賈晉中，陳海濱，周 軍，王志毅

（朔黃鐵路公司，河北肅寧062350）

朔黃鐵路是國家Ⅰ級雙線電氣化鐵路，西起山西省神池南站，東至河北省黃驊港站。神池南至黃驊港間（上行）最大下坡道12‰，限制坡道4‰；黃驊港至神池南（下行）最大下坡道4‰，限制坡道12‰；最小曲線半徑400m；貨運機車SS4B、SS4G型，近期將購置8軸大功率交流機車；技術(shù)速度63km／h；萬噸列車使用C70A、108輛編組，牽引質(zhì)量為10 368t，車輛總長度為1 482.4m；兩萬噸列車將使用C80、196輛編組，牽引質(zhì)量為20 188t，車輛總長度為2 352m。

1 動力分布與列車運行品質(zhì)

1.1 幾種常用的動力分布模式

（1）對于萬噸列車，最常用的動力分布模式為單元式和組合式。單元式是采用SS4B或SS4G直流機車牽引時為2＋0；采用大功率交流機車牽引時為1＋0。組合式是采用SS4B或SS4G直流機車牽引為1＋1。見圖1～圖3。

（2）對于2萬噸列車，從安全和運輸效率的角度出發(fā)，只有采用組合模式，但組合形式又根據(jù)牽引的機型不同分為：

SS4B或SS4G組合兩萬噸列車分為2＋2、2＋1＋1、1＋2＋1、1＋1＋1＋1等。1＋1＋1＋1由于在日常運輸組織中難度較大，運輸效率低，一般不采用。見圖4～圖7。

圖1 SS4B或SS4G單元萬噸列車動力分布模式

圖2 大功率交流機車單元萬噸列車動力分布模式

圖3 SS4B或SS4G組合萬噸列車動力分布模式

圖4 2＋2組合模式

圖5 2＋1＋1組合模式

圖6 1＋2＋1組合模式

圖7 大功率交流機車組合兩萬噸列車一般采用1＋1組合模式

1.2 動力分布對列車運行品質(zhì)的影響

列車在運行中是一個非常復(fù)雜的受力體，正常情況下，列車是在軌面上做較規(guī)則的蛇行運動，一旦受力失衡，將會直接導(dǎo)致脫軌、顛覆等惡性事故的發(fā)生。特別是在坡道、彎道等復(fù)雜地段，更容易發(fā)生列車受力失衡。綜合考慮列車所受到的各種力，坡道的下滑力、彎道上的離心力及各種阻力等均是在外部條件的影響下產(chǎn)生的，是影響列車運行品質(zhì)的外因；而由機車產(chǎn)生的牽引力、動力制動力、空氣制動力，是列車的內(nèi)力，是影響列車運行品質(zhì)的內(nèi)因。因此，我們要提高列車的運行品質(zhì)，就必須要首先抓住內(nèi)因，控制好影響列車運行品質(zhì)的主要因素。

1.2.1 牽引工況下的列車受力（圖6）

列車在牽引工況下運行時，受到的內(nèi)力是機車牽引力，正常情況下，僅僅在需要停車時才會施加動力制動力及空氣制動力。所以機車牽引力是最主要的，也就是說在牽引工況時，我們主要應(yīng)該解決的問題是能拉得動。

圖8 受力分析

列車在牽引工況下，只要牽引力足夠大，克服運行阻力，就能滿足列車運行的需要，動力的分布對列車運行品質(zhì)的影響不是主要的原因。此時，線路狀況、乘務(wù)員操縱、車輛狀態(tài)等因素是影響列車運行品質(zhì)的主要原因。工務(wù)、車輛專業(yè)應(yīng)重點對設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進行檢查，使其符合列車運行要求；機務(wù)專業(yè)應(yīng)在優(yōu)化列車操縱辦法上下功夫，重點減小過分相、通過變坡點等情況時列車的沖動。特別是開行萬噸、兩萬噸等重載列車時，由于連掛的車輛多，列車長度大，蛇行運動更容易因沖動過大、設(shè)備技術(shù)條件不達(dá)標(biāo)造成受力失衡，從而引發(fā)事故。

