李祥奎 上海鐵路局合肥機(jī)務(wù)段

HXN5型內(nèi)燃機(jī)車長(zhǎng)大上坡道起車操縱方法的探討

李祥奎 上海鐵路局合肥機(jī)務(wù)段

皖贛線霞西至績(jī)溪縣間補(bǔ)機(jī)交路取消之后，使用HXN5型內(nèi)燃機(jī)車單機(jī)牽引，該區(qū)段坡道大而長(zhǎng)、曲線半徑小而多，給機(jī)車乘務(wù)員操縱帶來一定的考驗(yàn)。從線路狀況、機(jī)車性能和操縱要點(diǎn)等方面，對(duì)HXN5型內(nèi)燃機(jī)車在長(zhǎng)大上坡道區(qū)段的操縱方法進(jìn)行了研究探討，可以給實(shí)際運(yùn)用帶來一定的參考和借鑒意義。

HXN5；內(nèi)燃機(jī)車；上坡道；操縱方法

合肥機(jī)務(wù)段使用DF4B貨運(yùn)機(jī)車擔(dān)當(dāng)蕪湖東至績(jī)溪縣間貨車交路，單機(jī)牽引定數(shù)2 300 t，其中霞西至績(jī)溪縣間使用DF4B補(bǔ)機(jī)，牽引定數(shù)為3 500 t。根據(jù)總公司要求，2014年10月取消補(bǔ)機(jī)交路，更換為HXN5型內(nèi)燃機(jī)車牽引，牽引定數(shù)維持3 500 t不變。雖然HXN5機(jī)車功率大，但是在長(zhǎng)大上坡道、曲線半徑小的區(qū)段停車后起動(dòng)列車有一定的難度，如果起動(dòng)不成功，請(qǐng)求救援將對(duì)運(yùn)輸造成干擾。通過研究線路特點(diǎn)、機(jī)車性能，結(jié)合機(jī)車牽引試驗(yàn)，對(duì)機(jī)車操縱方法進(jìn)行研究?jī)?yōu)化，可以提高機(jī)車乘務(wù)員在長(zhǎng)大上坡道的起車操縱水平，可以減少或避免坡停、運(yùn)緩現(xiàn)象的發(fā)生。

1 皖贛線線路概況

蕪湖東至績(jī)溪縣全長(zhǎng)198 km，其中宣城至績(jī)溪縣為單線半自動(dòng)閉塞，該區(qū)段坡道大而長(zhǎng)，曲線半徑小而多，霞西至績(jī)溪縣間原為補(bǔ)機(jī)區(qū)段，府祝-甲路、黃土坑-際坑口為坡道曲線困難的區(qū)段。

府祝站下行為關(guān)鍵站，站中心位于2.0‰上坡道。府祝-甲路下行區(qū)間為連續(xù)長(zhǎng)大上坡道且為曲線，0.2‰-2‰上坡道2 135 m，4‰-7‰上坡道1 850 m，7.5‰-8.9‰上坡道3 725 m，9‰-10.2‰上坡道2 600 m，共10 310 m。上坡道的小曲線半徑多而且長(zhǎng)，曲線半徑400 m線路2 492 m，曲線半徑450 m線路700 m，曲線半徑500 m線路2 385 m，曲線半徑660 m線路556 m，共6 133 m。

黃土坑站下行為關(guān)鍵站，站中心位于2.5‰上坡道。黃土坑-際坑口下行區(qū)間為連續(xù)長(zhǎng)大上坡道且為曲線，5.2‰-7.4‰上坡道1 230 m，8.4‰-9‰上坡道2 620 m，9.2‰-10.4‰上坡道2810m，共6660m。上坡道的小曲線半徑多而且長(zhǎng)，曲線半徑400m線路1134m，曲線半徑450m線路490m，曲線半徑500m線路215m，曲線半徑800m線路302m，共2141m。

相關(guān)坡道曲線簡(jiǎn)圖如圖1、圖2所示：

圖1 府祝-甲路間坡道、曲線簡(jiǎn)圖

圖2 黃土坑-際坑口間坡道、曲線簡(jiǎn)圖

2 HXN5內(nèi)燃機(jī)車基本性能

2.1 相關(guān)技術(shù)參數(shù)

（1）柴油機(jī)功率4 660 kW

（2）額定功率（牽引發(fā)電機(jī)輸入功率）4 400 kW

（3）輪周功率 4 003 kW

（4）交流電傳動(dòng)方式

（5）起動(dòng)牽引力620 kN

（6）持續(xù)牽引力565 kN

（7）最高速度120 km/h

（8）持續(xù)速度25 km/h

（9）恒功率速度范圍22.3 km/h～120 km/h

（10）軸重25t±3%

（11）牽引電機(jī)功率693 kW

（12）牽引電機(jī)持續(xù)電流647 A

（13）最大起動(dòng)電流(基波有效值)851 A

2.2 機(jī)車牽引特性

HXN5型機(jī)車主控制手柄有8個(gè)檔位。圖3是HXN5型機(jī)車在兩個(gè)不同環(huán)境溫度/海拔高度條件下（23℃/2 500 m、40℃/700 m）、正常工況下、最高手把位、6根動(dòng)軸發(fā)揮牽引力時(shí)的設(shè)計(jì)牽引特性曲線。

