HXD1型机车牵引货物列车坡停的研究及对策

周战武

【摘 要】针对HXD1型机车在包西线、红柠专用线高坡区段发生坡停的问题，分析坡停发生的原因，从完善防坡停措施、确保砂质、砂量、细化坡道起车办法及强化机车操纵要点培训等方面，提出防止列车坡停的具体对策措施。

【Abstract】Aiming at the HXD1 locomotive stopped in high slope section in Baotou-Xi'an line and HongNing line， paper analyzes the causes of train stopping on the high slope， puts specific countermeasures to prevent these phenomenon form fowling aspects： completing its prevention measures， ensuring the quality and quantity of sand， detailing the methods of starting trains on rampway， and strengthening the training of locomotive manipulation.

【關键词】HXD1型机车；坡停；对策

【Keywords】HXD1 locomotive； stop on the high slope； countermeasure

【中图分类号】U260.13 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0135-03

1 引言

HXD1型机车是一种8轴双节重联重载交流传动电力机车，整车最大轮轮周牵引/电制动功率9600kW。自2015年12月10日HXD1型机车投入延安机务段包西线、红柠专用线使用以来，在高坡区段发生多起坡停事故，严重干扰了运输秩序。

2 HXD1机车牵引货物列车发生坡停的分析

从延安机务段使用HXD1机车牵引货物列车发生坡停的区段来看，主要集中在包西线大保当—曹家伙场站下行、田庄镇—清涧县站下行，以及红柠专用线张家峁—柠条塔—侯家母站下行等区段，以上均属于延安机务段牵引区段的高坡困难区段，为连续上坡道，且最大坡度达13‰。同时HXD1型机车在包西线、红柠专用线的牵引定数为4500t（不上波）。经过对HXD1型机车在高坡困难区段坡停原因进行分析研究，发现主要原因如下：

2.1 雨雪霜等恶劣天气原因分析

HXD1型机车在包西线、红柠专用线的牵引定数的确定，原则上应选取线路条件最困难区段（如线路坡度较大、曲线半径小）进行。而实际在进行HXD1型机车牵引试验在天气良好的情况下进行，未考虑在HXD1型机车运用中存在雨雪霜等恶劣天气实际，在恶劣天气造成钢轨轨面湿滑状态下，造成轮轨间黏着系数大幅度下降（造成机车空转发生），当机车黏着牵引力小于列车阻力时，将会导致列车发生坡停。

受雨雪霜等恶劣天气影响，易造成HXD1型机车砂管堵塞问题发生，在机车空转时，不能采取撒砂措施进行抑制，也会加剧HXD1型机车坡停风险。

2.2 撒砂装置不良对机车运行的影响

HXD1型机车在高坡困难区段运行时，如遇机车撒砂砂量小、间断下砂，甚至撒砂系统故障，势必造成机车黏着力下降，极易造成空转发生。如若空转不能有效消除，当机车黏着牵引力小于列车阻力时，将会导致列车减速甚至坡停。

HXD1型机车日常运用中存在下砂少及不下砂等原因主要是：一是由于库内整备上砂工未按照上砂标准上够足量的砂子，加之出库机车乘务员对机车砂量检查存在漏项，导致出库机车砂量不足出库，机车在高坡困难区段运行途中因砂箱无砂，造成机车持续空转，进而导致坡停；二是HXD1型机车对砂质要求较高，通常采用石英砂，在实际生产过程中，由于HXD1型机车砂质不符合要求，造成石英砂中粉尘、杂物含量超标，进而导致砂管通道阻塞。

2.3 未掌握坡道起车办法

HXD1型机车牵引货物列车途经包西、红柠专用线高坡困难区段运行时，因路外环境影响（人员、牲畜及机具侵入铁路限界）、区间通过信号机显示红灯（或灯光熄灭）、接触网严重摆动（或突然停电）、接收列车防护报警（LBJ）信息、遇落实、倒树侵限等情况时，司机必须采取停车措施，受起车方法不当，不能顺利起车时，势必由非责任停车造成机务责任区停。高坡区段起车，是乘务员在机车操纵方面面临的严峻考验，也是机务系统关于列车操纵必须研究的一项重要课题。