2.2 通過理解與思辨，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)” 鼓勵學(xué)生在理解的基礎(chǔ)之上進行批判性學(xué)習(xí)，建立鼓勵批判和質(zhì)疑的評價機制，使學(xué)生在思辨中加深對知識的理解，通過表象看到問題的本質(zhì)，在師生和生生質(zhì)疑中催生高階思維，學(xué)生在思辨中增加思維的深度和思維的廣度。在思維的發(fā)散過程中能實現(xiàn)新舊知識的關(guān)聯(lián)及有機整合，從而實現(xiàn)知識的有意義建構(gòu)。在理解基礎(chǔ)之上的思辨還能實現(xiàn)知識的遷移與應(yīng)用，在實際問題的解決中更能讓能力得到有效的提升[3]。

1.2.2 制動工況下的列車受力

列車在制動工況下運行時，受到的內(nèi)力有機車的動力制動力、空氣制動力。特別是列車在連續(xù)長大下坡道地段運行時，為使列車能夠按規(guī)定速度平穩(wěn)運行，機車乘務(wù)員將對列車實施不間斷的循環(huán)制動。在列車實施制動、緩解、再制動、再緩解不停的循環(huán)過程中，影響列車受力均衡的主要因素是車輛制動和緩解的同步性。也就是說，所有車輛制動和緩解的同步性越好，列車的受力就越均勻，列車的運行品質(zhì)就越好；反之，列車的運行品質(zhì)會很差。而車輛制動和緩解同步性受列車管內(nèi)壓縮空氣制動波速和緩解波速的控制，波速越高，同步性越好。

（1）萬噸列車

經(jīng)過公司進行的萬噸列車靜、動態(tài)試驗，我們得出數(shù)據(jù)如表1～表3。

表1 靜態(tài)試驗數(shù)據(jù)

表2 動態(tài)試驗數(shù)據(jù)

表3 動態(tài)試驗數(shù)據(jù)

從表1中可以得出結(jié)論，萬噸列車1＋1和2＋0編組在下坡道運行實施循環(huán)制動時，由于受制動波速、制動空走時間、緩解充風(fēng)時間的影響，1＋1組合列車中車輛受力的同步性明顯優(yōu)于2＋0編組的單元列車。另外2＋0編組的列車要想滿足循環(huán)制動的條件，必須降低列車制動后的緩解速度，此時將大大影響運輸效率。通過試驗，我們看到在12‰下坡道列車循環(huán)制動時，1＋1編組列車的緩解速度可以達(dá)到54km／h，而2＋0必須在速度降為47km／h以下緩解才能滿足循環(huán)制動的要求。

從表2中的列車各種受力指標(biāo)看，我們可以很直觀的看到1＋1的運行品質(zhì)明顯優(yōu)于2＋0編組的列車，這也和表1中得到的數(shù)據(jù)相符。從表3中列車在12‰下坡道實施緊急制動后的數(shù)據(jù)來看，2＋0編組的萬噸列車充風(fēng)時間為1＋1編組列車的兩倍多，且2＋0編組列車在動力制動配合的情況下，充風(fēng)時間不能滿足循環(huán)制動的需要。

（2）2萬噸列車

2萬噸列車較萬噸列車而言，由于長度、質(zhì)量均成倍增加，列車在運行中的受力更加復(fù)雜多變，所以列車的運行品質(zhì)難以控制，稍有不慎，將帶來嚴(yán)重后果。大秦線開行2萬噸組合列車后，發(fā)生過多次脫軌事故，據(jù)了解，主要原因是列車在制動時，沖動過大，造成中部附近車輛脫軌。大秦公司管內(nèi)線路狀況、牽引機型與朔黃鐵路公司十分接近，他們的經(jīng)驗教訓(xùn)，值得我們借鑒。