圖3 HXN5型內(nèi)燃機(jī)車牽引特性曲線

2.3 各檔位轉(zhuǎn)速和功率對(duì)照表（見表1）

表1 各檔位轉(zhuǎn)速和功率對(duì)照表

2.4 坡道上起動(dòng)所需要的牽引力

以經(jīng)驗(yàn)公式F=G×（i+3.5）/100進(jìn)行計(jì)算，相應(yīng)坡道、牽引重量需要的牽引力見表2。

表2 相應(yīng)坡道、牽引重量需要的牽引力見

2.5 制動(dòng)機(jī)性能

采用CCBⅡ電空制動(dòng)系統(tǒng)，有自動(dòng)制動(dòng)手柄和單獨(dú)制動(dòng)手柄。客運(yùn)模式允許均衡風(fēng)缸部分再充風(fēng)，均衡風(fēng)缸的壓力由自動(dòng)制動(dòng)手柄的位置控制，即階段緩解功能。貨運(yùn)模式則只有自動(dòng)制動(dòng)手柄在運(yùn)轉(zhuǎn)位時(shí)才可對(duì)均衡風(fēng)缸充風(fēng)，即一次緩解功能。

2.6 粘著性能

受線路條件制約，HXN5機(jī)車的軸重由原型機(jī)AC6000機(jī)車的32 t調(diào)整為25 t，所以軸重限制了牽引力的發(fā)揮，機(jī)車持續(xù)牽引力與原型機(jī)相比，也減少了約24%。實(shí)際運(yùn)用中普遍反應(yīng)，在雨雪等不良天氣條件下，HXN5機(jī)車很容易產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，特別是在上坡道和曲線區(qū)段。

3 上坡道停車起車的操縱方法

3.1 上坡道停車時(shí)的操縱

遇特殊情況需要在上坡道停車時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）停車地點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在相對(duì)平直的線路，并盡量避開通訊盲區(qū)。

（2）使用常用減壓方式停車。

（3）停車前，適量撒砂，并使用單閥適當(dāng)增加機(jī)車制動(dòng)力，使列車車鉤在壓縮狀態(tài)下停車，停車后應(yīng)立即將列車管追加到100 kPa。

停車要點(diǎn)：選擇地點(diǎn)、適當(dāng)撒砂、單推小閘、注意防溜。

3.2 上坡道起車前的準(zhǔn)備

上坡道起車前，應(yīng)根據(jù)天氣、線路坡道、曲線、列車編組、機(jī)車狀況等因素綜合考慮，做好思想準(zhǔn)備，切忌慌亂，忙中出錯(cuò)，造成起車失敗。應(yīng)做到：

（1）起車前，要建立較高的總風(fēng)缸風(fēng)壓（900 kPa以上），確保緩解后向列車管快速充風(fēng)。

（2）將換向手柄置前位，確認(rèn)各輔助機(jī)組起動(dòng)正常。

（3）將智能顯示終端畫面調(diào)至牽引數(shù)據(jù)畫面，以便觀察各牽引電機(jī)功率、牽引力的發(fā)揮情況。

（4）提前做好預(yù)想，根據(jù)減壓量的大小，判斷全列車緩解所需要的時(shí)間（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可按每秒鐘緩解5輛計(jì)算），確定給定調(diào)速手柄的時(shí)機(jī)。

起車準(zhǔn)備要點(diǎn)：建立風(fēng)壓、確認(rèn)正常、調(diào)整界面、切忌慌張。

3.3 上坡道起車的操縱

（1）起車時(shí)先緩解機(jī)車制動(dòng)，將機(jī)車牽引力提高至60kN～90kN左右，將機(jī)車與車輛的車鉤拉開。

（2）然后再緩解列車制動(dòng)，在緩解列車制動(dòng)的同時(shí)，逐步提高手柄位置，將牽引力給至列車起動(dòng)所需要的牽引力（約440 kN-460 kN），利用后部車輛制動(dòng)逐步緩解的瞬間起動(dòng)列車。（按每秒鐘緩解5輛計(jì)算，確定給定調(diào)速手柄的時(shí)機(jī)。）

