问题

固定重联机车相比双机在运用中有何不同?

回答
固定重联机车与双机运用中的几点不同

在铁路运输领域,为了满足日益增长的运量需求,机车重联技术被广泛应用。其中,固定重联机车和双机(即两台独立机车通过指令联控)是两种常见的重联方式。虽然它们都能实现多机牵引,但在实际运用中,两者在操作、维护、经济性以及适应性等方面存在着显著的差异。

一、 操作与控制

固定重联机车顾名思义,两台机车在结构上是永久性连接,通常通过一个贯穿两车的车钩来实现。控制系统也进行了深度整合,驾驶室内的信号和指令可以同步传递到两台机车。这意味着,司机在驾驶一台机车时,另一台机车的运行状态(如牵引力、制动、牵引电机、柴油机等)都在其控制之下。

一体化驾驶体验: 司机只需要在一个驾驶室进行操作,感觉就像在驾驶一台更强大的单节机车。牵引和制动指令会按照预设的逻辑分配给前后两台机车,无需司机进行复杂的个体调节。
故障处理相对简化: 当其中一台机车出现非关键性故障时,系统通常具备一定的冗余设计,允许车辆在一定程度上继续运行,或者自动调整动力分配。司机需要理解的故障信息和处理流程也相对集中。
起车、停车和平稳性: 由于控制指令的无缝传递,固定重联机车在起车和停车时通常表现得更为平稳,动力输出的波动较小,乘客体验也更好。

双机运用则是将两台独立的机车通过通信系统(如多功能线路电缆或无线通信)连接起来,实现指令的共享和同步。驾驶员需要在主控机车上发出指令,这些指令通过通信系统传输到被控机车,由被控机车执行。

分级控制与指令传递: 司机在主控机车上进行操作,指令会发送到被控机车。被控机车会根据接收到的指令调整自身的运行状态。这就意味着,指令从发出到执行有一个信息传递的过程,可能存在微小的延迟。
灵活的编组: 双机运用最大的优势在于其灵活性。可以根据运量需求,随时将两台独立的机车进行组合或分离,甚至可以使用不同型号的机车进行重联(只要通信和控制系统兼容)。
复杂故障处理: 当被控机车出现故障时,司机需要识别故障发生在哪台机车,并采取相应的隔离或降级运行措施。这可能需要更复杂的判断和操作。例如,一侧牵引电机故障,另一侧是否能单独承担更多牵引力,都需要由控制系统根据情况来判断和执行。
协同性挑战: 尽管有通信系统,但两台机车之间的协同工作仍然需要精心设计和调校。例如,在起车瞬间,如果两台机车的牵引力输出不均衡,或者制动指令传递不及时,都可能导致列车运行的不稳定。

二、 维护与检修

固定重联机车由于结构上的固定连接,其维护与检修也呈现出一些特点。

一体化维护: 两台机车作为一个整体进行维护。检修时,通常需要将两台机车同时送入检修库。对于一些通用性部件,可以集中进行更换和检查。
部件通用性与互换性: 如果是同型号机车固定重联,其零部件的通用性会很高,有利于备件管理。但如果其中一台机车需要大修,而另一台只需日常保养,则会影响整体的检修计划。
集成度高带来的挑战: 由于系统集成度高,某些部件的故障可能会影响到另一台机车的功能。维修人员需要对整个重联系统的各个环节都有深入的了解。

双机运用的维护则更侧重于独立性。

独立维护: 每台机车都可以独立进行日常维护和定期检修,互不影响。这使得检修计划的安排更加灵活,可以根据每台机车的使用状况进行个性化安排。
备件管理灵活: 备件可以针对单台机车进行管理,降低了备件的积压风险。
接口与连接设备维护: 除了机车本身的维护,双机运用还需要维护连接两台机车的通信线路、控制线缆以及耦合器等接口设备,这些设备的可靠性直接关系到重联系统的正常运行。
技术要求差异: 维修人员不仅要熟悉单台机车,还需要理解重联控制系统的原理,以及如何诊断和修复重联过程中出现的通信或控制问题。

三、 经济性与运用效率

固定重联机车在经济性上,初期投资可能相对较高,因为需要专门设计和制造连接结构以及整合的控制系统。

初期投资: 一次性投资较大,但长期来看,由于操作便利和维护相对集中,可能会降低单位运量的运营成本。
固定配置: 一旦固定下来,其编组方式相对固定,灵活性较低。如果运量发生较大变化,或者需要调配机车到其他线路,可能无法像双机那样灵活调整。
动力分配优化: 在设计阶段,其动力分配和牵引性能已经被优化,能够充分发挥两台机车的牵引潜力,保证了良好的运用效率。