2.4 机车乘务员对HXD1机车性能特性不熟悉

2.4.1 未掌握机车牵引特性

按照《铁路机车操作规则》（铁运〔2012〕281号）第51条“在长大坡道上，应采用‘先闯后爬、闯爬结合的操纵方法。进入坡道前应提早增大机车牵引力，储备动能”要求，明确了大坡道机车操纵方法，而在HXD1型机车实际运用中，部分乘务员（特别是新职司机）出勤预想不足，对HXD1型机车牵引特性（即机车实际牵引力大小与手柄级位的速度有关，速度一定时，手柄级位越高机车牵引力越大；手柄级位一定时，机车运行速度越接近手柄级位设定值时，机车牵引力逐渐减少）不掌握，未严格落实《列车操纵示意图》要求，对线路纵断面和机车速度变化关系不掌握，加之坡道上设有临时慢行限速，易造成机车司机担心慢行地段超速，在坡前使机车速度未能达到临界速度，加大了闯坡难度，也是造成坡停的一个原因。

2.4.2 机车保护参数不了解

HXD1型机车自2015年自2015年12月10日在包西线、红柠专用线使用以来，因乘务员对HXD1型机车保护参数不了解，由机车故障进一步提升至行车事故问题屡次发生。由于HXD1型机车牵引力输出是采用网络系统控制方式来实现之一特性。例如，HXD1型机车运行中出现制动缸压力大于40kPa，空转持续30S，以及总风低于650kPa时，都会导致机车牵引力封锁。由于机车乘务员在使用HXD1型运用值乘途中，对各仪表显示确认不及时，微机输出故障信息未确认或发现后处置方法不当，均会造成机车牵引力封锁，尤其在高坡困难区段或困难电分相前，由于处置不当造成速度过低或不满足最低过分相速度时，势必造成列车坡停问题发生。

3 防止HXD1型机车坡停的对策

3.1 完善HXD1型机车防坡停措施

3.1.1 制定高坡困难区段HXD1型机车操纵办法

结合该段使用HXD1型机车在高坡困难区段发生多起坡停事故实际，延安机务段有针对性开展了《高坡困难区段HXD1型机车操纵专项整治活动》，制定了HXD1型机车困难区段操纵示意图、提示卡，根据线路坡道，明确机车最低（持续）速度、牵引手柄级位、坡道限制速度，以及明确HXD1型机车空转易发地点防空转措施等关键项点，在《困难区段操纵示意图》中予以标注，分发乘务员人手一册，便于乘务员学习、对照执行，同时对担当高坡困难区段乘务员逐人验收，确保掌握高坡困难区段机车操纵办法。

3.1.2 明确HXD1型机车恶劣天气下行车措施

按照《铁路机车运用规则》（铁总运〔2015〕314号）第21条“因天气不良需要临时减吨时，铁路局管内的由铁路局确定，以及天气不良时应按牵引定数编组列车”要求，加强与路局机务处、运输处、调度所联系，在恶劣天气情况有条件时，最大限度减少HXD1型机车牵引货物列车在高坡困难区段关系站停车，利用车站正线通过增加闯坡动能；在恶劣天气情况条件不具备时，建议对HXD1型机车牵引4200t以上（满足牵引定数要求）列车，在高坡困难区段运行停车再开时，机车乘务员可向车站值班员（或列车调度员）申请加挂补机运行，降低坡停隐患。

3.2 确保机车砂质及砂量

HXD1型机车在高坡困难区段运行发生空转时，进行撒砂是抑制机车空转的有效措施。为确保机车砂质及砂量，主要从以下几个方面入手：一是从源头把关，机务段站段采购HXD1型机车石英砂时，必须符合技术要求；二是严格落实一次乘务作业标准，要求乘务员库内或车站站换接车时，对机车存砂量、砂质及撒砂系统状态进行重点检查、交接，发现砂量不足、砂质不符合要求及不下砂等问题时，及时报修处置，确保机车砂量充足、砂质符合规定及撒砂系统作用良好；三是针对机车长交路运用砂箱容量有限实际，对每台HXD1型存放4袋备用砂（每袋20kg石英砂），應对机车砂箱不足突发情况；四是发现机车撒砂装置故障影响高坡困难区段运行时，机车乘务员及时向车站值班员或列车调度员申请加补，防止坡停事故发生。

3.3 细化HXD1型机车高坡困难区段起车办法

HXD1型机车牵引货物列车在高坡困难区段受非正常情况，造成非责任区停时，按照以下起车办法，最大限度减少机务责任坡停。

3.3.1 HXD1型机车牵引货物列车停车要求

有条件选择常用制动方式停车；停车地点最好避开线路坡道较大、曲线半径小及接触网电分相地点（电力机车禁停标）；HXD1型机车停车前应增加机车制动力并适量进行撒砂，迫使列车车钩在压缩条件下停车，并将自动制动手柄追加减压至100kPa。