（3）通過地面仔細(xì)觀察機(jī)車移動(dòng)的距離，動(dòng)車后應(yīng)提高機(jī)車牽引力，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行“點(diǎn)式”撒砂，防止機(jī)車空轉(zhuǎn)造成起車失敗。

起車要點(diǎn)：緩機(jī)車、提手柄、緩大閘、快加載、動(dòng)車后、防空轉(zhuǎn)。

4 操縱失誤的常見原因

（1）停車前沒有為起車做好準(zhǔn)備，致使全列車車鉤在伸張狀態(tài)。

（2）起車前未建立較高的總風(fēng)缸風(fēng)壓，致使列車緩解時(shí)間過長(zhǎng)。

（3）緩解時(shí)機(jī)與提調(diào)速手柄時(shí)機(jī)不當(dāng)，提手柄太晚，造成列車后溜。

（4）坡道起車時(shí)，牽引手柄在牽引位停留時(shí)間不足，在機(jī)車未發(fā)揮最大功率時(shí)退回牽引手柄。

（5）因HXN5型機(jī)車具有軸重轉(zhuǎn)移控制功能，機(jī)車在小幅空轉(zhuǎn)后，機(jī)車將會(huì)根據(jù)列車運(yùn)行速度、牽引力自動(dòng)尋找粘著點(diǎn)逐步增加牽引力，如果乘務(wù)員操之過急，盲目降低牽引力，會(huì)使空轉(zhuǎn)進(jìn)一步加劇。

5 上坡道起車操縱需要注意的幾個(gè)事項(xiàng)

（1）機(jī)車出庫(kù)前，乘務(wù)員要認(rèn)真確認(rèn)撒砂、空壓機(jī)性能良好，開車前根據(jù)列車編組做好預(yù)想，運(yùn)行中根據(jù)制動(dòng)機(jī)貫通試驗(yàn)掌握列車制動(dòng)性能。

（2）加強(qiáng)車機(jī)聯(lián)控，掌握前方區(qū)間的列車運(yùn)行情況，確保本列車有足夠的闖坡距離，防止因等信號(hào)影響闖坡速度。

（3）加強(qiáng)瞭望和鳴笛，避免在長(zhǎng)大上坡道發(fā)生路外傷亡。積極正確處理運(yùn)行途中的機(jī)車故障，避免不必要的停車。

（4）坡道起車時(shí)，司機(jī)必須正確判斷后部車輛的緩解狀態(tài)和緩解時(shí)間，掌握好提手柄時(shí)機(jī)，避免因操縱不當(dāng)而造成空轉(zhuǎn)、斷鉤、列車分離。

如起動(dòng)失敗放棄起車時(shí)，應(yīng)先采取制動(dòng)措施，同時(shí)迅速退回牽引手柄，防止打傷鋼軌和列車溜逸。

再次起車時(shí)不宜超過兩次，緩解和制動(dòng)的時(shí)間間隔要充足，防止因反復(fù)緩解制動(dòng)，造成車輛副風(fēng)缸充風(fēng)不足，制動(dòng)失效。

（5）起車時(shí)如果撒砂不當(dāng)，大量而頻繁地撒砂會(huì)直接影響軌道信號(hào)地傳遞，并且會(huì)增加后部車輛的運(yùn)行阻力，特別是比較潮濕的砂子，容易粘附于軌面，其副作用更為顯著，所以要正確撒砂，盡量采用預(yù)防性撒砂、“點(diǎn)式”撒砂。

（6）上坡道起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的空轉(zhuǎn)，會(huì)造成LKJ距離誤差，在空轉(zhuǎn)消除后或者進(jìn)站前，應(yīng)根據(jù)地面公里標(biāo)或者信號(hào)機(jī)位置，確認(rèn)LKJ距離誤差大小，并及時(shí)進(jìn)行校正。

（7）根據(jù)天氣或機(jī)車性能的具體情況，司機(jī)提前向列車調(diào)度員說明情況，調(diào)度員在困難區(qū)段組織雙機(jī)牽引或在具備爬坡條件后再放行，可以避免坡停和救援現(xiàn)象的發(fā)生。

6 結(jié)束語

重點(diǎn)熟悉并掌握線路的特點(diǎn)和機(jī)車的性能，在日常運(yùn)用中注重總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握長(zhǎng)大上坡道的操縱方法和技巧，及時(shí)做好機(jī)車乘務(wù)員的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，可以提高乘務(wù)員的操縱水平，減少或避免坡停、運(yùn)緩現(xiàn)象的發(fā)生。

[1]郝金偉.HXN5型大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車.機(jī)車電傳動(dòng).2009年。

[2]北京鐵路局.HXN5型內(nèi)燃機(jī)車乘務(wù)員手冊(cè).中國(guó)鐵道出版社.2011年.

責(zé)任編輯：宋飛 張萼輝

來稿時(shí)間：2015-5-19