和谐系列货运电力机车牵引质量研究

摘 要：随着国内铁路机车设备的逐步改进和创新，特别是成功地引进以及制造了“和谐”系列机车，这种机车使用了新型号的大功率交流传动电力。牵引特性得到了显著的改进，明显低提升了机车的功率、计算速度以及计算牵引力，然而受到了粘着力的一定影响，实际牵引质量比理论计算值要低。所以，笔者密切结合新型大功率交流传动电力机车所具备的牵引特性和当前适用的《列车牵引计算规程》（TB/T 1407—1998）的要求，分析了和谐系列大功率货运电力机车所具备的牵引质量，且以此为提出了《列车牵引计算规程》的修编建议。希望笔者的研究能够更好地服务于和谐系列货运电力机车牵引质量的研究以及提升。

关键词：电力机车；牵引质量；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.132

在铁路关键技术中，牵引质量指标非常重要，到发线有效长度、牵引质量、限制坡度以及机车类型等诸多指标都会产生较大影响。尤其是相关技术指标都已经确定的情况下，牵引质量会在较大程度上影响单线铁路的车站分布以及选线，而且关系到线路走向方案。

1 和谐系列电力机车简介

和谐型号的多种货运电力机车是我国从国外引进，并且充分消化吸收的领先技术，这种已经实现了国产化的交流传动货运机车分成两代大功率机车：首先是和谐一型、和谐二型以及和谐三型，一、二、三型分别是八轴、八轴以及六轴每轴达到了1 200千瓦，其次是和谐1B、和谐2B、和谐3B的型号，均为六轴，每轴都是1 600千瓦，这两代机车的功率比较大。设计的最高时速均为120 km/h。关键的技术参数从略。

2 电力机车粘着牵引力计算与分析

按照眼下使用的《列车牵引计算规程》（即通常所说的《牵规》），我国电力机车包括6K型电力机车、8G型电力机车以及国产不同类型的电力机车，也规定了三种相应的计算公式。按照对应的计算公式能够求出不同型号电力机车自身的计算粘着系数μj。考虑到当前尚未规定和谐型号的系列电力机车的有关计算粘着系数公式，眼下应该采取《牵规》中“国产不同类型电力机车”的运算公式。

2.1 粘着牵引力计算

按照电力机车的相关计算粘着系数，应该按照《牵规》中国产电力机车的相关公式进行运算计算、粘着牵引力的相关计算要求和方式，依次求得和谐型号的电力机车的粘着牵引力，以及机车起动情况下的粘着牵引力。

2.2 对比分析计算牵引力以及计算粘着牵引力

在计算中可以注意到，和谐型号的电力机车在计算速度时，计算牵引力超过了粘着牵引力，HXD3B型电力机车的最大差值是113.8kN；在计算速度时，计算牵引力以及粘着牵引力的比率K1是0.769～0.956，HXD3B型电力机车的比率是最低的（0.769）。在起动时起动牵引力大于粘着牵引力，HXD2B型电力机车的最大差值为54.3kN；起动时的粘着牵引力以及起动牵引力二者的比例K2是0.907～0.929，HXD2B型电力机车的最小比率是0.907。

3 计算和谐系列货运电力机车的牵引质量

3.1 牵引质量计算

从上文分析能够看出来，继续运用现行的《牵规》的相关规定，采取与粘着系数相关的相应计算公式，能够获得和谐型号的系列货运电力机车在计算速度时的计算牵引力大于粘着牵引力。比如，按照电力机车本身所具有的计算牵引力（所谓的持续牵引力），能够求出列车的牵引质量，但是在这种情况下获得的牵引质量会发生“虚高”的现象。因此要最大限度地关注和谐型号的诸多货运电力机车本身粘着力所受到的多种制约，采取计算速度时与之对应的计算粘着牵引力，然后求出对应的牵引质量。

（1）计算机车单位基本阻力。在具体地运算和谐型号的货运电力机车在运行过程中的单位基本阻力时，必须按照《牵规》的相关公式，求得机车在计算速度过程中的单位基本阻力。

（2）计算货车运行单位基本阻力。在深入地分析货物列车具体的运营编组状况后，具体的货物列车列编组情况如下所示：空车以及重车分别按照20%以及80%进行混编，而且重车中采取了滚动轴承的货车比例达到了80%、采取了滑动轴承的货车比例达到了20%。在这种情况下，根据《牵规》中货车在运行过程中计算单位基本阻力的公式，可以计算出相应的机车计算速度时的货车运行单位基本阻力。

（3）牵引质量计算。根据《牵规》中的相关规定，各种型号的和谐货运电力机车在运算速度情况下的计算粘着牵引力、机车自身的单位基本阻力以及前文论述的相关混编车列在运行过程中的单位基本阻力，根据《牵规》中相应的牵引质量计算公式，将各种型号的和谐货运电力机车在各种限制坡道上锁体现出来的牵引质量计算出来。

3.2 具体分析和谐系列货运电力机车的牵引质量

通过对比能够注意到，按照《牵规》中国产各型电力机车同样的计算公式来求出和谐型号的货运电力机车自身的粘着系数，根据计算牵引力所获得的牵引质量超过了根据粘着牵引力所获得的牵引质量。

（1）根据计算牵引力以及计算粘着牵引力，依次算出相应的牵引质量之间的差值。

（2）根据计算牵引力以及计算粘着牵引力，依次算出相应的牵引质量之间的比值。

从上文分析能够看出，和国内之前经常使用的交流——直流型号的传动电力机车比较，和谐型号的电力机车显著地提升了牵引特性，而且明显地提高了最高运行速度、牵引功率以及计算速度，相同轴式，然而机车计算牵引力以及计算起动牵引力的提升程度分别大于16.9%、17.0%或者更具优势。

4 结语

从上文研究能够看出，能够显著地提升和谐系列电力机车自身的牵引特性；袭用《牵规》中粘着系数的计算公式，就和谐型号的系列货运电力机车来看，在计算速度时机车的计算牵引力大于粘着牵引力；按照计算牵引力得到的牵引质量大于粘着牵引力得到的牵引质量，此外如果电力机车的型号不同，那么差值也不相同，对相同星辉的电力机车而言，差值随着限值坡度的逐步提升而减小；笔者认为，本文的研究对未来修编《牵规》以及合理地确定和谐系列电力机车的牵引质量有较强的参考价值。

参考文献：

[1]TB/T1407-1998列车牵引计算规程[S].TB/T1407-1998.TrainTractionCalculationProcedures.

[2]春房.铁路建设项目标准化管理[M].北京：中国铁道出版社，2013：87-89.

作者简介：崔明珠（1982-），男，山西大同人，本科，工程师。endprint