重载货物列车坡道平稳操纵的基本原则和方法

(整期优先)网络出版时间:2018-02-12
/ 2

重载货物列车坡道平稳操纵的基本原则和方法

毛周田

关键词:重载货物、平稳操纵、基本原则、列车坡道、方法1引言

重载货物列车的运行是铁路运营能力的重要体现,由于列车货物量大造成的冲动大,而列车承受冲动的能力相对较差,一旦操作不当很容易造成事故的发生。因此技术人员应熟练掌握其中的规律,科学合理地操纵列车,提高重载货物列车运行的安全性和高效性。

2重载货物列车列车操纵难点

重载货物列车在运行时会承受各个方向的外力,这些外力因素情况复杂多变是导致列车操纵困难的直接因素,除了由司机直接接操控的力比如机车牵引力、列车制动力,还包括各种非司机因素导致的外力,这些外力通常是由外界环境因素造成的统称为列车运行阻力,其中又分为列车基本的运行阻力和因受到坡道或隧道灯因素影响而产生的线路阻力。

机车牵引力:在列车运行过程中,由于车轮和钢轨间的接触而产生粘着力,这一粘着力直接影响着机车牵引力的发挥。如果车轮牵引力超过粘着力,就会造成列车的空转,极可能发生严重的交通事故。

列车制动力:列车制动力能够阻碍列车的运行,是由列车制动装置引发的外力,分为空气制动和动力制动两种。空气制动力是在机械摩擦过程中列车的动能变为热能,继而在列车周围产生阻碍列车运行的力。因动力制动会随着列车运行速度的降低而增大,因此它是一种辅助的制动方式。

基本阻力:由于列车各部件以及列车表面与环境空气之间的摩擦力导致列车在运行过程中无时无刻不受到基本阻力的影响,这一阻力因受到各种环境因素的影响因而其机理及其复杂。

附加阻力:列车在坡道或隧道上运行时会受到线路各种条件的影响体现为附加阻力。在坡道上运行时,列车的重力沿轨道方向会有坡道的阻力,上坡道为阻力,下坡道为助力。

在这些因素中,机车总牵引力不足或者列车制动力不足都会造成重载货物列车操纵的困难。

3重载货物列车平稳操纵的基本原则

对于重载货物列车而言,在运行过程中主要会发生四种工况的切换,分别是列车牵引、动力制动、空气制动以及惰行。想要列车平稳运行必须遵循一定的原则,同时还需要司机长期行车所积累的各种操纵经验,以下原则对于列车更好的操纵具有一定的指导意义。

3.1列车工况切换的原则。

重载货物列车在切换工况时主要涉及到两个方面,一个是工况保持,另一个是工况迁移。对于工况保持来说,因为重载列车车编组较长,轴重较大,因此当司机改变手柄级位后列车实际改变运行工况有一定的滞后性。列车工况保持规则的目的正是防止列车由于频繁的改变运行工况而造成交通事故。比如当列车从牵引工况切换至制动工况时,列车需要继续在牵引工况运行一段时间才能使用惰行工况进行过度来转换工况,在使用惰行工况时也要运行一段时间才能使用制动工况。

3.2列车工况迁移的原则。

重载货物列车的迁移规则体现为对列车工况之间转换的各种限制,比如对于列车的牵引工况和列车的制动工况之间不能直接进行切换,必须通过惰行工况进行过渡来实现。而对于空气制动工况和动力制动工况来说因为同属于制动工况因而可以单独使用,也可以一起使用。对于惰行工况来说限制较小,可以和其他的工况进行切换。迁移规则如下图:

4重载货物列车坡道平稳操纵具体办法

4.1上下坡过程。

在列车坡道运行过程中会使用到惰行工况的切换,尤其是在下坡道运行时应该尽可能地利用惰行工况,因为惰行工况在运行时受到的牵引力和制动力接近为零,因此在节约能耗方面十分有利。对于列车下坡道运行又分为增速坡道和非增速坡道。因为列车受到的坡道阻力比列车受到的阻力大,因而在增速坡道上可以起到列车提速的作用,因此在实际操作时驾驶员应该降低列车进入坡道的速度。通过坡道本身的势能加速来帮助列车到达允许的最大运行速度,可以更好的节约能耗。另外对于上坡道的过分相操纵,在过分相之前首先要选择适当地点来逐渐退流,这样可以避免重载货物列车的冲动。在过分相之后要保证给流平稳,先利用调速手柄调速,在列车钩全部伸张之后再进行加速。由惰行工况切换为牵引工况时,机车电机的电流保证在250安培之下,推动调速装置至需要的速度上,利用调速系统自动调节到位,待列车全部车钩伸张之后再进行加速行驶。

4.3长大下坡道运行过程。

考虑到重载货物列车的安全和节能,在长大下坡道运行时主要通过下面几点来实现。

①避免过大的进坡速度。较小的进坡速度可以使列车入坡前牵引程度较低,这样一方面可以节约能耗,另一方面可以避免列车坡道运行的制动操纵,此外还可以减少列车在坡道的调速频次,有助于重载货物列车的平稳运行。

②避免过大的减压量。当调频次数同样时,较小的减压量可以使货物列车的耗风量减少,列车的缓解速度因列车管再充风时间的减少而得到提高,一方面可以以减少列车的能耗,另一方面由于较小的减压量可以使列车减速慢,相对延长了列车的调速周期,因而有利于列车的平移运行。

③尽量施加动力制动。如果在下坡道运行时使用制动工况可以有利调节重载货物列车的车钩状态,主要是通过抑制列车空气制动缓解前后车辆间短期变化过大的车钩力来降低列车的纵向冲动,帮助列车平稳运行。

总之,重载货物列车在长大下坡道调速运行过程中,尽量以较小的速度进入坡道,然后采用动力制动直到列车驶出坡道。如果在行驶过程中出现动力制动不足以使列车降速的情况,可以在列车速度接近限速时,采用小减压量空气制动来进行辅助。

5结语

列车在不同的运行过程中,会遇到不同的情况,对于各种运行情况操纵规则也有差别。对于重载货物列车而言,驾驶员要实现平稳操纵首先要解决好制动问题,其次要掌握好各种相关的操纵技术,另外还要不断总结经验提高随机应变的能力,通过各项措施来避免交通事故的发生,保证列车安全高效的运行。

参考文献

[1]铁路重载运输,杨浩,北京:北京交通大学出版社,2010

[2]国外重载铁路综述,李宏,《铁道工程学报》,2000(4)

[3]我国重载铁路发展模式研究,夏胜利,杨浩,张进川,等,《铁道运输与经济》,2011(09)

[4]重载组合列车操纵方案优化探讨,李伟琦,孟令凯,丛建卓,《内燃机车》,2011(2)

[5]两万吨列车纵向动力学性能预测,魏伟,赵连刚,《大连交通大学学报》,2009,30(2)