大秦公司于2004年底開始著手進行2萬噸列車的試驗，最初使用的是4臺SS4G機車分4小列編組，即1＋1＋1＋1編組模式。2006年鐵道部決定在大秦線進行2×10 000t組合列車試驗，用和諧號機車牽引，組合方式為1＋1＋1，即一個主控機車，中部掛一個機車，尾部掛一個機車，兩個機車間牽引10 000t。這種開行模式，大大緩解了大秦線起始站湖東站的編組壓力，減少了站場改造工作量，為運輸組織解決了重大難題。

2008年鐵道部對大秦線2萬噸組合模式的機車牽引進行了動力學(xué)試驗，得出結(jié)論，1＋1＋1組合模式下，在牽引過程中，主要使用頭車和中部機車進行牽引，尾部機車并不參與牽引。尾部機車是在下坡道制動時參與制動，以防止慣性沖動造成車輛脫軌。根據(jù)這個試驗結(jié)論，同時根據(jù)大秦線線路的實際情況和和諧號機車牽引定數(shù)，決定在大秦線進行可控列尾試驗，既進行1＋1＋可控列尾編組模式，取消尾部機車，加上可控列尾，這樣，每個2萬噸編組取消了一個機車，節(jié)約了成本。經(jīng)過對大秦鐵路公司近幾年的運用數(shù)據(jù)來看，這一組合方式日趨成熟。

2 朔黃鐵路公司設(shè)備改造及萬噸列車開行情況

經(jīng)過前期的試驗論證，公司最終確定萬噸列車重車采用1＋1編組，空車采用2＋0編組的模式。自2009年10月15日開行萬噸列車以來，由最初的日均接發(fā)1＋1編組重車3列，到目前日均接發(fā)1＋1編組重車14.6列，2＋0編組空車10列。

目前在朔黃鐵路公司管內(nèi)運用的SS4B、SS4G機車制動機為DK－1G型和DK－1型，即將采購的交流機車采用DK－2型制動機，風(fēng)源系統(tǒng)采用的是螺桿泵壓縮機，打風(fēng)量為3.0m3／min；C64、C70及將要采購的C80車輛的制動系統(tǒng)均采用120－Ⅰ型制動分配閥，采用TECTROMS－Ⅰ型同步操縱系統(tǒng)，CHTLW－Ⅰ型列尾裝置。列車在高坡地段運行時，機車乘務(wù)員使用空電配合下山，在最困難區(qū)段的制動周期約為4min，每次空氣制動的初次減壓量約為50kPa。

公司在開行萬噸列車前，組織制定并不斷完善萬噸列車行車組織辦法，更換75kg／m無縫鋼軌及Ⅲ型枕，對線路、橋涵進行加固處理，對過負(fù)荷嚴(yán)重的牽引變電所及其他供電設(shè)備采取增容措施。合理的列車編組方式及各專業(yè)對行車設(shè)備的精心維護，持續(xù)改進，有利保障了萬噸列車安全開行。

3 結(jié)束語

通過對朔黃鐵路公司萬噸及大秦公司兩萬噸列車試驗及實際運行數(shù)據(jù)的分析，得出以下結(jié)論：

對于萬噸列車，重車方向應(yīng)采用1＋1的編組方式，空車方向既可采用1＋1也可采用2＋0的編組方式。經(jīng)過公司兩年多重車1＋1編組運行及近一年空車2＋0編組運行的實踐證明，與試驗數(shù)據(jù)基本吻合，方案可行。

對于兩萬噸列車，應(yīng)結(jié)合公司實際情況，最大限度的提高運能，減小編組兩萬噸列車對車站的影響。我們認(rèn)為在公司進行兩萬噸試驗時，應(yīng)重點對直流車的2＋2＋可控列尾及交流機車的1＋1＋可控列尾兩種編組方式進行試驗。在交流機車達(dá)到一定數(shù)量時，交流機車用于兩萬噸列車的牽引，直流機車用于萬噸列車的牽引，并均采用1＋1＋可控列尾的編組模式。

［1］神華神朔、朔黃鐵路萬噸列車牽引試驗報告（2008）JS（SYBG）第Z001號［R］.株州：南車株州電力機車有限公司技術(shù)中心檢測試驗站.

［2］耿志修.大秦鐵路重載運輸技術(shù)［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.