关于HXD1型机车重联渡板变形的分析

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〕