曹記勝，王奇鐘，李海龍

（1 太原鐵路局 太原機(jī)務(wù)段，山西太原030013；2 太原鐵路局 侯馬北機(jī)務(wù)段，山西侯馬043000；3 太原鐵路局 湖東電力機(jī)務(wù)段，山西大同037000）

2萬(wàn)t重載組合列車(chē)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)緩解后前涌的原因及對(duì)策

曹記勝1，王奇鐘2，李海龍3

（1 太原鐵路局 太原機(jī)務(wù)段，山西太原030013；2 太原鐵路局 侯馬北機(jī)務(wù)段，山西侯馬043000；3 太原鐵路局 湖東電力機(jī)務(wù)段，山西大同037000）

針對(duì)2萬(wàn)t重載組合列車(chē)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)普遍存在的緩解后前涌現(xiàn)象，對(duì)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)列車(chē)縱向力變化規(guī)律和機(jī)車(chē)司機(jī)操縱情況進(jìn)行了綜合分析，找出了緩解前涌的操縱原因，明確了減緩緩解前涌的思路。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)分析，提出了減緩2萬(wàn)t重載組合列車(chē)緩解前涌的操縱方法。

緩解前涌；聯(lián)合制動(dòng)；電制動(dòng)；最小有效減壓量；長(zhǎng)大下坡道

2013年8月30日筆者添乘大秦線湖東站至涿鹿站間77085次重載組合列車(chē)，牽引204輛，計(jì)長(zhǎng)228.4，總重20 400 t。列車(chē)編組情況：前部機(jī)車(chē)（HXD2 0154號(hào)）＋前列102輛＋中部機(jī)車(chē)（HXD1 0220）＋后列102輛＋可控列尾。列車(chē)采用Locotrol同步操縱系統(tǒng)，牽引或電制動(dòng)時(shí)，主控機(jī)車(chē)、從控機(jī)車(chē)同步投入或解除；空氣制動(dòng)時(shí)，主、從控機(jī)車(chē)及安裝在列車(chē)尾部的可控列尾同步減壓，可控列尾最大減壓量50 kPa（當(dāng)主控機(jī)車(chē)減壓量小于50 kPa時(shí)按實(shí)際減壓量控制）。

列車(chē)在化稍營(yíng)至涿鹿間長(zhǎng)大下坡道地段循環(huán)制動(dòng)調(diào)速時(shí)，采用空氣制動(dòng)與電制動(dòng)聯(lián)合制動(dòng)方式，緩解后均有明顯的前涌感。對(duì)此，筆者先后詢(xún)問(wèn)值乘司機(jī)、添乘指導(dǎo)司機(jī)及車(chē)間干部，普遍認(rèn)為2萬(wàn)t、1.5萬(wàn)t及萬(wàn)t重載列車(chē)比普通列車(chē)?yán)枚?、編組長(zhǎng)，緩解前涌現(xiàn)象較為常見(jiàn)。

列車(chē)緩解后前涌易造成車(chē)輛懸浮，增加脫軌系數(shù)，對(duì)列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行極為不利。尤其是萬(wàn)噸以上重載列車(chē)運(yùn)行中受力十分復(fù)雜，稍有不慎即會(huì)產(chǎn)生不良后果。因此，分析2萬(wàn)噸重載組合列車(chē)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)緩解后前涌的原因，探求減緩緩解前涌的思路及操縱方法，很有必要。

1 聯(lián)合制動(dòng)時(shí)列車(chē)縱向力分析

2萬(wàn)t重載組合列車(chē)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)同時(shí)受到兩臺(tái)機(jī)車(chē)電制動(dòng)力和主、從控機(jī)車(chē)及可控列尾同時(shí)排風(fēng)所產(chǎn)生的空氣制動(dòng)力，受力情況十分復(fù)雜。2萬(wàn)t列車(chē)雖然采用Locotrol同步操縱系統(tǒng)，但空氣制動(dòng)時(shí)，受制動(dòng)波速的限制，列車(chē)中的各個(gè)車(chē)輛不可能同時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)力，其制動(dòng)率也不盡相同。兩臺(tái)機(jī)車(chē)雖然可以同時(shí)投入或解除電制動(dòng)，但其機(jī)械力傳遞到各個(gè)車(chē)輛也存在先后時(shí)差。2萬(wàn)t列車(chē)長(zhǎng)度近2 600 m，運(yùn)行中有時(shí)要跨越多個(gè)變坡點(diǎn)，線路因素使其受力情況變得更加復(fù)雜。

