大秦線2.1萬(wàn)噸列車(chē)中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤分離問(wèn)題初探

伏遠(yuǎn)昱

(中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸調(diào)度指揮中心， 北京 100844)

湖東電力機(jī)務(wù)段從2007年陸續(xù)開(kāi)始配屬八軸貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)，大秦線開(kāi)始使用八軸貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)+車(chē)輛+八軸貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)+車(chē)輛模式開(kāi)行重載組合列車(chē)。自2007年至2019年共計(jì)發(fā)生車(chē)鉤分離22件，均為中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛分離。其中2007年至2009年發(fā)生18件，2018年發(fā)生2件，2019年發(fā)生2件。從歷史數(shù)據(jù)看，2009年至2018年近十年間未發(fā)生過(guò)中部機(jī)車(chē)與車(chē)鉤分離問(wèn)題，2018年至2019年間又出現(xiàn)車(chē)鉤分離問(wèn)題。

2007年至2009年間，針對(duì)頻繁出現(xiàn)重載組合列車(chē)中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤分離情況，湖東電力機(jī)務(wù)段通過(guò)不斷摸索試驗(yàn)，加裝防跳鉤裝置等措施，結(jié)合開(kāi)行期間發(fā)生的各類(lèi)問(wèn)題，確定了重載組合列車(chē)操縱辦法和機(jī)車(chē)加裝改造要求。截至2018年11月大秦線重載組合列車(chē)一直運(yùn)行安全平穩(wěn)。

2018年湖東電力機(jī)務(wù)段八軸貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)陸續(xù)開(kāi)始C6修，機(jī)車(chē)在工藝范圍內(nèi)需要對(duì)整車(chē)進(jìn)行檢修，2018年至2019年發(fā)生的2.1萬(wàn)噸列車(chē)車(chē)鉤分離的中部機(jī)車(chē)中，2臺(tái)為C6修回段機(jī)車(chē)、1臺(tái)為C3修、1臺(tái)為新造機(jī)車(chē)。2017年10月為了便于重載組合列車(chē)操縱，太原局集團(tuán)公司組織將化稍營(yíng)至涿鹿間分相位置進(jìn)行了調(diào)整，湖東電力機(jī)務(wù)段對(duì)重載組合列車(chē)的操縱辦法再次進(jìn)行優(yōu)化，但風(fēng)制緩解后列車(chē)沖動(dòng)仍難以消除，缺少科學(xué)的測(cè)試數(shù)據(jù)作為依據(jù)。機(jī)車(chē)參數(shù)的變化、操縱辦法的改進(jìn)以及線路和瞬間受力等綜合因素的影響，可能是造成最近4起2.1萬(wàn)噸組合列車(chē)中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤分離的原因。

1 重載組合列車(chē)分離的特點(diǎn)

大秦線發(fā)生的重載組合列車(chē)車(chē)鉤分離事件，2018年至2019年，牽引工況3起、再生工況1起。中部機(jī)車(chē)車(chē)鉤中心線高度分別為869 mm、870 mm、872 mm、844 mm，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；分離車(chē)輛的車(chē)鉤中心線高度分別為845 mm、840 mm、834 mm、837 mm，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，機(jī)車(chē)與車(chē)輛鉤差分別為24 mm、30 mm、28 mm、7 mm，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。上述車(chē)鉤分離事件主要具有以下特點(diǎn)：

(1)分離地點(diǎn)主要集中在長(zhǎng)大坡道，工況轉(zhuǎn)換頻繁，容易引起受力不均和沖動(dòng)的地點(diǎn)。

(2)均發(fā)生在重載組合列車(chē)中，車(chē)鉤分離發(fā)生在中部機(jī)車(chē)與前部或后部車(chē)輛之間。再生制動(dòng)工況時(shí)，分離發(fā)生在中部機(jī)車(chē)后鉤與車(chē)輛前鉤連接處；牽引工況時(shí)，分離均發(fā)生在中部機(jī)車(chē)前鉤與車(chē)輛后鉤連接處，車(chē)鉤高度差不超過(guò)75 mm。

