HXD1型機(jī)車牽引貨物列車坡停的研究及對(duì)策

周戰(zhàn)武

【摘 要】針對(duì)HXD1型機(jī)車在包西線、紅檸專用線高坡區(qū)段發(fā)生坡停的問題，分析坡停發(fā)生的原因，從完善防坡停措施、確保砂質(zhì)、砂量、細(xì)化坡道起車辦法及強(qiáng)化機(jī)車操縱要點(diǎn)培訓(xùn)等方面，提出防止列車坡停的具體對(duì)策措施。

【Abstract】Aiming at the HXD1 locomotive stopped in high slope section in Baotou-Xi'an line and HongNing line， paper analyzes the causes of train stopping on the high slope， puts specific countermeasures to prevent these phenomenon form fowling aspects： completing its prevention measures， ensuring the quality and quantity of sand， detailing the methods of starting trains on rampway， and strengthening the training of locomotive manipulation.

【關(guān)鍵詞】HXD1型機(jī)車；坡停；對(duì)策

【Keywords】HXD1 locomotive； stop on the high slope； countermeasure

【中圖分類號(hào)】U260.13 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0135-03

1 引言

HXD1型機(jī)車是一種8軸雙節(jié)重聯(lián)重載交流傳動(dòng)電力機(jī)車，整車最大輪輪周牽引/電制動(dòng)功率9600kW。自2015年12月10日HXD1型機(jī)車投入延安機(jī)務(wù)段包西線、紅檸專用線使用以來，在高坡區(qū)段發(fā)生多起坡停事故，嚴(yán)重干擾了運(yùn)輸秩序。

2 HXD1機(jī)車牽引貨物列車發(fā)生坡停的分析

從延安機(jī)務(wù)段使用HXD1機(jī)車牽引貨物列車發(fā)生坡停的區(qū)段來看，主要集中在包西線大保當(dāng)—曹家伙場(chǎng)站下行、田莊鎮(zhèn)—清澗縣站下行，以及紅檸專用線張家峁—檸條塔—侯家母站下行等區(qū)段，以上均屬于延安機(jī)務(wù)段牽引區(qū)段的高坡困難區(qū)段，為連續(xù)上坡道，且最大坡度達(dá)13‰。同時(shí)HXD1型機(jī)車在包西線、紅檸專用線的牽引定數(shù)為4500t（不上波）。經(jīng)過對(duì)HXD1型機(jī)車在高坡困難區(qū)段坡停原因進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)主要原因如下：

2.1 雨雪霜等惡劣天氣原因分析

HXD1型機(jī)車在包西線、紅檸專用線的牽引定數(shù)的確定，原則上應(yīng)選取線路條件最困難區(qū)段（如線路坡度較大、曲線半徑?。┻M(jìn)行。而實(shí)際在進(jìn)行HXD1型機(jī)車牽引試驗(yàn)在天氣良好的情況下進(jìn)行，未考慮在HXD1型機(jī)車運(yùn)用中存在雨雪霜等惡劣天氣實(shí)際，在惡劣天氣造成鋼軌軌面濕滑狀態(tài)下，造成輪軌間黏著系數(shù)大幅度下降（造成機(jī)車空轉(zhuǎn)發(fā)生），當(dāng)機(jī)車黏著牽引力小于列車阻力時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致列車發(fā)生坡停。

受雨雪霜等惡劣天氣影響，易造成HXD1型機(jī)車砂管堵塞問題發(fā)生，在機(jī)車空轉(zhuǎn)時(shí)，不能采取撒砂措施進(jìn)行抑制，也會(huì)加劇HXD1型機(jī)車坡停風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 撒砂裝置不良對(duì)機(jī)車運(yùn)行的影響

HXD1型機(jī)車在高坡困難區(qū)段運(yùn)行時(shí)，如遇機(jī)車撒砂砂量小、間斷下砂，甚至撒砂系統(tǒng)故障，勢(shì)必造成機(jī)車黏著力下降，極易造成空轉(zhuǎn)發(fā)生。如若空轉(zhuǎn)不能有效消除，當(dāng)機(jī)車黏著牽引力小于列車阻力時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致列車減速甚至坡停。