双机运用在经济性上的优势主要体现在其灵活性和利用率上。

设备投资灵活性: 可以使用现有的独立机车进行重联,无需大规模改造,降低了初期投资。
高设备利用率: 当不需要重联时,机车可以单独运行,或者进行其他任务。这样可以提高机车的整体利用率,避免了固定重联机车在低运量时期“大马拉小车”的浪费。
适应性强: 能够根据线路条件、列车重量和客流情况,灵活地选择重联或不重联,以及重联机车的数量,从而实现资源的最佳配置。
潜在的效率损失: 如果重联控制系统不够完善,或者司机操作不够熟练,可能会导致动力分配不均,牵引效率打折扣,甚至增加轮轨磨损。

四、 适用场景

固定重联机车更适合于线路条件相对固定、运量稳定且对运行平稳性要求较高的线路。例如,一些重载货物运输线路、特定线路的客运专线,或者需要在山区、长坡道等复杂地形下稳定运行的线路。

双机运用则在更广泛的场景下具有优势,尤其是在运量变化较大、机车资源需要灵活调配的铁路网络中。它可以用于:

适应性运营: 根据季节、时期和日期的客流变化,灵活增减机车数量,实现资源的动态优化。
机车共享: 在一个铁路公司内,可以将一部分机车作为“基础”机车,另一部分作为“重联”机车,根据需求进行组合,提高整体机车运用效率。
特殊任务: 如在特殊牵引工况下,或是在救援、特殊检修任务中,可以快速组合机车以满足特殊的动力需求。

总而言之,固定重联机车和双机运用各有优劣。选择哪种方式,需要综合考虑线路条件、运量需求、设备投资、维护能力以及运营效率等多种因素。固定重联机车提供了更集成的性能和更稳定的运行,而双机运用则以其灵活性和经济性赢得了市场的青睐,特别是在不断变化的铁路运输需求面前。

网友意见

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说白了我们需要的是6轴、8轴、12轴的机车,至于4轴嘛参考SS8,拉拉小编组还行,运用范围实在是太窄,4轴机车今后是越来越没有市场的;再说了8轴机车不可能直接弄成Do-Do,那转弯怎么办?总不可能硬挤,轴重也不好整,转向架巨大,如果电力机车单轴1200KW那变压器该多大?如果是柴油机车油箱又吊在哪里?所以固定重连最好;

6轴就弄成Co-Co,8轴就弄成Bo-Bo+Bo-Bo,12轴就弄成Co-Co+Co-Co;转弯不受限,轴重易分配,两个转向架之间的空间大,转向架也比较小,车上的变压器也不至于巨大;

固定重连的8轴的SS4、HXD1,12轴的大3B、猪都是非常成功的机型;现在还在研发HXD1、3G,也是固定重连8轴,说明这种结构是非常成熟及合理的;

至于用双机其实是有时候是很尴尬的,比如说兰新二线,双机HXD1D动力过剩不经济,后来就有了8轴的双机固定重连的HXD1G;

用双机有一台是补机,对于有重连插座的还好,可以一控多,对于没有重连插座或者不同机型的就麻烦了,补机还要两个司机,能一台机做的事绝不让两台机做;

就我在成昆和宝成线上的观察,8轴的SS4和HXD1运用良好,中欧班列也用HXD1牵引,完全替代了之前的双机SS3;

附图:宝成线HXD1牵引中欧班列

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固定重联属于单机没办法才搞的解决方案(主要是牵引力/功率/最小半径),所以一些早期固定重联的机子在后来有了更好的单机的情况下就被单机替代了。而双机的主要运用场合其实是作为补机。在有更好的合适的单机牵引动力的情况下,也会被取代的,除非运营商想搞动力备份。像在欧洲这种普遍牵引定数不大的地方,固定重联机车基本绝迹,在山区线路补机的使用也越来越少,比如哥达线有了Re484之后Re 6/6+Re 4/4就可以减少使用了,当年国内HXD1出现也使得大秦万吨大列需要的机车(SS4G)减少了一半。


从运营商的角度来说,如果有一种万能的,可以大力可以快速还省电长度还短最后维护性还特别好的机车当然是最理想的,越是根据特殊场景设计的机车适应性越差,HXD1除了大秦丢去其他任何线路都不好用,这也是为什么这些在欧洲庞巴迪TRAXX和Stadler Flirt成为网红车的原因,主要是因为这个两个车的性能覆盖非常好,适用场景很广泛。整体来说,整个行业的发展趋势都是向单一化迈进的。

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综合说来,因为我国现代机车运用基本师承苏联,苏联佬搞的那一套操作规程中国人学了不少,其中一条就是值乘(副)司机对车辆进行巡检。而有些艰难路段需要两台以上的机车重联牵引,随着通信技术的发展已经不需要后车留人值守,所以这个巡检在面对两台机车中间的两个司机室就有点无力,因此才会有固定重联机车,就是机车连接处做成类似客车连接处的样子,安装风挡以隔绝内外,同时因为是双机运用,一些设备被分散到两节车上,拆开单用时只能放单机,或者拖一点车厢,多了机车刹不住车。另外编号也特别,两节车共用一个四位数。当然也还有那种所谓半固定重联机车,造型摆明了要固定双机重联,机车编号却不是尾巴带AB,而是一节一号,单独运用时也没啥问题。