3.3.2 HXD1型机车坡道起车前准备

①使用强泵将总风缸压力充至900kPa以上，防止缓解列车后总风压力迅速下降造成机车牵引封锁。

②网压在22.5～29kV之间，符合机车牵引特性要求。

③紧急制动停车后持续60s倒计时结束，单独制动手柄置全制位、自动制动手柄置抑制位1s，确认“动力切除”字样切除。

3.3.3 HXD1型机车坡道起车（以包西线、红柠专用线最大坡度为13‰为作为参考）

①常用制动停车起车办法。起车时，首先将HXD1型机车牵引力加载置200kN，发现机车牵引力发挥正常后，将单独制动手柄置运转位（确认机车与第一位车辆车钩伸张后），再将自动制动手柄置运转位；自动制动手柄置运转位后T秒，将牵引手柄平滑推至最大位确认牵引力发挥至最大（T=牵引辆数/8，小数舍掉）。

②紧急制动停车起车办法。起车时，首先将HXD1型机车牵引力加载置200kN，发现机车牵引力发挥正常后，将单独制动手柄置运转位（确认机车与第一位车辆车钩伸张后），再将自动制动手柄置运转位；自动制动手柄置运转位T秒后（T=牵引辆数-10），将机车牵引力增加至550kN（发现制动屏流量表开始下降时），将机车牵引力平滑推至最大位确认牵引力发挥至最大。

3.3.4 起车注意事项

①注意观察网压、牵引力发挥，起车时有可能发生轻微空转、牵引力波动的情况，此时切忌随意强退牵引手柄，观察列车无溜逸，维持牵引手柄位置，确认牵引力正常，耐心等待列车起动；

②发现网压异常、牵引力丧失等异常情况立即采取紧急制动措施，防止列车溜逸；

③在起车过程中LKJ起动管压防溜报警时注意及时解锁防止管压防溜动作；

④尽量在LKJ时间的整秒数时缓解自动制动手柄，便于掌握加载时间；

⑤紧急制动起车，缓解自动制动手柄后，列车管压力400kPa以下时须将单独制动手柄置于侧缓位，防止制动缸上闸导致牵引力丧失；列车起动后，应根据情况适当撒砂，改善轮轨间黏着力。

3.4 强化机车操纵要点培训

3.4.1 加强HXD1型机车牵引特性学习及运用

按照《铁路机车操作规则》（铁运〔2012〕281号）第51条要求，在进入坡道前应提早增大机车牵引力，接近临界速度运行，但不能超速运行。动能闯坡实际可以折减坡度，降低爬坡困难（即，动能折减坡度是指列车在上坡道降速运行时，每吨列车重量所释放的动能可以克服的坡道附加阻力）。同时加强新职司机关于HXD1型机车牵引特性培训，要求出勤时做好预想，严格落实HXD1型机车困难高坡区段操纵办法，要求乘务员高坡困难区段运行时，做到动能闯坡，然后闯爬结合，并时刻注意牵引手柄位置，防止牵引手柄过高（或过低），造成HXD1型机车空转（或牵引力不足）导致坡停。

3.4.2 加强HXD1型机车故障处置办法学习

延安机务段对HXD1型机车使用以来发生的HXD1型机车故障、坡停事故案例整理成册，制定了《HXD1型机车故障处置办法》，明确了HXD1型机车各保护参数造成牵引封锁的故障现象及处置方法，并将《HXD1型机车故障处置办法》在机车司机室张贴，并将《HXD1型机车故障处置办法》纳入乘务员24项演练，并进行音视频资料留档，确保每名乘务员熟练掌握故障处置办法。同时要求乘务员运行途中，时刻注意各仪表显示及微机信息显示，发现异及时按照故障处置办法处置。

4 结语

综上所述，通过对完善防坡停措施、确保砂质、砂量、细化坡道起车办法及强化机车操纵要点培训等措施运用，延安机务段使用HXD1型机车在包西线、红柠专用线高坡困难区段坡停问题已基本解决。

【参考文献】

【1】张曙光. HXD1型电力机车[M].北京.中国铁道出版社，2009.

【2】张文德.NJ2型内燃机车牵引货物列车坡停的分析与对策[J].铁道技术监督，2011，296（06）：87-88.