談重載貨運(yùn)電力機(jī)車關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用

劉君

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的不斷提升，我國的對外貿(mào)易市場也取得了較大的發(fā)展。交易貨物重量和運(yùn)輸距離的不斷增加，也讓越來越多人開始關(guān)注起中在貨運(yùn)電力機(jī)車的普及和技術(shù)的改革。重載貨運(yùn)電力機(jī)車是我國鐵路實現(xiàn)廣泛應(yīng)用的重要標(biāo)志之一，其借助目前先進(jìn)發(fā)展的鐵路技術(shù)及裝備，進(jìn)一步擴(kuò)大列車編組，實現(xiàn)重量貨物的長距離快速運(yùn)輸。本研究將切實分析現(xiàn)有的重載貨運(yùn)電力機(jī)車應(yīng)用情況的實際資料，就其運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)的改革和發(fā)展進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：重載貨運(yùn)電力機(jī)車；關(guān)鍵技術(shù)；特點(diǎn)

前言：

鐵路的發(fā)展和普及在現(xiàn)代生活中有著極為重要的實際意義，其不僅是重要的交通工具、便捷了人們正常的出行，同時也是我國與其他國家文化交流、旅游貿(mào)易的樞紐，決定性的影響著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。重載貨運(yùn)是鐵路的關(guān)鍵作用之一，本研究將針對我國重載貨運(yùn)電力機(jī)車的應(yīng)用和改革進(jìn)行詳細(xì)分析，全面總結(jié)其運(yùn)行過程中仍存在的不足和主要的改善技術(shù)。

1 重載貨運(yùn)電力機(jī)車關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

1.1 新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的主要特點(diǎn)

我國對重載貨運(yùn)電力機(jī)車的研究2005年才開始，發(fā)展時間有限、設(shè)計理念不到位等嚴(yán)重制約了我國重載貨運(yùn)電力機(jī)車事業(yè)的前進(jìn)，但是相關(guān)工作人員持之以恒的努力也獲得了較可喜的回報。本研究結(jié)合我國既有機(jī)車的各項理性指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)分析，詳細(xì)總結(jié)了其主要特點(diǎn)和新一代的重載貨運(yùn)電力機(jī)車的參數(shù)的先進(jìn)性。重載貨運(yùn)電力機(jī)車是在現(xiàn)有的鐵路技術(shù)及裝備的條件下，擴(kuò)大列車編組，實現(xiàn)對重量貨物的長距離快速運(yùn)輸，因此其特點(diǎn)既包括普通鐵路機(jī)車的特性，也體現(xiàn)為滿足重載貨運(yùn)功能的結(jié)構(gòu)特性。重載貨運(yùn)電力機(jī)車的特點(diǎn)主要可以總結(jié)為以下五方面，即軸重大、機(jī)車牽引力大、轉(zhuǎn)向架的承載能力大、車體車端緩沖器靜態(tài)阻抗力增大、運(yùn)行速度低。重載運(yùn)輸?shù)牧熊噷嶋H運(yùn)行過程中一般需要承擔(dān)5000噸以上的重量，長距離的運(yùn)輸又需要有強(qiáng)有力的能源支撐，因此軸重和牽引器作為主要的承擔(dān)結(jié)構(gòu)，必須在普通機(jī)車的結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步增大，才能有效滿足重載運(yùn)輸?shù)墓δ?，但是增加軸重和牽引器的體積時并不能盲目為提高機(jī)車的承載量隨之增加，鐵軌的承重、使用都是有限的，增加承重、牽引器的質(zhì)量時必須結(jié)合運(yùn)行路線鐵軌的性質(zhì)合理調(diào)整。新一代的重載貨運(yùn)電力機(jī)車就針對相關(guān)問題采取了較有效的措施進(jìn)行了合理修改，新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的軸重以新型的減壓鐵為基礎(chǔ)材料，重量調(diào)整為27噸，保證原有機(jī)車承載貨物重量的同時也相應(yīng)提高了對鐵軌線路的適應(yīng)性。轉(zhuǎn)向架是機(jī)車運(yùn)行時主要的扭轉(zhuǎn)牽引力的機(jī)械，其在承擔(dān)一部分牽引功能的同時也相對提高了機(jī)車行駛中的靈活性。雖然重載貨運(yùn)電力機(jī)車是在提前鋪置、規(guī)劃的鐵軌上行駛的，但是長距離的運(yùn)輸路途仍存在不少的轉(zhuǎn)彎、上下坡，任何環(huán)節(jié)的小失誤對于承重較大的重載貨運(yùn)電力機(jī)車都是致命的安全隱患，較大承載能力的轉(zhuǎn)向架有效將安全事故發(fā)生的可能性降到了最低。新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的轉(zhuǎn)向架也在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了有效的改進(jìn)，大扭轉(zhuǎn)的異步牽引電機(jī)、高黏著轉(zhuǎn)向架提供機(jī)車了高達(dá)910KN的牽引力，也最大程度保障了機(jī)車行駛過程中的安全性、可靠性。重載貨運(yùn)電力機(jī)車體、端兩側(cè)的拉伸、壓縮負(fù)荷大、緩沖器靜態(tài)抗阻力大的特點(diǎn)也是出于保證重載運(yùn)輸?shù)墓δ埽^低的始發(fā)速度既是為保證機(jī)車安全上軌、重載運(yùn)輸、減輕對機(jī)車其他結(jié)構(gòu)的破壞，同時也便于在后續(xù)運(yùn)輸過程中安全提速、避免不必要事故的發(fā)生。