2 影響因素綜合分析

2.1 分離列車(chē)機(jī)車(chē)車(chē)鉤測(cè)量數(shù)據(jù)如表1和圖1所示。

表1 機(jī)車(chē)車(chē)鉤檢查測(cè)量數(shù)據(jù)表 mm

圖1 車(chē)鉤分離機(jī)車(chē)車(chē)鉤檢查照片

從上述檢查情況判斷，機(jī)車(chē)各項(xiàng)參數(shù)都在規(guī)定范圍內(nèi)，機(jī)車(chē)、車(chē)輛車(chē)鉤均在鎖閉位，機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤之間有明顯滑動(dòng)痕跡，從機(jī)車(chē)導(dǎo)框的撞擊痕跡判斷，機(jī)車(chē)車(chē)鉤是從車(chē)輛車(chē)鉤上部脫出。

2.2 機(jī)車(chē)乘務(wù)員操縱情況

2.2.1第1區(qū)段

(1)模塊化操縱標(biāo)準(zhǔn)

出站岔區(qū)前牽引回零，準(zhǔn)備過(guò)分相，主控機(jī)車(chē)過(guò)分相后開(kāi)始逐步給牽引力，待從控機(jī)車(chē)過(guò)分相前適當(dāng)降低牽引力，從控機(jī)車(chē)過(guò)分相后再逐步增大牽引力達(dá)速運(yùn)行。

(2)機(jī)車(chē)乘務(wù)員操縱情況

運(yùn)行至某站出站后K219+129 m處，速度66 km/h，司機(jī)工況卸前牽引手柄回零，過(guò)K219+262 m處分相后K219+511 m處，速度64 km/h，司機(jī)工況加前牽引手柄，運(yùn)行至K219+971 m處列車(chē)起非常。

(3)其他列車(chē)機(jī)車(chē)乘務(wù)員操縱情況如圖2和圖3所示。通過(guò)LKJ數(shù)據(jù)分析比對(duì)，該列車(chē)司機(jī)與其他10列2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)司機(jī)的操縱沒(méi)有大的差異，符合模塊化操縱辦法。

圖2 手柄回零、加載時(shí)的地點(diǎn)

圖3 手柄回零、加載時(shí)的速度

2.2.2第2區(qū)段

(1)模塊化操縱標(biāo)準(zhǔn)

運(yùn)行至K141+500 m至K142+500 m處，速度70～72 km/h，初制動(dòng)減壓,在K145+000 m處左右緩解，再生60%穩(wěn)定不變，速度40～50 km/h緩解。

(2)機(jī)車(chē)乘務(wù)員操縱情況

運(yùn)行至區(qū)間K142+673處，速度69 km/h司機(jī)初制動(dòng)減壓調(diào)速，運(yùn)行至化稍營(yíng)站至涿鹿站間K144+912 m處，速度38 km/h司機(jī)緩解列車(chē)，運(yùn)行至化稍營(yíng)站至涿鹿站間K145+132 m處列車(chē)起非常。

(3)其他列車(chē)機(jī)車(chē)乘務(wù)員操縱情況如圖4和圖5所示。通過(guò)LKJ數(shù)據(jù)分析比對(duì)，該列車(chē)司機(jī)與其他10列2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)司機(jī)的操縱沒(méi)有大的差異，符合模塊化操縱辦法。經(jīng)對(duì)比分析，乘務(wù)員操縱符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖4 制動(dòng)、緩解時(shí)的地點(diǎn)

圖5 制動(dòng)、緩解時(shí)的速度

2.3 機(jī)車(chē)、車(chē)輛運(yùn)用檢修情況

(1) 第1件車(chē)鉤分離的2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)。機(jī)車(chē)2018年12月6日完成C6修程，修后走行4.5萬(wàn)km; 關(guān)系車(chē)輛2014年7月廠修、2017年8月9日段修。

(2) 第2件車(chē)鉤分離的2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)。機(jī)車(chē)2019年1月17日C3修，修后走形1.3萬(wàn)km。

(3) 第3件車(chē)鉤分離的2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)。機(jī)車(chē)2019年1月11日新造配屬，新造走行3.3萬(wàn)km；關(guān)系車(chē)輛2017年12月新造。

(4) 第4件車(chē)鉤分離的2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)。機(jī)車(chē)2018年8月1日完成C6修程，修后走行14萬(wàn)km;2019年1月30日完成C1修程，修后走行3萬(wàn)km；關(guān)系車(chē)輛2013年10月廠修，2018年6月25日段段修。