（1）在主、從（前、中）兩臺(tái)機(jī)車(chē)電制動(dòng)力的作用下，前列車(chē)鉤狀態(tài)是前部車(chē)輛車(chē)鉤在前部主控機(jī)車(chē)電制動(dòng)力的作用下呈壓縮狀態(tài)，后部車(chē)輛車(chē)鉤在中部從控機(jī)車(chē)電制動(dòng)力的作用下呈拉伸狀態(tài)，中部車(chē)輛呈隨機(jī)狀態(tài)。后列車(chē)輛車(chē)鉤在從控機(jī)車(chē)電制動(dòng)力和車(chē)輛坡道下滑力的作用下呈壓縮狀態(tài)。全列車(chē)鉤總體呈壓縮趨勢(shì)。

（2）空氣制動(dòng)時(shí)，前部主控機(jī)車(chē)排風(fēng)，制動(dòng)波從前往后依次傳遞，前列前部車(chē)輛車(chē)鉤被壓縮；中部從控機(jī)車(chē)排風(fēng)，其制動(dòng)波分別向前列后部和后列前部車(chē)輛依次傳遞，使前列后部車(chē)輛車(chē)鉤被拉伸，后列前部車(chē)輛被壓縮；可控列尾排風(fēng)制動(dòng)時(shí)，其制動(dòng)波從后往前依次傳遞，后列后部車(chē)輛車(chē)鉤被拉伸。在空氣制動(dòng)力的繼續(xù)作用下，整列車(chē)鉤呈壓縮趨勢(shì)。

（3）緩解空氣制動(dòng)時(shí)，前、中兩臺(tái)機(jī)車(chē)同時(shí)給前列充風(fēng)，前列首先緩解，對(duì)整列有拉伸趨勢(shì)；后列因中部機(jī)車(chē)對(duì)前列和后列兩頭充風(fēng)，因此緩解滯后。換言之，前列首先緩解會(huì)產(chǎn)生拉伸趨勢(shì)，后列緩解后則會(huì)產(chǎn)生前涌趨勢(shì)。但由于此列車(chē)還受到兩臺(tái)機(jī)車(chē)強(qiáng)大的電制動(dòng)力作用，列車(chē)不會(huì)產(chǎn)生拉伸沖動(dòng)，而全列緩解后則會(huì)產(chǎn)生前涌趨勢(shì)。如果此時(shí)下坡道的坡度值變小，列車(chē)位能減幅較少時(shí)，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化率隨之減少，必然會(huì)加大列車(chē)壓縮趨勢(shì)，前涌現(xiàn)象將更加明顯。

2 列車(chē)緩解后前涌原因分析

2.1 司機(jī)操縱情況

77085次2萬(wàn)t重載組合列車(chē)在化稍營(yíng)出站后第一把閘緩解后出現(xiàn)明顯前涌后，筆者開(kāi)始留意司機(jī)操縱方法，發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：一是減壓量小于最小有效減壓量即50 kPa，一般為40 kPa左右（如減壓前593 kPa，減壓后554 k Pa），可控列尾的減壓量則更少些，一般只有35 k Pa左右；二是制動(dòng)時(shí)電制動(dòng)投入過(guò)大，一般為70%～80%。筆者以為上述操縱方法是2萬(wàn)t列車(chē)緩解前涌的主要原因。