HXD1型機(jī)車日常運(yùn)用中存在下砂少及不下砂等原因主要是：一是由于庫(kù)內(nèi)整備上砂工未按照上砂標(biāo)準(zhǔn)上夠足量的砂子，加之出庫(kù)機(jī)車乘務(wù)員對(duì)機(jī)車砂量檢查存在漏項(xiàng)，導(dǎo)致出庫(kù)機(jī)車砂量不足出庫(kù)，機(jī)車在高坡困難區(qū)段運(yùn)行途中因砂箱無砂，造成機(jī)車持續(xù)空轉(zhuǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致坡停；二是HXD1型機(jī)車對(duì)砂質(zhì)要求較高，通常采用石英砂，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于HXD1型機(jī)車砂質(zhì)不符合要求，造成石英砂中粉塵、雜物含量超標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致砂管通道阻塞。

2.3 未掌握坡道起車辦法

HXD1型機(jī)車牽引貨物列車途經(jīng)包西、紅檸專用線高坡困難區(qū)段運(yùn)行時(shí)，因路外環(huán)境影響（人員、牲畜及機(jī)具侵入鐵路限界）、區(qū)間通過信號(hào)機(jī)顯示紅燈（或燈光熄滅）、接觸網(wǎng)嚴(yán)重?cái)[動(dòng)（或突然停電）、接收列車防護(hù)報(bào)警（LBJ）信息、遇落實(shí)、倒樹侵限等情況時(shí)，司機(jī)必須采取停車措施，受起車方法不當(dāng)，不能順利起車時(shí)，勢(shì)必由非責(zé)任停車造成機(jī)務(wù)責(zé)任區(qū)停。高坡區(qū)段起車，是乘務(wù)員在機(jī)車操縱方面面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)，也是機(jī)務(wù)系統(tǒng)關(guān)于列車操縱必須研究的一項(xiàng)重要課題。

2.4 機(jī)車乘務(wù)員對(duì)HXD1機(jī)車性能特性不熟悉

2.4.1 未掌握機(jī)車牽引特性

按照《鐵路機(jī)車操作規(guī)則》（鐵運(yùn)〔2012〕281號(hào)）第51條“在長(zhǎng)大坡道上，應(yīng)采用‘先闖后爬、闖爬結(jié)合的操縱方法。進(jìn)入坡道前應(yīng)提早增大機(jī)車牽引力，儲(chǔ)備動(dòng)能”要求，明確了大坡道機(jī)車操縱方法，而在HXD1型機(jī)車實(shí)際運(yùn)用中，部分乘務(wù)員（特別是新職司機(jī)）出勤預(yù)想不足，對(duì)HXD1型機(jī)車牽引特性（即機(jī)車實(shí)際牽引力大小與手柄級(jí)位的速度有關(guān)，速度一定時(shí)，手柄級(jí)位越高機(jī)車牽引力越大；手柄級(jí)位一定時(shí)，機(jī)車運(yùn)行速度越接近手柄級(jí)位設(shè)定值時(shí)，機(jī)車牽引力逐漸減少）不掌握，未嚴(yán)格落實(shí)《列車操縱示意圖》要求，對(duì)線路縱斷面和機(jī)車速度變化關(guān)系不掌握，加之坡道上設(shè)有臨時(shí)慢行限速，易造成機(jī)車司機(jī)擔(dān)心慢行地段超速，在坡前使機(jī)車速度未能達(dá)到臨界速度，加大了闖坡難度，也是造成坡停的一個(gè)原因。