1.2 轉(zhuǎn)向架設(shè)計特點(diǎn)

本研究從重載貨運(yùn)電力機(jī)車的特點(diǎn)入手，詳細(xì)分析了我國在重載貨運(yùn)電力機(jī)車研究上取得重要進(jìn)展，取得的成果固然是可喜的，但是我們也必須清楚地認(rèn)識其中一些關(guān)鍵技術(shù)中存在的不足。轉(zhuǎn)向架作為負(fù)責(zé)重載能力機(jī)車的牽引力和靈活性的主要設(shè)備，其設(shè)計的合理性有著極為重要的實際意義。早期我國重載貨運(yùn)電力機(jī)車中應(yīng)用的自主設(shè)計的轉(zhuǎn)向架，主要有三種型號，構(gòu)造速度差強(qiáng)人意，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，運(yùn)行性能不穩(wěn)定。后來經(jīng)過一系列的改進(jìn)后，研發(fā)出了速度更快、軸盤式基礎(chǔ)制動的無搖枕轉(zhuǎn)向架，但是在滿足機(jī)車長距離運(yùn)輸重量貨物的功能仍存在一定的不足。隨著技術(shù)觀念的更新和新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的研發(fā)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向架設(shè)計獲得了更大的突破，相關(guān)的驅(qū)動裝置、懸掛裝置功能性也有了較大提高。軸重重量的合理增加在保證機(jī)車性能的同時相對降低了機(jī)車的重心，為貨物運(yùn)輸?shù)陌踩蕴峁┝烁辛Φ谋Ｕ?。車輪、車軸材質(zhì)的全新改變提高了機(jī)車的耐疲勞性，更適合重載、長途機(jī)車的整體結(jié)構(gòu)，多齒輪聯(lián)合的工作結(jié)構(gòu)更適合抵抗重載貨運(yùn)電力機(jī)車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊。

1.3 牽引電傳動系統(tǒng)設(shè)計特點(diǎn)

牽引電傳動系統(tǒng)可以說是重載貨運(yùn)電力機(jī)車技術(shù)的核心，其運(yùn)行的是否正常直接決定了機(jī)車能否啟動，本研究結(jié)合具體的文獻(xiàn)和新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的牽引電傳動系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)對其設(shè)計特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)。牽引電傳動系統(tǒng)主要是由牽引電機(jī)、變流器兩大部分構(gòu)成，變流器是牽引電機(jī)工作的基礎(chǔ)設(shè)備，新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車借助先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)對整體的牽引控制系統(tǒng)進(jìn)行了全新的改進(jìn)，更新變流器的功率器件，科學(xué)調(diào)整、匹配了牽引電機(jī)的各項參數(shù)，提高了控制的精確性。新一代重載貨運(yùn)電力機(jī)車的牽引電機(jī)也就其中的發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、輔助電機(jī)分別進(jìn)行了創(chuàng)新、改進(jìn)，簡化的設(shè)計保證了更高的工作效率。