2.2 緩解后列車(chē)前涌原因分析

（1）減壓量過(guò)小。減壓量為40 kPa左右時(shí)，后列后部車(chē)輛的實(shí)際減壓量則更小些，未能產(chǎn)生有效制動(dòng)，至少是制動(dòng)力微弱。因此，空氣制動(dòng)期間，后列后部車(chē)輛即對(duì)整列有前牽引趨勢(shì)，但在兩臺(tái)機(jī)車(chē)電制動(dòng)和前部車(chē)輛空氣制動(dòng)力的作用下拱不動(dòng)，沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)。列車(chē)緩解后，在前部車(chē)輛下滑力和后部車(chē)輛早已存在的集中下滑力作用下，必然會(huì)產(chǎn)生劇烈的前沖趨勢(shì)。

（2）制動(dòng)前電制動(dòng)力過(guò)大。兩臺(tái)機(jī)車(chē)75%左右的電制動(dòng)力，使得整列車(chē)鉤一直處于壓縮狀態(tài)，空氣制動(dòng)緩解后，在整列車(chē)過(guò)大的下滑力作用下，前阻后涌，故前沖感明顯。電制動(dòng)力，尤其是制動(dòng)前強(qiáng)大的電制動(dòng)力對(duì)列車(chē)緩解后的前沖力沒(méi)有起到疏導(dǎo)、化解作用，而是起到蓄勢(shì)作用，加劇了電制動(dòng)力與列車(chē)下滑力的沖突。

綜上所述，2萬(wàn)t重載組合列車(chē)聯(lián)合制動(dòng)時(shí)緩解后前涌的主要原因：一是減壓量過(guò)小，二是制動(dòng)前電制動(dòng)力過(guò)大。另外，還存在如上所述的線路因素。

2.3 當(dāng)前操縱方法的弊端

通過(guò)添乘觀察、列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（LKJ）分析和詢(xún)問(wèn)值乘司機(jī)及行車(chē)管理人員，上述操縱方法較為普遍。不少人認(rèn)為減壓量越少越平穩(wěn)，普遍為40 k Pa左右，有的制動(dòng)距離長(zhǎng)達(dá)5 km，甚至15 km以上；有的司機(jī)過(guò)分依賴(lài)電制動(dòng)，認(rèn)為制動(dòng)容易產(chǎn)生沖動(dòng)，多用電制動(dòng)可以少制動(dòng)，少制動(dòng)則平穩(wěn)。上述操縱思路及方法在一般情況下是對(duì)的，但對(duì)萬(wàn)t以上重載列車(chē)則不盡然。

減壓量小些有利于列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行，但小于最小有效減壓量，有的車(chē)輛產(chǎn)生制動(dòng)作用，有的不產(chǎn)生制動(dòng)作用或制動(dòng)力過(guò)小，無(wú)疑加大了列車(chē)中各個(gè)車(chē)輛制動(dòng)率的差別，進(jìn)而加大了車(chē)鉤伸縮沖動(dòng)，不僅不利于列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行，還延長(zhǎng)了制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離，存在不安全因素。

電制動(dòng)具有“軟特性”，可以平穩(wěn)施加或解除，易于操縱，便于控制。但如果突然施加過(guò)大的電制動(dòng)力就會(huì)使列車(chē)前阻后涌，引起明顯的壓縮沖動(dòng)，增加脫軌系數(shù)。在長(zhǎng)大下坡道地段，萬(wàn)噸，甚至2萬(wàn)t列車(chē)緩解后會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的下滑力，如果電制動(dòng)力過(guò)大，同樣會(huì)產(chǎn)生劇烈的壓縮沖動(dòng)。

3 減緩緩解后列車(chē)前涌的思路及操縱要點(diǎn)