这要从建国开始扯起就远了,我们从90年代中期开始说说那些固定重联机车吧。

当时的韶山4算是山寨8K,8G也给了我们不少思路,平原地区用4轴电力机车是肯定拖不动3000到4000吨的,用6轴机车如韶山3也相对勉强,牵引力余量几乎没有,所以才有了双机固定重联的构型的韶山4。

固定重联机车需求路线是其实是国内山区铁路。黔桂线的东风1在90年代到点报废,急需更换新机车。然而大连厂试制的8轴内燃机车东风10试验表现不佳,虽然弯道性能表现良好,但是坡道性能过于坑爹,所以被淘汰。

由于东风10的失败,铁道部不得不紧急用调机东风7B上黔桂做试验,试验结果只能说凑合能用,才让二七厂在东风7B的基础上 套上北京型的壳子造单司机室的东风7D。这个车虽然是每节机车不同编号,但是实际运用时是常态化半固定重联,当然不少时候在贵州这边是三机重联拉着1250吨上28‰的坡,一对机车带个单身车,可以说非常白学现场。

2002年,因为株六复线的开通,成都局跟广铁都需要一款双机12轴固定重联货机去爬湘黔和贵昆东段的山路,而当时并没有现成的机车,这一段线路之前一直是韶山1/3双机重联牵引,重联处的两个司机室毫无必要,且还阻碍值乘司机对机车进行巡检。这时株洲厂就以韶山3为蓝本,去掉一个驾驶室之后新造出韶山3B,一种12轴双节固定重联机车。至于为啥株六复线不用韶山4,是因为韶山4不能拆单节变一组半三台车牵引(这样的场景倒是在苏联挺常见),用两组又太浪费机车。额外的好处是习惯了韶山3的司机基本不用再去重新大规模集中培训即可上韶山3B机车干活。

内燃固定重联机车有个好处,在平原牵引水表车时不怎害怕发动机突然坏菜,只要有一节机车仍能正常工作,一样可以保证水表车不受影响。所以针对这种特殊需求,大连厂和戚墅堰厂制造了两种12轴固定重联机车,东风10F和东风11Z。经过对比11Z表现比10F好,在专运机车的竞争中胜出。

五提的时候,铁道部要求机车能够跑到准高速还能向客车供电,那么电力机车的4800千瓦够用了。东风11本来就是准高机车,只是不能机车供电。所以戚墅堰以东风11为蓝本,砍掉一个驾驶室并在原驾驶室位置安装空调发电机以向机车供电,并重新设计头型,这就是东风11G。然而这车的编号不带尾标AB,而是一节车一个号,算一种半固定重联机车吧。至于现在广铁群魔乱舞的单节东风11G拉客,或者东风11G拆开中间夹客车,也算一种尝试。至于东风11G拆开中间塞节东风11,那可能是机车回送之类的,或者是因为客车供电制式的原因必须要DC600V供电的东风11G,有时候就会有当空调发电车的单节东风11G跟在其他机车后面,其实并不参与牵引。

和谐电1/2那完全是因为国情在那摆着,8轴固定重联跑大秦,动力不够怎么行。至于后来和谐电1在湘黔线跟韶山3B一换一又是另外的事了,不过也不算浪费机车动力。

和谐内3高原型其实就是个模块化独立驾驶室,需要固定重联的时候后面装辅助室和风挡通过台,不需要的时候把模块化驾驶室装上就又是双头内燃机车,可以按需快速改造。

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SS4、HXD1、HXD2这类机车的两节车体共用一个车号,分为AB节,属于一台机车。因为对牵引力的需求使其必须具有8根动轴,由于单节车体安装8根轴会导致长度太大、转弯困难,因此做成两节车体。

DF11G两节车体车号不同,实为两台机车。

个人看法,在控制技术不发达且机车容易出小毛病的前提下,运营商会倾向于采购固定重联机车,相比于两台独立的机车,容易操控,后节有故障了可以马上派人处理。但是这样的机车运用范围狭窄,比如双机一组的DF11G离开需求牵引长途客车跑160km/h的场合之后,到哪儿牵引客车都嫌浪费,拆开了由于只有一个司机室运用起来很麻烦。大SS3B也有同样的麻烦。※SS4,HXD1/2之类不会拆开,因为国内用不着4轴的货运机车。

如果重联控制做得好且机车故障率低,用重联线连接两台机车,后面不设乘务员(如美国的货物列车)是最灵活合理的。

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