关于HXD2型机车运缓途停问题相应措施的研讨

关于HXD2型机车运缓途停问题相应措施的研讨

张德贵

迎水桥机务段     宁夏中卫市  755000 

摘要:受降雪、冰冻等恶劣天气的影响，HXD2型机车空转引发牵引力发挥不稳定，导致牵引的列车不同程度发生了途停、运缓问题，干扰了正常的铁路运输秩序。通过现场盯控、数据分析、添乘试验等方式对存在问题进行分析查找，制定针对性的预防措施，有效防范季节性安全隐患的发生，恢复正常的运输生产，保证机车质量安全稳定。

关键字：空转、途停、运缓、运输生产、季节性安全隐患

一、HXD2型机车途停、运缓问题的统计

（一）按机车主变流柜控制系统统计

1.北车心系统：发生运缓途停信息总计32件。

2.东芝系统：发生运缓信息25件。

（二）按牵引吨数统计

牵引吨数在4000-4500吨发生运缓及途停信息总计37件，牵引吨数在3500-4000吨发生运缓及途停信息总计15件，牵引吨数在3000-3500吨发生运缓及途停信息总计4件，牵引吨数在3000以下发生运缓及途停信息总计1件。

（三）按轮对磨耗状态统计

轮径在1220mm至1250mm范围的机车33件；轮径在1200mm至1220mm范围的机车13件；轮径在1198mm至1200mm范围的机车9件；轮径在1160mm至1180mm范围的机车2件。

二、机车控制程序等相关现状调查

（一）系统空转撒砂说明

1.北车心系统检测轮对空转及其自动撒砂的控制方法是：设定机车加速度阈值k，当控制系统检测到某轴车轮加速度超出设定阈值k，TCU判断该轴发生空转同时给MPU发送自动撒沙指令，机车通过自动撒砂抑制整车空转。

2.东芝系统检测轮对空转及其自动撒砂的控制方法是：车行方向的最后一轴（单节）采用加速度控制方式，加速度超出设定阈值判定为空转，其它轴与机车速度进行速度比较，当速度偏差超出设定速度偏差阈值判定为空转，TCU判断发生空转同时给MPU发送自动撒沙指令，通过自动撒沙抑制该轴控制。

（二）机车牵引特性原理

1.机车准恒速控制

机车牵引特性采用级位控制，按司控器手柄位置确定速度大小。机车的速度从速度范围的最低值缓慢行驶，为了达到设定的速度，发挥牵引力。当机车速度接近设定的目标速度范围时，牵引电动机的牵引力自动减小。当机车速度达到目标速度时，牵引电动机的牵引力为0。当线路条件发生变化时，机车的速度降低后，为维持目标速度，开始再次牵引。

2.机车恒力矩控制

机车发挥牵引力的大小根据司控器手柄位置和运行速度确定。司控器手柄牵引满级对应于牵引特性外包络线的100%；9.1级对应于牵引70%；6.5级对应于牵引50%；4.3级对应于牵引30%。需手动调整司控器手柄级位来维持机车速度。牵引手柄非零位时，机车全速度范围内均有牵引力输出，相同的手柄级位时，机车速度不同，牵引力也相应改变。

三、途停、运缓事件机车的数据分析

1.HXD2型1489机车空转3次，程序刷新后牵引试验1次对比说明。

⑴1月23日（轨面有冰）26126次HXD2型1489机车数据分析，主控机车牵引力发挥低于从控机车牵引力的发挥，主要原因为该时段主控节机车4个轴均发生不同程度的空转，正常的粘着被破坏，使得牵引力无法恢复正常。

(2)2月6日（下雪）24006次HXD2型1489机车数据分析，机车出现空转后，手柄级位没有进行微调抑制空转，而是增加手柄级位，造成机车空转加剧，整车牵引力无法正常发挥。

(3）2月8日（晴）24065次HXD2型1489机车程序刷新及机砂更换后的牵引试验数据对比分析结论：因粘着力不足使得牵引力无法正常发挥，机砂更换后及采用人工调整级位及撒砂后整车牵引力发挥正常。

