞬间起动列车。（按每秒钟缓解5辆计算，确定给定调速手柄的时机。）

（3）通过地面仔细观察机车移动的距离，动车后应提高机车牵引力，并根据实际情况进行“点式”撒砂，防止机车空转造成起车失败。

起车要点：缓机车、提手柄、缓大闸、快加载、动车后、防空转。

4 操纵失误的常见原因

（1）停车前没有为起车做好准备，致使全列车车钩在伸张状态。

（2）起车前未建立较高的总风缸风压，致使列车缓解时间过长。

（3）缓解时机与提调速手柄时机不当，提手柄太晚，造成列车后溜。

（4）坡道起车时，牵引手柄在牵引位停留时间不足，在机车未发挥最大功率时退回牵引手柄。

（5）因HXN5型机车具有轴重转移控制功能，机车在小幅空转后，机车将会根据列车运行速度、牵引力自动寻找粘着点逐步增加牵引力，如果乘务员操之过急，盲目降低牵引力，会使空转进一步加剧。

5 上坡道起车操纵需要注意的几个事项

（1）机车出库前，乘务员要认真确认撒砂、空压机性能良好，开车前根据列车编组做好预想，运行中根据制动机贯通试验掌握列车制动性能。

（2）加强车机联控，掌握前方区间的列车运行情况，确保本列车有足够的闯坡距离，防止因等信号影响闯坡速度。

（3）加强瞭望和鸣笛，避免在长大上坡道发生路外伤亡。积极正确处理运行途中的机车故障，避免不必要的停车。

（4）坡道起车时，司机必须正确判断后部车辆的缓解状态和缓解时间，掌握好提手柄时机，避免因操纵不当而造成空转、断钩、列车分离。

如起动失败放弃起车时，应先采取制动措施，同时迅速退回牵引手柄，防止打伤钢轨和列车溜逸。

再次起车时不宜超过两次，缓解和制动的时间间隔要充足，防止因反复缓解制动，造成车辆副风缸充风不足，制动失效。

（5）起车时如果撒砂不当，大量而频繁地撒砂会直接影响轨道信号地传递，并且会增加后部车辆的运行阻力，特别是比较潮湿的砂子，容易粘附于轨面，其副作用更为显著，所以要正确撒砂，尽量采用预防性撒砂、“点式”撒砂。

（6）上坡道起动时产生的空转，会造成LKJ距离误差，在空转消除后或者进站前，应根据地面公里标或者信号机位置，确认LKJ距离误差大小，并及时进行校正。

（7）根据天气或机车性能的具体情况，司机提前向列车调度员说明情况，调度员在困难区段组织双机牵引或在具备爬坡条件后再放行，可以避免坡停和救援现象的发生。

6 结束语

重点熟悉并掌握线路的特点和机车的性能，在日常运用中注重总结经验，掌握长大上坡道的操纵方法和技巧，及时做好机车乘务员的学习培训，可以提高乘务员的操纵水平，减少或避免坡停、运缓现象的发生。

[1]郝金伟.HXN5型大功率交流传动内燃机车.机车电传动.2009年。

[2]北京铁路局.HXN5型内燃机车乘务员手册.中国铁道出版社.2011年.

责任编辑：宋飞 张萼辉

来稿时间：2015-5-19