重载机车总风压力控制的改进

重载机车总风压力控制的改进

李潇

（中车株洲电力机车有限公司， 湖南 株洲 412001）

摘要：2万吨列车是重载铁路提高运能的最有效的方式，针对朔黄铁路2万吨列车发生途停的原因分析，明确了朔黄2万吨存在充风不足的问题，与中部机车总风压力密切相关。开始缓解时机车总风压力偏低时造成列车管充风不足的主要原因。通过查阅论文资料，论证了机车总风压力750-900KPa存在设计缺陷，并给出了改进意见。

【关键词】 2万吨、 从控机车、 充风

1.研究目的

2万吨列车是重载铁路线提高运量最有效的方式，HXD型8轴大功率重载交流机车在大秦铁路和朔黄铁路担当2万吨列车牵引任务，运量年都超过了3.5亿吨。2万吨列车都采用1+1+可控列尾的编组模式，列车制动时为前中后3点排风，缓解时为前中机车充风。2万吨列车循环制动后缓解充风，主控机车负担较小充风时间短，中部从控机车要向前部和后部全列车充风，运行中经常发生列车尾部没充满风就必须再次制动，以防止超速。

图1 从控机车示意图

2万吨列车中最大的特点是从控机车制动机的充风既要完成后部万吨列车充风要求，又要给从控机车前的列车管充风，要比主控机车负担大的多。在SS4型8轴机车1+1牵引的万吨列车中，由于后部是66辆车辆，车辆较少且有足够的时间整列车辆能够充满风。2万吨后部列车数增加到108辆时，存在充不满风就下闸的情况，比如缓解前总风缸压力760KPa，缓解后总风压力会急剧下降，机车总风压力与列车管压力差较小，充风流量较低，必然会造成下一把闸车辆制动力减弱，给列车操纵带来困难。朔黄铁路已经立项了万吨列车的自动驾驶，更是要求每把闸都必须充满风以确保车辆制动力的一致性。因此对总风缸压力的研究很有现实价值和必要性。

2.现状分析

货物列车制动主管定压研究[1]从制动黏着、循环制动充风性能及紧急制动性能3方面研究了两种定压货车的制动性能。为了保证高坡地区及高速区段列车更高的运行速度、更短的紧急制动距离和运行安全，朔黄铁路自2001年成立起重载运输线列车主管定压选择600KPa。在早期66辆的普列、116辆的万吨列车上，循环制动可以正常使用。

图2 主风缸与列车管压差对常用制动后缓解时间及再充气时间影响

重载列车制动主管定压500KPa和600KPa时，两种列车主管定压与机车总风缸定压的差值严重影响列车管充风时间[2]。从图2中可以看出若列车主管定压500KPa，初减压50KPa后，与机车主风缸最低压力760KPa有310KPa的差值，主风缸与列车管压力在300KPa以下时，再充气所用时间变长。当列车管定压600KPa时，初减压后最小差值为210KPa，可看出与机车主风缸压力850KPa时间变化较大，会造成列车管充风不足，下一把闸的制动力会偏弱。

根据朔黄铁路试验数据，2万吨列车减压量50KPa时，最小充风时间为166秒，目前操纵办法再充风时间为180秒。当减压量为60KPa时，180秒内存在充风不足的隐患，要求停车后再缓解开车。

3.结论与建议

按照310KPa的最小差值计算，2万吨的从控机车总风压力应确保在860KPa以上，才能满足180秒内充满风。HXD1型机车使用3.0L/min的螺杆泵，一个压缩机工作，供风量小于机车充风开始的需求量，2台压缩机工作，供风量大于机车充风开始时的流量。压缩机的供风曲线应符合再充风先大后小的曲线，提出以下改进

（1）在2万吨从控模式下，机车总风缸压力最小为860KPa，范围由原来的750--900KPa改为860--950KPa。

（2）再充风开始时，2台压缩机投入，在压力大于900KPa后改为1台压缩机工作。

（3）板键开关改造如图，只需要在开关处拆除E12——17线，逻辑改为【自动位--自动位--强泵位】，彻底解决了因开关接触不良或司机误操作引起的压缩机不工作的问题。

在2万吨重载列车中，从控机车承担复杂、多变的工况，对机车主风缸压力及制动系统充风能力的研究，提出了科学的改进措施。在目前列车准备缓解前，主控从控司机呼唤应答，通过强泵风方式确保从控机车较高的风压的基础上，本文提出的方案，能从设备上保证安全消除人为隐患。

参考文献：

[1]：杨欣，等，货物列车制动主管定压研究[J]，铁道机车车辆，2015.04

[2]：项宇航，重载列车机车风源系统研究[D]，大连: 大连交通大学: 2010

[3]：刘豫湘，等，机车风源系统供风能力的研究[J]，电力机车与城轨车辆，2003.09