2.4.2 機(jī)車保護(hù)參數(shù)不了解

HXD1型機(jī)車自2015年自2015年12月10日在包西線、紅檸專用線使用以來，因乘務(wù)員對(duì)HXD1型機(jī)車保護(hù)參數(shù)不了解，由機(jī)車故障進(jìn)一步提升至行車事故問題屢次發(fā)生。由于HXD1型機(jī)車牽引力輸出是采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制方式來實(shí)現(xiàn)之一特性。例如，HXD1型機(jī)車運(yùn)行中出現(xiàn)制動(dòng)缸壓力大于40kPa，空轉(zhuǎn)持續(xù)30S，以及總風(fēng)低于650kPa時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)車牽引力封鎖。由于機(jī)車乘務(wù)員在使用HXD1型運(yùn)用值乘途中，對(duì)各儀表顯示確認(rèn)不及時(shí)，微機(jī)輸出故障信息未確認(rèn)或發(fā)現(xiàn)后處置方法不當(dāng)，均會(huì)造成機(jī)車牽引力封鎖，尤其在高坡困難區(qū)段或困難電分相前，由于處置不當(dāng)造成速度過低或不滿足最低過分相速度時(shí)，勢(shì)必造成列車坡停問題發(fā)生。

3 防止HXD1型機(jī)車坡停的對(duì)策

3.1 完善HXD1型機(jī)車防坡停措施

3.1.1 制定高坡困難區(qū)段HXD1型機(jī)車操縱辦法

結(jié)合該段使用HXD1型機(jī)車在高坡困難區(qū)段發(fā)生多起坡停事故實(shí)際，延安機(jī)務(wù)段有針對(duì)性開展了《高坡困難區(qū)段HXD1型機(jī)車操縱專項(xiàng)整治活動(dòng)》，制定了HXD1型機(jī)車?yán)щy區(qū)段操縱示意圖、提示卡，根據(jù)線路坡道，明確機(jī)車最低（持續(xù)）速度、牽引手柄級(jí)位、坡道限制速度，以及明確HXD1型機(jī)車空轉(zhuǎn)易發(fā)地點(diǎn)防空轉(zhuǎn)措施等關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)，在《困難區(qū)段操縱示意圖》中予以標(biāo)注，分發(fā)乘務(wù)員人手一冊(cè)，便于乘務(wù)員學(xué)習(xí)、對(duì)照?qǐng)?zhí)行，同時(shí)對(duì)擔(dān)當(dāng)高坡困難區(qū)段乘務(wù)員逐人驗(yàn)收，確保掌握高坡困難區(qū)段機(jī)車操縱辦法。

3.1.2 明確HXD1型機(jī)車惡劣天氣下行車措施

按照《鐵路機(jī)車運(yùn)用規(guī)則》（鐵總運(yùn)〔2015〕314號(hào)）第21條“因天氣不良需要臨時(shí)減噸時(shí)，鐵路局管內(nèi)的由鐵路局確定，以及天氣不良時(shí)應(yīng)按牽引定數(shù)編組列車”要求，加強(qiáng)與路局機(jī)務(wù)處、運(yùn)輸處、調(diào)度所聯(lián)系，在惡劣天氣情況有條件時(shí)，最大限度減少HXD1型機(jī)車牽引貨物列車在高坡困難區(qū)段關(guān)系站停車，利用車站正線通過增加闖坡動(dòng)能；在惡劣天氣情況條件不具備時(shí)，建議對(duì)HXD1型機(jī)車牽引4200t以上（滿足牽引定數(shù)要求）列車，在高坡困難區(qū)段運(yùn)行停車再開時(shí)，機(jī)車乘務(wù)員可向車站值班員（或列車調(diào)度員）申請(qǐng)加掛補(bǔ)機(jī)運(yùn)行，降低坡停隱患。