3.1 減緩緩解后列車(chē)前涌的思路

減緩列車(chē)縱向沖動(dòng)的基本思路是合理操縱，因勢(shì)利導(dǎo)，減緩、化解車(chē)鉤伸縮變化。針對(duì)2萬(wàn)t列車(chē)緩解后前涌原因分析，減緩萬(wàn)噸以上重載列車(chē)緩解前涌的基本思路一是制動(dòng)前，適當(dāng)減少電制動(dòng)力，等候10 s以上，使車(chē)鉤壓縮力適當(dāng)釋放，車(chē)鉤稍許伸張后再制動(dòng)，以防車(chē)鉤緩沖裝置壓死而無(wú)緩沖前沖力之空間；二是制動(dòng)時(shí)采用最小有效減壓量，使全列車(chē)與各車(chē)輛產(chǎn)生有效制動(dòng)，不但可以減緩聯(lián)合制動(dòng)時(shí)后列后部車(chē)輛的前拱作用，而且列車(chē)緩解時(shí)各個(gè)車(chē)輛逐次緩解，其坡道下滑力產(chǎn)生的前拱作用便會(huì)分散開(kāi)來(lái)，也就容易被車(chē)鉤緩沖裝置逐一吸收、化解。三是緩解空氣制動(dòng)后，隨即逐漸加大電制動(dòng)力，使其與先后緩解的車(chē)輛下滑力相平衡，以減緩列車(chē)?yán)鞗_動(dòng)。

3.2 試驗(yàn)情況分析

上述分析和減緩緩解前涌的思路得到了湖東電力機(jī)務(wù)段運(yùn)用車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)的認(rèn)可，先后于2013年9月13日、25日專(zhuān)門(mén)安排指導(dǎo)司機(jī)在化稍營(yíng)—涿鹿、延慶—茶塢兩段長(zhǎng)大下坡道地段進(jìn)行了聯(lián)合制動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)方案及操縱要點(diǎn)如下：

一是減壓量控制在50～55 kPa；二是制動(dòng)前電制動(dòng)力分別控制在70%，60%，50%，40%，30%；三是如制動(dòng)前電制動(dòng)力低于50%，則緩解后逐漸加大電制動(dòng)力，整列緩解后加至75%左右。

試驗(yàn)結(jié)果表明，制動(dòng)前電制動(dòng)力大于60%時(shí)，列車(chē)緩解后前涌感明顯，同時(shí)列車(chē)中部也有明顯的沖動(dòng)，低于50%時(shí)則無(wú)前沖感，中部機(jī)車(chē)亦無(wú)沖動(dòng)感。

3.3 減緩緩解后列車(chē)前涌的操縱要點(diǎn)

綜上所述，減緩2萬(wàn)t及萬(wàn)噸、1.5萬(wàn)t重載組合列車(chē)緩解后前涌的操縱要點(diǎn)如下：一是制動(dòng)前逐漸減弱電制動(dòng)力，使其控制在30%～50%，等候10～15 s即減壓制動(dòng)，減壓量控制在50～55 k Pa，使全列車(chē)各車(chē)輛產(chǎn)生有效制動(dòng)；二是緩解后即逐漸加大電制動(dòng)力，在列車(chē)開(kāi)始緩解充風(fēng)后40 s左右，即整列車(chē)緩解后將電制動(dòng)加到70%左右（當(dāng)下坡道坡度值變小時(shí)，電制動(dòng)稍小些，反之稍大些），以抑制列車(chē)緩解前沖。

The Causes and Solutions for the Surge of 20 000 t Overloaded Unit Train During Braking Time

CAO Jisheng1，WANG Qizhong2，LI Hailong3
（1 Taiyuan Locomotive Depot，Taiyuan Railway Bureau，Taiyuan 030013 Shanxi，China；2 Houmabei Locomotive Depot，Taiyuan Railway Bureau，Houma 043000 Shanxi，China；3 Hudong Electric Depot，Taiyuan Railway Bureau，Datong 037000 Shanxi，China）

To solve the surge phenomenon of 20 000 t overloaded unit train during braking time，the variation of longitudinal force of train and the locomotive driver’s operation during braking time are analyzed，and the reason of the surge is found out，the thought of solving the surge has been cleared.On this basis，through the experimental analysis，the operation method to solve the surge of the 20 000 t overloaded unit train has been proposed.

level before flood；joint brake；dynamic braking；minimum effective decompression；grew up under the ramp

U260.35

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.03.24

1008－7842（2014）03－0097－02

4—）男，工程師（

2013－10－28）