方坤榮

摘要：本文通過對HXD3D型機車運用現(xiàn)場實際情況進(jìn)行考察，了解HXD3D型機車在極寒天氣下的運用性能，發(fā)現(xiàn)運用中出現(xiàn)的問題，便于后續(xù)機車的改進(jìn)，提升用戶滿意度。

關(guān)鍵詞：極寒；HXD3D；適應(yīng)性

引言：

HXD3D型交流傳動快速客運電力機車是在HXD3型和HXD3B 型電力機車基礎(chǔ)上研制的六軸7200kW干線客運電力機車，其滿足環(huán)境溫度在-40℃～+40℃的條件下平穩(wěn)運行。[1]2017年12月，哈爾濱至滿洲里區(qū)間濱洲線電氣化鐵路全線開通，其客運線主要由配屬哈爾濱局三棵樹機務(wù)段HXD3D型機車擔(dān)當(dāng)交路，該地區(qū)冬季最低氣溫可達(dá)-50℃以下，這是我公司生產(chǎn)HXD3D型機車首次在如此高寒地區(qū)運行，特對其適應(yīng)性做出調(diào)研。

1機車適應(yīng)性調(diào)查

1.1 空轉(zhuǎn)問題

冬季鋼軌由于其導(dǎo)熱散熱能力較好，極易結(jié)冰。對于客運線，在早上第一趟車運行時，由于一夜的空置，鋼軌會結(jié)一層薄冰，其輪軌關(guān)系最差，摩擦系數(shù)最小，很容易發(fā)生空轉(zhuǎn)，尤其遇到上坡道，極可能造成機車空轉(zhuǎn)嚴(yán)重，無法正常爬坡。三棵樹機務(wù)段HXD3D機車多臺機車因空轉(zhuǎn)問題，牽引力不足，造成機破。

在發(fā)生空轉(zhuǎn)時，一般司機為抑制空轉(zhuǎn)會進(jìn)行將級位手柄拉回零位并進(jìn)行點踩撒砂操作。此種操作在空轉(zhuǎn)不是很嚴(yán)重時能夠進(jìn)行抑制，但在發(fā)生嚴(yán)重空轉(zhuǎn)時，其抑制效果甚微。HXD3D型機車為抑制空轉(zhuǎn)，其微機（TCMS）程序內(nèi)能自行監(jiān)測并發(fā)出指令控制牽引力輸出進(jìn)行抑制緩解，所以建議在發(fā)生空轉(zhuǎn)時，不要進(jìn)行回手柄操作。同時，由于撒砂系統(tǒng)管路為由機車中間部位向兩端排列，充風(fēng)建立壓力時間較長，點踩撒砂將很難為管路建立壓力，可能造成無法正常撒砂。所以，在發(fā)生空轉(zhuǎn)時，建議司機不要操作級位手柄，并且踩住撒砂超過30秒直至空轉(zhuǎn)消失。

1.2 橡膠產(chǎn)品性能

機車上橡膠產(chǎn)品較多，多用于各種密封件及防護(hù)件。同時，橡膠件對溫度較敏感，超出其工作范圍很容易發(fā)生變質(zhì)。由于HXD3D型機車能滿足-40℃溫度下運行，而濱州線西北部部分線路環(huán)境溫度最低已低于-40℃，高速運行時溫度將會更低，一般會比環(huán)溫還要低10℃以上。

受電弓阻尼器防護(hù)套為波紋式可伸縮橡膠產(chǎn)品。其位于機車車頂受電弓中組件，在進(jìn)行升降弓時，隨阻尼器進(jìn)行伸縮，起到防塵防護(hù)作用。其工況較為惡劣，運行中直接暴露在外，在哈局冬季環(huán)境中運行，車頂溫度可達(dá)到-50℃以下。機車回段整備時，時常發(fā)現(xiàn)部分防護(hù)套已經(jīng)變質(zhì)，變得非常脆，在升降弓過程中，極易發(fā)生斷裂。此處有防塵、防護(hù)作用，并不會對機車行車安全造成影響，但會對用戶日常檢修造成很多麻煩，在冬季將會增加很多檢修成本，建議對該防護(hù)套進(jìn)行改造，使其適應(yīng)高寒地區(qū)的運行工況。

安全閥，機車風(fēng)管路中重要的組成部分，其通過彈簧的形變與橡膠密封圈的密封達(dá)到當(dāng)超過規(guī)定風(fēng)壓值時排風(fēng)的目的。機車上常用的有1100kpa、950kpa和450kpa安全閥。在實際運用過程中，由于2017年冬的極寒天氣，對于橡膠密封件的考驗非常大，有部分機車出現(xiàn)450kpa安全閥在橡膠密封圈密封面處漏風(fēng)現(xiàn)象。通過拆解發(fā)現(xiàn)橡膠密封圈相較原來存在變硬的現(xiàn)象，致使密封不嚴(yán)，出現(xiàn)漏風(fēng)。應(yīng)急處理可通過調(diào)大其整定值，使其密封處壓接更牢固進(jìn)行處理，但機車回段后務(wù)必更換新的安全閥。由于本次極寒天氣為多年難遇的特殊情況，并且HXD3D型機車為首次在極寒天氣中運行，所以在做防寒加熱時未考慮到安全閥處的防寒問題，在今后做防寒時，可考慮在安全閥上，尤其是450kpa安全閥上增加加熱套，以保護(hù)其密封圈橡膠的性能。