3.2 確保機(jī)車砂質(zhì)及砂量

HXD1型機(jī)車在高坡困難區(qū)段運(yùn)行發(fā)生空轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行撒砂是抑制機(jī)車空轉(zhuǎn)的有效措施。為確保機(jī)車砂質(zhì)及砂量，主要從以下幾個(gè)方面入手：一是從源頭把關(guān)，機(jī)務(wù)段站段采購(gòu)HXD1型機(jī)車石英砂時(shí)，必須符合技術(shù)要求；二是嚴(yán)格落實(shí)一次乘務(wù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求乘務(wù)員庫(kù)內(nèi)或車站站換接車時(shí)，對(duì)機(jī)車存砂量、砂質(zhì)及撒砂系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)檢查、交接，發(fā)現(xiàn)砂量不足、砂質(zhì)不符合要求及不下砂等問題時(shí)，及時(shí)報(bào)修處置，確保機(jī)車砂量充足、砂質(zhì)符合規(guī)定及撒砂系統(tǒng)作用良好；三是針對(duì)機(jī)車長(zhǎng)交路運(yùn)用砂箱容量有限實(shí)際，對(duì)每臺(tái)HXD1型存放4袋備用砂（每袋20kg石英砂），應(yīng)對(duì)機(jī)車砂箱不足突發(fā)情況；四是發(fā)現(xiàn)機(jī)車撒砂裝置故障影響高坡困難區(qū)段運(yùn)行時(shí)，機(jī)車乘務(wù)員及時(shí)向車站值班員或列車調(diào)度員申請(qǐng)加補(bǔ)，防止坡停事故發(fā)生。

3.3 細(xì)化HXD1型機(jī)車高坡困難區(qū)段起車辦法

HXD1型機(jī)車牽引貨物列車在高坡困難區(qū)段受非正常情況，造成非責(zé)任區(qū)停時(shí)，按照以下起車辦法，最大限度減少機(jī)務(wù)責(zé)任坡停。

3.3.1 HXD1型機(jī)車牽引貨物列車停車要求

有條件選擇常用制動(dòng)方式停車；停車地點(diǎn)最好避開線路坡道較大、曲線半徑小及接觸網(wǎng)電分相地點(diǎn)（電力機(jī)車禁停標(biāo)）；HXD1型機(jī)車停車前應(yīng)增加機(jī)車制動(dòng)力并適量進(jìn)行撒砂，迫使列車車鉤在壓縮條件下停車，并將自動(dòng)制動(dòng)手柄追加減壓至100kPa。

3.3.2 HXD1型機(jī)車坡道起車前準(zhǔn)備

①使用強(qiáng)泵將總風(fēng)缸壓力充至900kPa以上，防止緩解列車后總風(fēng)壓力迅速下降造成機(jī)車牽引封鎖。

②網(wǎng)壓在22.5～29kV之間，符合機(jī)車牽引特性要求。

③緊急制動(dòng)停車后持續(xù)60s倒計(jì)時(shí)結(jié)束，單獨(dú)制動(dòng)手柄置全制位、自動(dòng)制動(dòng)手柄置抑制位1s，確認(rèn)“動(dòng)力切除”字樣切除。

3.3.3 HXD1型機(jī)車坡道起車（以包西線、紅檸專用線最大坡度為13‰為作為參考）

①常用制動(dòng)停車起車辦法。起車時(shí)，首先將HXD1型機(jī)車牽引力加載置200kN，發(fā)現(xiàn)機(jī)車牽引力發(fā)揮正常后，將單獨(dú)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位（確認(rèn)機(jī)車與第一位車輛車鉤伸張后），再將自動(dòng)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位；自動(dòng)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位后T秒，將牽引手柄平滑推至最大位確認(rèn)牽引力發(fā)揮至最大（T=牽引輛數(shù)/8，小數(shù)舍掉）。

②緊急制動(dòng)停車起車辦法。起車時(shí)，首先將HXD1型機(jī)車牽引力加載置200kN，發(fā)現(xiàn)機(jī)車牽引力發(fā)揮正常后，將單獨(dú)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位（確認(rèn)機(jī)車與第一位車輛車鉤伸張后），再將自動(dòng)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位；自動(dòng)制動(dòng)手柄置運(yùn)轉(zhuǎn)位T秒后（T=牽引輛數(shù)-10），將機(jī)車牽引力增加至550kN（發(fā)現(xiàn)制動(dòng)屏流量表開始下降時(shí)），將機(jī)車牽引力平滑推至最大位確認(rèn)牽引力發(fā)揮至最大。

3.3.4 起車注意事項(xiàng)