從機(jī)車(chē)、車(chē)輛檢修情況看，走形公里和檢修都符合工藝要求。

3 車(chē)鉤分離模擬試驗(yàn)

針對(duì)大秦線2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)運(yùn)行中發(fā)生的跳鉤分離問(wèn)題，湖東電力機(jī)務(wù)段進(jìn)行了專(zhuān)題調(diào)研分析。并利用發(fā)生過(guò)分離的中部機(jī)車(chē)進(jìn)行了兩次線上模擬運(yùn)行試驗(yàn)，排摸造成中部機(jī)車(chē)與連接車(chē)輛車(chē)鉤分離的因素。

3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

第1次試驗(yàn)數(shù)據(jù)：機(jī)車(chē)車(chē)鉤中心線距軌面高度(庫(kù)內(nèi)值)：875 mm；車(chē)輛車(chē)鉤中心線距軌面高度：830 mm；機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤中心高度差值45 mm。

第2次試驗(yàn)數(shù)據(jù)：車(chē)鉤高度870 mm，與車(chē)輛連掛拉直后車(chē)鉤高度865 mm，車(chē)輛車(chē)鉤中心線距軌面高度：833 mm；機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤中心高度差值32 mm。

3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

分別在2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)中部機(jī)車(chē)A、B節(jié)安裝5個(gè)攝像頭，在兩節(jié)機(jī)車(chē)鉤頭上、前后車(chē)輛鉤舌上、機(jī)車(chē)車(chē)體對(duì)應(yīng)車(chē)鉤分別安裝一個(gè)紅外線裝置，并在車(chē)輛端部正對(duì)紅外線裝置粘貼一張亞光深色坐標(biāo)紙；二懸掛車(chē)體部位粘貼一張亞光深色坐標(biāo)紙，并在轉(zhuǎn)向架對(duì)應(yīng)處焊接支架安置鉛筆在車(chē)體坐標(biāo)紙上。

運(yùn)行至K26+245 m處，鉤差變化量70 mm，機(jī)車(chē)車(chē)鉤變化量40 mm，機(jī)車(chē)車(chē)體最大抬升量50 mm，牽引力由300 kN降至100 kN，列車(chē)由3‰下坡道轉(zhuǎn)為2‰上坡道。

運(yùn)行至K174+390 m處，機(jī)車(chē)車(chē)體最大下壓量30 mm，制動(dòng)力由400 kN不變，列車(chē)由6‰下坡道轉(zhuǎn)為10‰下坡道。

運(yùn)行至K213+521 m，鉤差變化量70 mm，機(jī)車(chē)車(chē)鉤變化量40 mm，機(jī)車(chē)車(chē)體最大下壓量10 mm，牽引力由410 kN降至500 kN，列車(chē)由0‰平道轉(zhuǎn)為3.5‰上坡道。

運(yùn)行至K213+705 m，鉤差變化量60 mm，機(jī)車(chē)車(chē)鉤變化量30 mm，機(jī)車(chē)車(chē)體最大抬升量30 mm，牽引力500 kN，列車(chē)由3.5‰上坡道轉(zhuǎn)為3.1‰上坡道。

運(yùn)行至K217+672 m，鉤差變化量60 mm，機(jī)車(chē)車(chē)鉤變化量30 mm，機(jī)車(chē)車(chē)體最大抬升量10 mm，牽引力由500 kN降至100 kN，列車(chē)由1.5‰上坡道。

由以上紅外線點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)變化情況結(jié)合線路縱斷面、機(jī)車(chē)牽引力變化情況分析，可以看出在列車(chē)進(jìn)入上坡道時(shí)首先機(jī)車(chē)車(chē)鉤差增大、后隨牽引力進(jìn)一步上升，機(jī)車(chē)車(chē)體也相應(yīng)抬高。當(dāng)從控機(jī)車(chē)牽引力下降時(shí)機(jī)車(chē)車(chē)體下壓。

