劉威（中車大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧大連116000）

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大功率重載電力機(jī)車的設(shè)計(jì)及技術(shù)發(fā)展

劉威
（中車大連機(jī)車車輛有限公司，遼寧大連116000）

摘要：隨著重載鐵路運(yùn)輸量的不斷增加，傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方式將不再適用，必須借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，制定成套的維修規(guī)則，在維修方式上要改變過去的計(jì)劃維修模式，采取檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)、維修、治理動(dòng)態(tài)結(jié)合的方法，推行狀態(tài)檢修、天窗檢修、集中修等不同的方式。

關(guān)鍵詞：大功率；電力機(jī)車；技術(shù)特點(diǎn)；發(fā)展歷程

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)大功率重載電力機(jī)車技術(shù)已經(jīng)走在了世界的前列，目前每列重載列車牽引質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到1萬～2萬t，遠(yuǎn)超國(guó)際重載運(yùn)輸協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。所謂牽引質(zhì)量，指的是機(jī)車牽引貨物列車的總噸數(shù)，也稱牽引噸數(shù)、列車重量。所謂軸重，軸重是指一個(gè)鐵路車輛輪對(duì)承受的機(jī)車或車輛重量。軸重反映了軌道承受的靜荷載強(qiáng)度。鐵路的軸重越大，每輛車裝載的貨物就越多，每列車?yán)呢浳锞驮蕉?。?dāng)然軸重也不能無限大，必須經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算和多方面的比較，因?yàn)檩S重越大，對(duì)鐵軌施加的壓力就越大，鋼軌損壞的周期就越短，鐵路維修費(fèi)用就越高。大功率重載電力機(jī)車的設(shè)計(jì)及技術(shù)發(fā)展設(shè)計(jì)與技術(shù)將如何發(fā)展，是值得人們思考的問題。天窗修是利用每天線路行車的空閑時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，天窗指的是在鐵路運(yùn)行圖上留出的行車之間的間隔時(shí)間，每天定點(diǎn)定時(shí)。所謂有規(guī)矩才能成方圓，有了先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)維檢修機(jī)械，還要配套先進(jìn)的管理制度，讓軟硬件相結(jié)合，才能將工作做到實(shí)處。

1 大功率電力機(jī)車的技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)車采用交直交電傳動(dòng)主電路形式，可靠性高，易于維護(hù)。車體采用中央梁承載方式，便于模塊化生產(chǎn)。據(jù)了解，一臺(tái)大功率和諧型電力機(jī)車的試運(yùn)行成功，將使得當(dāng)?shù)剡\(yùn)用車間直乘的貨運(yùn)機(jī)型發(fā)生了歷史性的變革，也由此從經(jīng)歷蒸汽機(jī)時(shí)代到內(nèi)燃機(jī)車時(shí)代，再到環(huán)保節(jié)能的電力和諧機(jī)車時(shí)代的華麗轉(zhuǎn)變。

“火車跑得快，全靠車輪帶”。在鐵路運(yùn)輸中，機(jī)車車輪起著傳遞牽引動(dòng)力和主制動(dòng)力作用，是影響鐵路機(jī)車安全可靠性的關(guān)鍵部件，其制造技術(shù)難度與高速車輪相當(dāng)。上世紀(jì)，我國(guó)鐵路機(jī)車全部采用組合車輪。隨著鐵路客運(yùn)提速、貨運(yùn)重載發(fā)展，組合車輪正被整體車輪替代。

2 目前我國(guó)電力機(jī)車的運(yùn)行現(xiàn)狀

重載列車運(yùn)行試驗(yàn)取得圓滿成功，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鐵路重載列車牽引重量從2萬～3萬t的跨躍。這是我國(guó)鐵路重載技術(shù)創(chuàng)新的重大突破，是我國(guó)鐵路重載運(yùn)輸發(fā)展的新的里程碑。這次試驗(yàn)的成功實(shí)施，不僅對(duì)提高鐵路運(yùn)輸能力、滿足日益增長(zhǎng)的鐵路運(yùn)輸需求具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且推動(dòng)了我國(guó)鐵路重載技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

重載試驗(yàn)是模擬磁浮運(yùn)營(yíng)時(shí)載客的情況，以沙袋的重量代替乘客的重量，監(jiān)測(cè)重載工況下磁浮列車的運(yùn)行情況。據(jù)技術(shù)人員介紹，重載試驗(yàn)的目的就是要在保證列車運(yùn)載量達(dá)到極值時(shí)，列車仍能浮得起、拉得動(dòng)、跑得穩(wěn)，還能安全地停下來。目前，在緊急制動(dòng)工況下，參數(shù)值為時(shí)速100km的重載列車必須在297m內(nèi)安全把車停下來。長(zhǎng)沙磁浮快線在試驗(yàn)時(shí)制動(dòng)距離為249m，試驗(yàn)結(jié)果良好。每天保持24h“在線”不間斷調(diào)試。如果各項(xiàng)調(diào)試情況穩(wěn)定，預(yù)計(jì)最快時(shí)間內(nèi)就能按圖試跑，之后將投入載客試運(yùn)營(yíng)。所謂按圖試跑指的是磁浮列車司乘人員按正式開通流程標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，發(fā)車時(shí)間、發(fā)車間隙、行車速度、停站時(shí)間等嚴(yán)格按照正式開通運(yùn)營(yíng)后運(yùn)行圖操作，以保證列車準(zhǔn)點(diǎn)率和故障率。