①注意觀察網(wǎng)壓、牽引力發(fā)揮，起車時(shí)有可能發(fā)生輕微空轉(zhuǎn)、牽引力波動(dòng)的情況，此時(shí)切忌隨意強(qiáng)退牽引手柄，觀察列車無溜逸，維持牽引手柄位置，確認(rèn)牽引力正常，耐心等待列車起動(dòng)；

②發(fā)現(xiàn)網(wǎng)壓異常、牽引力喪失等異常情況立即采取緊急制動(dòng)措施，防止列車溜逸；

③在起車過程中LKJ起動(dòng)管壓防溜報(bào)警時(shí)注意及時(shí)解鎖防止管壓防溜動(dòng)作；

④盡量在LKJ時(shí)間的整秒數(shù)時(shí)緩解自動(dòng)制動(dòng)手柄，便于掌握加載時(shí)間；

⑤緊急制動(dòng)起車，緩解自動(dòng)制動(dòng)手柄后，列車管壓力400kPa以下時(shí)須將單獨(dú)制動(dòng)手柄置于側(cè)緩位，防止制動(dòng)缸上閘導(dǎo)致牽引力喪失；列車起動(dòng)后，應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)撒砂，改善輪軌間黏著力。

3.4 強(qiáng)化機(jī)車操縱要點(diǎn)培訓(xùn)

3.4.1 加強(qiáng)HXD1型機(jī)車牽引特性學(xué)習(xí)及運(yùn)用

按照《鐵路機(jī)車操作規(guī)則》（鐵運(yùn)〔2012〕281號(hào)）第51條要求，在進(jìn)入坡道前應(yīng)提早增大機(jī)車牽引力，接近臨界速度運(yùn)行，但不能超速運(yùn)行。動(dòng)能闖坡實(shí)際可以折減坡度，降低爬坡困難（即，動(dòng)能折減坡度是指列車在上坡道降速運(yùn)行時(shí)，每噸列車重量所釋放的動(dòng)能可以克服的坡道附加阻力）。同時(shí)加強(qiáng)新職司機(jī)關(guān)于HXD1型機(jī)車牽引特性培訓(xùn)，要求出勤時(shí)做好預(yù)想，嚴(yán)格落實(shí)HXD1型機(jī)車?yán)щy高坡區(qū)段操縱辦法，要求乘務(wù)員高坡困難區(qū)段運(yùn)行時(shí)，做到動(dòng)能闖坡，然后闖爬結(jié)合，并時(shí)刻注意牽引手柄位置，防止?fàn)恳直^高（或過低），造成HXD1型機(jī)車空轉(zhuǎn)（或牽引力不足）導(dǎo)致坡停。

3.4.2 加強(qiáng)HXD1型機(jī)車故障處置辦法學(xué)習(xí)

延安機(jī)務(wù)段對(duì)HXD1型機(jī)車使用以來發(fā)生的HXD1型機(jī)車故障、坡停事故案例整理成冊(cè)，制定了《HXD1型機(jī)車故障處置辦法》，明確了HXD1型機(jī)車各保護(hù)參數(shù)造成牽引封鎖的故障現(xiàn)象及處置方法，并將《HXD1型機(jī)車故障處置辦法》在機(jī)車司機(jī)室張貼，并將《HXD1型機(jī)車故障處置辦法》納入乘務(wù)員24項(xiàng)演練，并進(jìn)行音視頻資料留檔，確保每名乘務(wù)員熟練掌握故障處置辦法。同時(shí)要求乘務(wù)員運(yùn)行途中，時(shí)刻注意各儀表顯示及微機(jī)信息顯示，發(fā)現(xiàn)異及時(shí)按照故障處置辦法處置。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對(duì)完善防坡停措施、確保砂質(zhì)、砂量、細(xì)化坡道起車辦法及強(qiáng)化機(jī)車操縱要點(diǎn)培訓(xùn)等措施運(yùn)用，延安機(jī)務(wù)段使用HXD1型機(jī)車在包西線、紅檸專用線高坡困難區(qū)段坡停問題已基本解決。

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