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谈重载货运电力机车关键技术研究及应用

刘君
摘要：随着我国经济实力的不断提升，我国的对外贸易市场也取得了较大的发展。交易货物重量和运输距离的不断增加，也让越来越多人开始关注起中在货运电力机车的普及和技术的改革。重载货运电力机车是我国铁路实现广泛应用的重要标志之一，其借助目前先进发展的铁路技术及装备，进一步扩大列车编组，实现重量货物的长距离快速运输。本研究将切实分析现有的重载货运电力机车应用情况的实际资料，就其运行的关键技术的改革和发展进行详细总结。
关键词：重载货运电力机车；关键技术；特点
前言：
铁路的发展和普及在现代生活中有着极为重要的实际意义其不仅是重要的交通工具、便捷了人们正常的出行，同时也是我国与其他国家文化交流、旅游贸易的枢纽，决定性的影响着我国的经济发展。重载货运是铁路的关键作用之一，本研究将针对我国重载货运电力机车的应用和改革进行详细分析，全面总结其运行过程中仍存在的不足和主要的改善技术。
1 重载货运电力机车关键技术特点
1.1 新一代重载货运电力机车的主要特点
我国对重载货运电力机车的研究2005年才开始，发展时间有限、设计理念不到位等严重制约了我国重载货运电力机车事业的前进，但是相关工作人员持之以恒的努力也获得了较可喜的回报。本研究结合我国既有机车的各项理性指标进行了详细分析，详细总结了其主要特点和新一代的重载货运电力机车的参数的先进性。重载货运电力机车是在现有的铁路技术及装备的条件下，扩大列车编组，实现对重量货物的长距离快速运输，因此其特点既包括普通铁路机车的特性，也体现为满足重载货运功能的结构特性。重载货运电力机车的特点主要可以总结为以下五方面，即轴重大、机车牵引力大、转向架的承载能力大、车体车端缓冲器静态阻抗力增大、运行速度低。重载运输的列车实际运行过程中一般需要承担5000吨以上的重量，长距离的运输又需要有强有力的能源支撑，因此轴重和牵引器作为主要的承担结构，必须在普通机车的结构上进一步增大，才能有效满足重载运输的功能，但是增加轴重和牵引器的体积时并不能盲目为提高机车的承载量随之增加，铁轨的承重、使用都是有限的，增加承重、牵引器的质量时必须结合运行路线铁轨的性质合理调整。新一代的重载货运电力机车就针对相关问题采取了较有效的措施进行了合理修改，新一代重载货运电力机车的轴重以新型的减压铁为基础材料，重量调整为27吨，保证原有机车承载货物重量的同时也相应提高了对铁轨线路的适应性。转向架是机车运行时主要的扭转牵引力的机械，其在承担一部分牵引功能的同时也相对提高了机车行驶中的灵活性。虽然重载货运电力机车是在提前铺置、规划的铁轨上行驶的，但是长距离的运输路途仍存在不少的转弯、上下坡，任何环节的小失误对于承重较大的重载货运电力机车都是致命的安全隐患，较大承载能力的转向架有效将安全事故发生的可能性降到了最低。新一代重载货运电力机车的转向架也在原有基础上进行了有效的改进，大扭转的异步牵引电机、高黏着转向架提供机车了高达910KN的牵引力，也最大程度保障了机车行驶过程中的安全性、可靠性。重载货运电力机车体、端两侧的拉伸、压缩负荷大、缓冲器静态抗阻力大的特点也是出于保证重载运输的功能，较低的始发速度既是为保证机车安全上轨、重载运输、减轻对机车其他结构的破坏，同时也便于在后续运输过程中安全提速、避免不必要事故的发生。
1.2 转向架设计特点