3 未來電力機(jī)車的發(fā)展環(huán)境

我國(guó)的鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)簡(jiǎn)稱TDCS，是利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等現(xiàn)代化手段，通過專用數(shù)據(jù)通道，將鐵路調(diào)度中心以及各個(gè)車站連接而成的實(shí)時(shí)可靠安全的指揮網(wǎng)絡(luò)。鐵路總公司的調(diào)度中心是總統(tǒng)領(lǐng)和核心，各大鐵路局的調(diào)度中心是二級(jí)系統(tǒng)，同時(shí)也是調(diào)度指揮的實(shí)施單位，各個(gè)車站是TDCS的接收終端，由車站的值班員執(zhí)行調(diào)度中心的各項(xiàng)指令，傳達(dá)給鐵路司機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)安全行車。這種傳統(tǒng)的調(diào)度集中系統(tǒng)存在很多缺點(diǎn)，實(shí)際執(zhí)行過程中也不太好用，比如系統(tǒng)的智能化程度不高，調(diào)度中心只管行車不管調(diào)車，使得中心的控制權(quán)與車站的控制權(quán)頻繁交接，降低使用效率，同時(shí)可靠性差，無線通信手段也不能滿足越來越繁重的調(diào)度工作要求。因此，這套系統(tǒng)不但沒有給各級(jí)運(yùn)輸部門帶來便利，反而弄出了很多麻煩。

目前我國(guó)主要采取分散自律性調(diào)度集中系統(tǒng)，自律分散調(diào)度集中就是基于TDCS系統(tǒng)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息處理技術(shù)和智能化軟件，以列車運(yùn)行階段計(jì)劃控制為中心，兼顧列車作業(yè)的高度自動(dòng)化，將列車運(yùn)行階段計(jì)劃下傳到各個(gè)車站的自律機(jī)中自主自動(dòng)執(zhí)行。分散，指的是設(shè)備分散、功能分散，從而將危險(xiǎn)也分散降低。自律，指的是設(shè)置在車站的自律機(jī)對(duì)不同來源的指令進(jìn)行協(xié)調(diào)，從調(diào)度中心到車站的控制權(quán)不再轉(zhuǎn)換，從而自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)車站信號(hào)聯(lián)鎖裝置的控制。CTC設(shè)備主要由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和調(diào)度中心與車站、車站與車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，主要功能包括列車運(yùn)行監(jiān)督、車次號(hào)自動(dòng)跟蹤、到發(fā)站點(diǎn)自動(dòng)采集、自動(dòng)描繪實(shí)際列車運(yùn)行圖、自動(dòng)調(diào)整階段行車計(jì)劃、通過網(wǎng)絡(luò)下達(dá)調(diào)度命令。

4 結(jié)語

重載運(yùn)輸早已被世界公認(rèn)為貨運(yùn)發(fā)展方向，近50年來，世界重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了重載列車試驗(yàn)牽引重量的世界紀(jì)錄不斷被刷新：1967年10月，美國(guó)開行了500輛煤車編組的重載列車，列車全長(zhǎng)6 500m，總重達(dá)44 066t。1989年8月，南非開行了660輛貨車編組的重載列車，列車全長(zhǎng)7 200m，總重達(dá)71 600t。2001年6月，澳大利亞開行了682輛貨車編組的重載列車，列車全長(zhǎng)7 353m，總重達(dá)99 734t?？粗@一組組令人瞠目結(jié)舌的數(shù)據(jù)，中國(guó)的3萬t與之相比，顯示出中國(guó)重載運(yùn)輸與世界重載強(qiáng)國(guó)之間差距之大。那么，中國(guó)鐵路重載運(yùn)輸牽引重量什么時(shí)候突破追趕上他們的步伐，什么時(shí)候能成為重載強(qiáng)國(guó)。新生代“超級(jí)大力士”的誕生給了我們美好的期待，相信有了它的牽引，中國(guó)重載列車牽引重量能夠有所突破，中國(guó)成為真正的重載強(qiáng)國(guó)指日可待。

參考文獻(xiàn)：

［1］張紅霞，李立山，楊俊杰.HX_D2B型大功率交流傳動(dòng)六軸電力機(jī)車車體強(qiáng)度分析［J］.電力機(jī)車與城軌車輛，2011，（03）：192.

［2］張四枚.我國(guó)鐵路第一代雙層集裝箱專用車的研制［C］//“粵京港滬”四鐵道學(xué)會(huì)第九屆學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.2005.

［3］史存林.秦沈客運(yùn)專線路基工程技術(shù)特點(diǎn)［C］//鐵道科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展——鐵道科學(xué)研究院五十五周年論文集.2005.

［4］周靜恒，喻軍.200km/h軟橫跨接觸懸掛施工技術(shù)探討［C］//中國(guó)電氣化鐵路兩萬公里學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2005.

［5］喻軍，周靜恒，王繼德.接觸網(wǎng)新形式施工組織模式探索［C］//中國(guó)電氣化鐵路兩萬公里學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2005.

［6］趙克元，孫欽友.LKJ電纜檢測(cè)裝置的研制［C］//江蘇省鐵道學(xué)會(huì)2009年度獲獎(jiǎng)?wù)撐膶］?2009.

［7］王曉波.濟(jì)南鐵路局辦公信息系統(tǒng)的分析與應(yīng)用［C］//鐵道部信息技術(shù)中心成立30周年暨鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）工程全面竣工投產(chǎn)TMIS工程建設(shè)論文專輯（二）.2005.

［8］畢鑫，馬衛(wèi)華，羅世輝.重載機(jī)車徑向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)分析[J].鐵道機(jī)車車輛，2013，（05）：65.

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

中圖分類號(hào)：U264

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674- 8646（2016）09- 0028- 02

收稿日期：2016- 03- 11