四、分析问题原因

(一)现场方面存在的问题分析

1.机车站内侧线开车、站停起车手柄调速不规范。一是在机车尾部出岔后，乘务员抢速时手柄级位上升过快，使机车易产生空转，影响整车牵引力的发挥，造成机车进入坡道后速度过低，使得机车空转加剧引发途停。二是在机车抢速过程中，手柄级位增加较慢，导致机车抢速不明显，使得机车进入关键上坡区段（10‰以上坡道及曲线）引起空转，整体牵引力发挥不出来引发速度下降过快，最终发生运缓、途停问题。

2.机车空转预防不及时。一是在抢速、过道岔及曲线运行时不能及时进行人工撒砂预防机车空转的发生，而是等待机车发生空转后系统自动撒砂，其结果会造成空转不能及时得到有效地抑制。二是乘务员在机车已经发生持续空转且通过人工撒砂不能抑制的情况下，司机不结合机车牵引力发挥的实际现状进行级位调整来抑制空转，而是保持级位不变一直维持运行，其结果是机车持续发生空转。

（二）机车方面存在的问题分析

1.机砂质量标准不符合要求。通过对目前使用的机砂进行对比分析发现颗粒较大，使得机砂喷出后在钢轨表面附着的数量减少，对于增加轮轨间的黏着作用减弱，通过对部分机砂更换后机车的运行质量跟踪，符合标准的机砂能够有效的抑制空转。

2.机车砂管胶皮头位置存在偏差。针对运缓机车检查发现HXD21488、HXD21440机车个别砂管

距轨面高度超过30mm，而且砂管胶皮头端部存在左、右偏差，导致机砂不能有效的喷射在踏面与钢轨接触面上，起不到增加粘着力的作用，使得空转不能被抑制。

五、针对途停、运缓事件采取的相关试验及措施

（一）定吨牵引试验

1.1月26日，HXD2型6105，重联机车HXD2型1251，编组：52-4285-66.4，担当24011次定吨牵引试验；迎水桥下行场检查机车撒砂性能、轮径值等均正常。

2.1月28日，HXD2型1251，重联机车HXD2型6105，编组：48-4299-68.6，担当24051次定吨牵引试验；（提前安排HXD26105镟修轮对，清空砂箱，重新加砂）。

两次牵引试验对比，一是撒砂均未能有效的抑制机车空转；二是机车在重联位牵引时，因本务车影响机车轴重，各轴空转现象明显减缓。

（二）“准恒速”与“恒力距”不同牵引模式的验证分析

1.添乘验证情况

（1）2月19日，天气（晴），添乘26112次安口窑至神裕河间HXD2型1223机车，牵引模式未更改，牵引吨数为4198吨对比验证两种不同牵引模式下的机车运行状况。

（2）2月19日，天气（晴），将机车牵引模式修改为“恒力距”，添乘HXD2型6001机车26124次安口窑至神裕河间牵引任务，牵引吨数4173吨。

2.运行状况及数据分析

以上2台机车在关键区段牵引力发挥均正常，机车发生轻微空转后，通过撒砂及级位微调均可减缓空转情况。因2月19日添乘的HXD2型6001、1223机车同一乘务员操作、牵引吨数基本相同、运行区段一致，下面重点选取该两台机车不同牵引模式下的数据对比分析情况。

HXD2型6001机车、HXD2型1223机车两台机车在安口窑站开车至区间127km+921m处机车速度数据曲线及TCU实现的力数据曲线进行对比分析如下：

3.分析结论：

(1)HXD2型1223机车与HXD2型6001机车速度提升方面，在111N-155N时候“恒力距”模式实际速度相比较大。

(2)机车出现空转现象时，手柄级位向低级位微调，机车空转现象会减缓，牵引力发挥会有所上升。该两台机车空转后撒砂对空转现象抑制效果明显。

(3)HXD2型1223机车“准恒速”模式实际牵引力与HXD2型6001机车“恒力距”模式实际牵引力，发挥相比有较大提速空间，因此HXD2型机车“准恒速”模式更有利于机车空转途停的抑制和消除。

参考文献：《HXD2型电力机车》2009-07出版，中国铁道出版社，作者：张曙光主编。