本研究从重载货运电力机车的特点入手，详细分析了我国在重载货运电力机车研究上取得重要进展，取得的成果固然是可喜的，但是我们也必须清楚地认识其中一些关键技术中存在的不足。转向架作为负责重载能力机车的牵引力和灵活性的主要设备，其设计的合理性有着极为重要的实际意义。早期我国重载货运电力机车中应用的自主设计的转向架，主要有三种型号，构造速度差强人意，但结构复杂、笨重，运行性能不稳定。后来经过一系列的改进后，研发出了速度更快、轴盘式基础制动的无摇枕转向架，但是在满足机车长距离运输重量货物的功能仍存在一定的不足。随着技术观念的更新和新一代重载货运电力机车的研发，现有的转向架设计获得了更大的突破，相关的驱动装置、悬挂装置功能性也有了较大提高。轴重重量的合理增加在保证机车性能的同时相对降低了机车的重心，为货物运输的安全性提供了更有力的保障。车轮、车轴材质的全新改变提高了机车的耐疲劳性，更适合重载、长途机车的整体结构，多齿轮联合的工作结构更适合抵抗重载货运电力机车运行过程中产生的强冲击。
1.3 牵引电传动系统设计特点
牵引电传动系统可以说是重载货运电力机车技术的核心，其运行的是否正常直接决定了机车能否启动，本研究结合具体的文献和新一代重载货运电力机车的牵引电传动系统的机构对其设计特点进行了详细总结。牵引电传动系统主要是由牵引电机、变流器两大部分构成，变流器是牵引电机工作的基础设备，新一代重载货运电力机车借助先进的计算机技术对整体的牵引控制系统进行了全新的改进，更新变流器的功率器件，科学调整、匹配了牵引电机的各项参数，提高了控制的精确性。新一代重載货运电力机车的牵引电机也就其中的发动机、发电机、辅助电机分别进行了创新、改进，简化的设计保证了更高的工作效率。
2 重载货运电力机车新技术应用
2.1 防雾闪设计应用
防雾闪是近些年随着环境恶劣程度增加新提出的一种设计理念，雾闪是指在雾、露、霾等恶劣天气中，机车表面的颗粒物、涂料会发生变化、形成物理胶膜，潮湿的外环境使其发生闪络，从而对整个电力系统造成较恶劣的破坏，也可以称为污闪。重载货运电力机车在长距离运输过程中长期暴露于室外，类似事故发生的可能性更高，相关的工作人员参考这种雾霾天发生的电闪事故的机理，借助车顶高压防护罩、顶盖涂绝缘涂料或机械间网侧柜、绝缘顶盖两种防雾闪设计技术有力避免了类似事故发生的可能性。
2.2 简统化设计应用
简统化设计并不是指重载货运电力机车某一部位具体的结构设计，而是一种整体的设计思路，即将现有的结构原件简单化、统一化，减轻工作人员的操作负担和驾驶重载货运电力机车的困难程度【1】，这样不仅有利于各种突发事故的应变，也为相关专业人才的培养工作提供了一定的便捷。这种设计理念在重载货运电力机车设备的研发中实现了较广泛的应用，目前已有6个方面共67个设计点进行了简统化创新。
2.3 新一代以太网控制系统应用
采用新一代以太网控制系统既是适应时代和技术发展的转变，更是为重载货运电力机车的控制工作的进一步改进提供扎实的基础。以太网是局域网中适用程度最广泛的一种，相比之前机车上使用的WTB总线信息系统有较明显的优越，单模光纤模式、总线型的拓扑结构切实提高了数据传输量和速度，有效解决了之前数据更新慢、分时传输的问题，提高机车系统的实际性能[2]。
结语：
我国国土面积辽阔一直令我们引以为豪，但是其无形中也为我国的经济贸易运输工作增添了不少困难。上世纪八十年代，重量货物的长距离运输艰难严重制约了我国经济发展工作的推进，相应的工作人员端正认识后重点开展了重载货运电力机车的研究和改革工作，取得了较为可喜的成果。本研究结合我国重载货运电力机车的发展现状对其运行过程中的关键技术进行了详细分析，新一代的重载货运电力机车有效改进了之前存在的不足，新技术的应用为我国的重载货运提供了有力保障。
参考文献
[1]钱立新，世界重载铁路运输技术的最新进展，[J].中国铁路，2007；49-53.
[2]李华祥，赵明远，吕世勇，重载货运电力机车关键技术研究及应用，[J].中车大同电力机车，2010（03）：70-73.endprint

-全文完-