2 重載貨運(yùn)電力機(jī)車新技術(shù)應(yīng)用

2.1 防霧閃設(shè)計應(yīng)用

防霧閃是近些年隨著環(huán)境惡劣程度增加新提出的一種設(shè)計理念，霧閃是指在霧、露、霾等惡劣天氣中，機(jī)車表面的顆粒物、涂料會發(fā)生變化、形成物理膠膜，潮濕的外環(huán)境使其發(fā)生閃絡(luò)，從而對整個電力系統(tǒng)造成較惡劣的破壞，也可以稱為污閃。重載貨運(yùn)電力機(jī)車在長距離運(yùn)輸過程中長期暴露于室外，類似事故發(fā)生的可能性更高，相關(guān)的工作人員參考這種霧霾天發(fā)生的電閃事故的機(jī)理，借助車頂高壓防護(hù)罩、頂蓋涂絕緣涂料或機(jī)械間網(wǎng)側(cè)柜、絕緣頂蓋兩種防霧閃設(shè)計技術(shù)有力避免了類似事故發(fā)生的可能性。

2.2 簡統(tǒng)化設(shè)計應(yīng)用

簡統(tǒng)化設(shè)計并不是指重載貨運(yùn)電力機(jī)車某一部位具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而是一種整體的設(shè)計思路，即將現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)原件簡單化、統(tǒng)一化，減輕工作人員的操作負(fù)擔(dān)和駕駛重載貨運(yùn)電力機(jī)車的困難程度【1】，這樣不僅有利于各種突發(fā)事故的應(yīng)變，也為相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)工作提供了一定的便捷。這種設(shè)計理念在重載貨運(yùn)電力機(jī)車設(shè)備的研發(fā)中實現(xiàn)了較廣泛的應(yīng)用，目前已有6個方面共67個設(shè)計點(diǎn)進(jìn)行了簡統(tǒng)化創(chuàng)新。

2.3 新一代以太網(wǎng)控制系統(tǒng)應(yīng)用

采用新一代以太網(wǎng)控制系統(tǒng)既是適應(yīng)時代和技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)變，更是為重載貨運(yùn)電力機(jī)車的控制工作的進(jìn)一步改進(jìn)提供扎實的基礎(chǔ)。以太網(wǎng)是局域網(wǎng)中適用程度最廣泛的一種，相比之前機(jī)車上使用的WTB總線信息系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)越，單模光纖模式、總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)切實提高了數(shù)據(jù)傳輸量和速度，有效解決了之前數(shù)據(jù)更新慢、分時傳輸?shù)膯栴}，提高機(jī)車系統(tǒng)的實際性能[2]。

結(jié)語：

我國國土面積遼闊一直令我們引以為豪，但是其無形中也為我國的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易運(yùn)輸工作增添了不少困難。上世紀(jì)八十年代，重量貨物的長距離運(yùn)輸艱難嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作的推進(jìn)，相應(yīng)的工作人員端正認(rèn)識后重點(diǎn)開展了重載貨運(yùn)電力機(jī)車的研究和改革工作，取得了較為可喜的成果。本研究結(jié)合我國重載貨運(yùn)電力機(jī)車的發(fā)展現(xiàn)狀對其運(yùn)行過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，新一代的重載貨運(yùn)電力機(jī)車有效改進(jìn)了之前存在的不足，新技術(shù)的應(yīng)用為我國的重載貨運(yùn)提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)

[1]錢立新，世界重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)的最新進(jìn)展，[J].中國鐵路，2007；49-53.

[2]李華祥，趙明遠(yuǎn)，呂世勇，重載貨運(yùn)電力機(jī)車關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用，[J].中車大同電力機(jī)車，2010（03）：70-73.endprint