大功率重载电力机车的设计及技术发展

刘威（中车大连机车车辆有限公司，辽宁大连116000）



大功率重载电力机车的设计及技术发展

刘威
（中车大连机车车辆有限公司，辽宁大连116000）

摘要：随着重载铁路运输量的不断增加，传统的养护维修方式将不再适用，必须借鉴国外的先进技术和经验，制定成套的维修规则，在维修方式上要改变过去的计划维修模式，采取检测、养护、维修、治理动态结合的方法，推行状态检修、天窗检修、集中修等不同的方式。

关键词：大功率；电力机车；技术特点；发展历程

进入21世纪以来，我国大功率重载电力机车技术已经走在了世界的前列，目前每列重载列车牵引质量已经达到1万～2万t，远超国际重载运输协会的标准。所谓牵引质量，指的是机车牵引货物列车的总吨数，也称牵引吨数、列车重量。所谓轴重，轴重是指一个铁路车辆轮对承受的机车或车辆重量。轴重反映了轨道承受的静荷载强度。铁路的轴重越大，每辆车装载的货物就越多，每列车拉的货物就越多。当然轴重也不能无限大，必须经过严格的科学计算和多方面的比较，因为轴重越大，对铁轨施加的压力就越大，钢轨损坏的周期就越短，铁路维修费用就越高。大功率重载电力机车的设计及技术发展设计与技术将如何发展，是值得人们思考的问题。天窗修是利用每天线路行车的空闲时间进行养护维修，天窗指的是在铁路运行图上留出的行车之间的间隔时间，每天定点定时。所谓有规矩才能成方圆，有了先进的养护维检修机械，还要配套先进的管理制度，让软硬件相结合，才能将工作做到实处。

1 大功率电力机车的技术特点

机车采用交直交电传动主电路形式，可靠性高，易于维护。车体采用中央梁承载方式，便于模块化生产。据了解，一台大功率和谐型电力机车的试运行成功，将使得当地运用车间直乘的货运机型发生了历史性的变革，也由此从经历蒸汽机时代到内燃机车时代，再到环保节能的电力和谐机车时代的华丽转变。

“火车跑得快，全靠车轮带”。在铁路运输中，机车车轮起着传递牵引动力和主制动力作用，是影响铁路机车安全可靠性的关键部件，其制造技术难度与高速车轮相当。上世纪，我国铁路机车全部采用组合车轮。随着铁路客运提速、货运重载发展，组合车轮正被整体车轮替代。

2 目前我国电力机车的运行现状

重载列车运行试验取得圆满成功，实现了我国铁路重载列车牵引重量从2万～3万t的跨跃。这是我国铁路重载技术创新的重大突破，是我国铁路重载运输发展的新的里程碑。这次试验的成功实施，不仅对提高铁路运输能力、满足日益增长的铁路运输需求具有重要的现实意义，而且推动了我国铁路重载技术的创新发展。

重载试验是模拟磁浮运营时载客的情况，以沙袋的重量代替乘客的重量，监测重载工况下磁浮列车的运行情况。据技术人员介绍，重载试验的目的就是要在保证列车运载量达到极值时，列车仍能浮得起、拉得动、跑得稳，还能安全地停下来。目前，在紧急制动工况下，参数值为时速100km的重载列车必须在297m内安全把车停下来。长沙磁浮快线在试验时制动距离为249m，试验结果良好。每天保持24h“在线”不间断调试。如果各项调试情况稳定，预计最快时间内就能按图试跑，之后将投入载客试运营。所谓按图试跑指的是磁浮列车司乘人员按正式开通流程标准作业，发车时间、发车间隙、行车速度、停站时间等严格按照正式开通运营后运行图操作，以保证列车准点率和故障率。

3 未来电力机车的发展环境

我国的铁路列车调度指挥系统简称TDCS，是利用信息技术、网络技术、控制技术等现代化手段，通过专用数据通道，将铁路调度中心以及各个车站连接而成的实时可靠安全的指挥网络。铁路总公司的调度中心是总统领和核心，各大铁路局的调度中心是二级系统，同时也是调度指挥的实施单位，各个车站是TDCS的接收终端，由车站的值班员执行调度中心的各项指令，传达给铁路司机，从而实现安全行车。这种传统的调度集中系统存在很多缺点，实际执行过程中也不太好用，比如系统的智能化程度不高，调度中心只管行车不管调车，使得中心的控制权与车站的控制权频繁交接，降低使用效率，同时可靠性差，无线通信手段也不能满足越来越繁重的调度工作要求。因此，这套系统不但没有给各级运输部门带来便利，反而弄出了很多麻烦。

目前我国主要采取分散自律性调度集中系统，自律分散调度集中就是基于TDCS系统的现代计算机技术、网络技术、信息处理技术和智能化软件，以列车运行阶段计划控制为中心，兼顾列车作业的高度自动化，将列车运行阶段计划下传到各个车站的自律机中自主自动执行。分散，指的是设备分散、功能分散，从而将危险也分散降低。自律，指的是设置在车站的自律机对不同来源的指令进行协调，从调度中心到车站的控制权不再转换，从而自动实现系统对车站信号联锁装置的控制。CTC设备主要由调度中心子系统、车站子系统和调度中心与车站、车站与车站之间的网络子系统三大部分构成，主要功能包括列车运行监督、车次号自动跟踪、到发站点自动采集、自动描绘实际列车运行图、自动调整阶段行车计划、通过网络下达调度命令。

4 结语

重载运输早已被世界公认为货运发展方向，近50年来，世界重载铁路运输技术的不断进步，推动了重载列车试验牵引重量的世界纪录不断被刷新：1967年10月，美国开行了500辆煤车编组的重载列车，列车全长6 500m，总重达44 066t。1989年8月，南非开行了660辆货车编组的重载列车，列车全长7 200m，总重达71 600t。2001年6月，澳大利亚开行了682辆货车编组的重载列车，列车全长7 353m，总重达99 734t。看着这一组组令人瞠目结舌的数据，中国的3万t与之相比，显示出中国重载运输与世界重载强国之间差距之大。那么，中国铁路重载运输牵引重量什么时候突破追赶上他们的步伐，什么时候能成为重载强国。新生代“超级大力士”的诞生给了我们美好的期待，相信有了它的牵引，中国重载列车牵引重量能够有所突破，中国成为真正的重载强国指日可待。

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Design and technology development of high- power heavy haul electric locomotive

LIUWei
(China CNR Co., Ltd., Dalian 116000, China)

Abstract:With the increasing traffic volume of heavy haul railways, the traditional way of maintenance and repair will no longer apply to electric locomotive, we must learn from foreign advanced technology and experience to develop sets of maintenance rules, change the past planned maintenance mode, take a dynamic combination method of testing, maintenance, repair and management, and implement different approaches of condition maintenance, roof maintenance and centralized repair.

Key words:High- power; Electric locomotive; Technical features; Development process

中图分类号：U264

文献标志码：A

文章编号：1674- 8646（2016）09- 0028- 02

收稿日期：2016- 03- 11