制動軟管，位于機車走行部部分，分為制動缸軟管、停放缸軟管，型號共計6種，每臺車24根。在2018年2月，經(jīng)過整個極寒天氣，在逐漸回暖時，發(fā)現(xiàn)車下制動軟管出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，并且大范圍機車都存在一定程度的漏風(fēng)。通過對多臺機車的普查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)處全部為風(fēng)管壓接處。此種漏風(fēng)尚未影響機車保壓，但無法排除進(jìn)一步擴(kuò)大漏風(fēng)的風(fēng)險，尤其停放制動管路，一旦漏風(fēng)嚴(yán)重，達(dá)到無法充風(fēng)保壓的情況，將會造成運行中停放制動抱閘，機車無法正常緩解，造成機破等一系列問題。為降低風(fēng)險，將車下制動軟管進(jìn)行全范圍的更換。對于出現(xiàn)漏風(fēng)的制動軟管，將其返回生產(chǎn)廠家進(jìn)行拆解分析，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)處為橡膠密封圈與管路壓接實現(xiàn)密閉，此時該處密封圈已出現(xiàn)不同程度的龜裂，造成密封不良，出現(xiàn)漏風(fēng)。通過了解，該處制動軟管在全國其他地區(qū)應(yīng)用過程中并未出現(xiàn)過類似以上情況，并且2016年冬該批車在哈局運用時同樣沒有出現(xiàn)以上情況，而唯一不同的是2017年冬開通了濱州線，走進(jìn)了我國北部極寒地帶。極低的溫度造成此處橡膠密封圈龜裂，出現(xiàn)漏風(fēng)。

機車上橡膠產(chǎn)品一般適用溫度能達(dá)到-50℃，當(dāng)超出其適用溫度，其將以很快速度發(fā)生變質(zhì)，尤其以密封件體現(xiàn)最為明顯，將出現(xiàn)漏風(fēng)、滲油等密閉不良的情況。對于在高寒地區(qū)運用的機車，在機車生產(chǎn)過程中如果能對橡膠產(chǎn)品的型號進(jìn)行調(diào)整，以使其能適應(yīng)極端溫度環(huán)境，將會大大提高機車在冬季的穩(wěn)定性。

1.3 風(fēng)管路中存水問題

在空氣壓縮機進(jìn)行打風(fēng)時，會將空氣中的水汽同樣打進(jìn)總風(fēng)中，在進(jìn)入總風(fēng)前通過干燥器將大部分水汽進(jìn)行干燥，保障總風(fēng)中基本不含水汽。但干燥器干燥效果不會達(dá)到100%，總會有部分水汽進(jìn)入總風(fēng)，并到達(dá)各支路中，主要存于制動管路及升弓管路中。

在制動管路中，由于總風(fēng)到制動管路最先經(jīng)過制動柜，并且制動柜處管路彎曲復(fù)雜，若有多余水汽大多存于此處。常見存水處為制動柜上壓力開關(guān)模塊處，在冬季，若該處不做防寒處理，壓力開關(guān)處通道將逐漸因水汽在管壁處析出冷凝水并凍結(jié)，使通道直徑變小，過風(fēng)較慢，造成壓力值與實際值不符。出現(xiàn)在總風(fēng)達(dá)到900kpa還繼續(xù)打風(fēng)造成安全閥動作或當(dāng)總風(fēng)低于750kpa時空壓機也不進(jìn)行打風(fēng)等一系列反常現(xiàn)象。在制動柜各閥件模塊處，增加防寒加熱套可有效緩解制動柜處結(jié)冰情況。

在升弓管路中，由于管路要由機械間向車頂排列，到達(dá)受電弓，所以管路中存水的話將主要存于管路最低點，水會流到升弓氣路板上的壓力開關(guān)處，若此處凍結(jié)，將會造成升弓回路過風(fēng)慢，受電弓氣囊壓力建立慢，嚴(yán)重時將會造成超出升弓時間，造成“自動降弓裝置動作”，使受電弓無法升起。若想使管路通暢，可在存水點管路設(shè)置一排水旁通及塞門，定期對升弓風(fēng)回路進(jìn)行排水，將有效解決此問題。

1.4 機車段備存放

機車除在線上運行外，一部分機車回段后會在段內(nèi)停留較長時間，如果冬季機車長期處于室外冷機停放狀態(tài)，車頂受電弓等活動件將極易被凍住，造成想再次動作時，無法正常啟動。所以在冬季，機務(wù)段一般對電力機車打溫提出一定要求。

打溫時，一般要求打溫司機升弓使車上設(shè)備全部投入工作，使其處于熱機狀態(tài)，并將防寒加熱全部打開，一段時間后交替升另一個受電弓，確定兩個弓都處于可升起狀態(tài)，總打溫時間一般不低于20分鐘。并且當(dāng)環(huán)境溫度在-20℃以下時，每隔2小時進(jìn)行一次打溫，環(huán)境溫度在-20℃及以上時，每隔3小時進(jìn)行一次打溫作業(yè)。此種方式很好的使機車一直處于熱備狀態(tài)，當(dāng)臨時想用車時，可直接運用，極大的滿足用戶的使用要求。

結(jié)語：

通過此次調(diào)研，發(fā)現(xiàn)HXD3D型機車在高寒地區(qū)運行相對較為穩(wěn)定，但暴露出的問題同樣很多，一些問題亟待解決。這只是HXD3D型機車度過的第一個極寒冬季，相信在今后的逐步改造改進(jìn)中，該型車會越來越適應(yīng)此環(huán)境下的運用，提高用戶運用滿意度。

參考文獻(xiàn)

[1]HXD3D型交流傳動快速客運電力機車使用說明書.中國北車集團(tuán)大連機車車輛有限公司，2012.

（作者單位：中車大連機車車輛有限公司）