從運(yùn)行至K26+245 m，乘務(wù)員在列車(chē)由3‰下坡道轉(zhuǎn)為2‰上坡道時(shí)，將牽引力由300 kN降至100 kN，發(fā)生的鉤差變化量70 mm，機(jī)車(chē)車(chē)鉤變化量40 mm，機(jī)車(chē)車(chē)體最大抬升量50 mm的情況，可見(jiàn)在列車(chē)前列所處坡道較后列所處坡道較大時(shí)，退牽引力過(guò)急會(huì)使中部機(jī)車(chē)車(chē)體、車(chē)鉤均發(fā)生變量較大的位移。

4 分析結(jié)果

通過(guò)上述車(chē)鉤分離問(wèn)題發(fā)生過(guò)程、規(guī)律特點(diǎn)梳理以及多方面影響因素綜合分析，可以初步得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

(1)車(chē)鉤分離為機(jī)車(chē)車(chē)鉤從車(chē)輛車(chē)鉤上方受拉跳出。

(2)在長(zhǎng)大下坡區(qū)段均是中部機(jī)車(chē)的后鉤與后部車(chē)輛脫鉤分離，在上坡或平坡區(qū)段是中部機(jī)車(chē)的前鉤與前部車(chē)輛脫鉤分離。

(3)初步判斷車(chē)鉤分離問(wèn)題與鉤高差臨近限值、縱向拉鉤力較大具有直接關(guān)系。

5 車(chē)鉤分離問(wèn)題應(yīng)對(duì)建議

(1)制定該型機(jī)車(chē)車(chē)鉤及緩沖器普查整治措施，明確整治項(xiàng)點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)，并組織實(shí)施，確保新造和C6修后該型機(jī)車(chē)緩沖器中心線高度不超885 mm。加強(qiáng)始發(fā)站機(jī)車(chē)和車(chē)輛車(chē)鉤高度差的檢查確認(rèn)。

(2)補(bǔ)充機(jī)車(chē)鉤緩系統(tǒng)各部件(包括磨耗板)各級(jí)修程檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，完善均衡梁厚度、槽鋼厚度、吊桿長(zhǎng)度、吊桿墊塊厚度、牽引座摩擦片厚度、牽引座摩擦片與固定螺栓距離，消除鉤緩系統(tǒng)質(zhì)量問(wèn)題。

(3)車(chē)輛檢修時(shí)按880～890 mm掌握落成車(chē)車(chē)鉤高度，并且廠、段、臨修車(chē)輛分別在HMIS錄入車(chē)輛鉤高信息。

(4)車(chē)鉤緩沖器中心線高度調(diào)整后，對(duì)拆下的摩擦板、調(diào)整墊保留，并記錄下車(chē)號(hào)、位置、厚度，存放于專(zhuān)用地點(diǎn)。當(dāng)緩沖器中心線高度低于830 mm時(shí)，組織恢復(fù)牽引座摩擦板，保證車(chē)鉤、緩沖器高度。

(5)加強(qiáng)對(duì)摩擦板、限位止擋的檢查，發(fā)現(xiàn)有磨穿、固定螺絲斷裂、開(kāi)焊等及時(shí)進(jìn)行處理。

(7)優(yōu)化機(jī)車(chē)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。降低牽引座的支撐高度，使緩沖器的中心線整體下落，來(lái)降低車(chē)鉤中心線高度。同時(shí)將車(chē)鉤箱體上部限位板尺寸下移，避免緩沖器上浮。

6 結(jié)束語(yǔ)

大秦線2.1萬(wàn)噸重載組合列車(chē)中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤分離問(wèn)題近期偶有發(fā)生，對(duì)我國(guó)重載列車(chē)安全運(yùn)行產(chǎn)生了一定影響。文中雖然從列車(chē)操控、機(jī)車(chē)檢修、車(chē)輛檢修等多個(gè)方面對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)研分析，所提出的結(jié)論和建議對(duì)該問(wèn)題的真正解決具有一定指導(dǎo)意義，但是尚未針對(duì)該問(wèn)題開(kāi)展深入的機(jī)理性研究工作。后續(xù)在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合理論分析、仿真計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)該問(wèn)題的產(chǎn)生原因、作用機(jī)理、影響因素以及應(yīng)對(duì)措施開(kāi)展深入細(xì)致的研究工作，從根本上解決中部機(jī)車(chē)與車(chē)輛車(chē)鉤分離問(wèn)題。