|我親身經(jīng)歷的重大科研課題
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 作者：樓修力
株洲所的六十年翩腐，是出成果逐纬、出人オ、出效益的六十年矢沿，是舊貌換新顏滥搭，天翻地覆的六十年。我們老一代專家非常感謝株洲所為我們提供了如此寬廣的舞臺來施展才華捣鲸。進所54年來瑟匆，我見證了株洲所和中國電力機車、內燃機車的開創(chuàng)和發(fā)展栽惶，也親身參與了十多項重大科研課題愁溜，榮獲包括鐵道部特等獎等在內的7項獎，這些至今還記憶猶新外厂，歷歷在目冕象。
一、電力機車實現(xiàn)無級調速
自1969年10月汁蝶，國產(chǎn)韶山1型電力機車在成都局馬角壩機務段運用以來渐扮，充分顯示了它的優(yōu)越性:拉得多论悴、跑得快、構造簡單墓律、容易掌握膀估，在完成國家的運輸任務及支援大西南建設中，做出了巨大的貢獻耻讽。
但出廠比較早的小號機車(指60號及以下)還存在調壓開關短路燒損的慣性"放炮"故障察纯，也就是人們常說"三大件”老大難問題之一。馬角壩機務段针肥，共有三十九臺類似8號車的小號應用車饼记，總共50多臺機車，每天約有27臺左右的應用車慰枕。1971年由于調壓開關燒損慣性“放炮”故障具则，而引起17次機坡重大事故，嚴重威脅寶成鐵路運輸生產(chǎn)的安全捺僻。
1972年10月馬角壩段技術室主任鄭樹選來株洲尋求解決方案。先到工廠崇裁，要求將過渡電抗器轉換改為大號車那樣的硅整流器轉換機組匕坯，由于無法改主變壓器而不能實現(xiàn)。又來到株洲所尋求解決拔稳，株洲所領導急運輸現(xiàn)場之所急葛峻，想運輸現(xiàn)場之所想，熱情接待巴比、積極響應术奖。立即指定有專業(yè)技能的工程技術人員組成專題組，進行專題研究轻绞，提出解決辦法采记。通過協(xié)商，由株洲所負責研究設計政勃，馬角壩段負責裝車攺造和試運唧龄，工廠修改調壓開關。我有幸作為控制裝置的主持人奸远，提出了采用晶閘管過渡裝置的三個解決方案既棺，即9位8段調方案，17位方案和33位方案懒叛，得了專題組的認同丸冕。
1973年1月株洲所指派主持控制技術的樓修力帶著親自設計的三個解決方案，到馬角壩段征求意見薛窥，最后大家一致同意采用晶閘管9位8段調的級間平滑調壓方案胖烛。這就是后來所說的中國第一次采用500安晶閘管並具有恒流啟動、最高電壓限制的級間平滑調壓方案『榧海回所后立即開展精心施工設計和地面試驗妥凳。
改造方案由晶閘管機組、調壓開關改造和控制系統(tǒng)構成答捕。晶閘管機組采用6只500A1200∨晶閘管并聯(lián)和6只500A1200V二極管并聯(lián)組成逝钥。調壓開關的相應改造工作由株洲廠鄒品元負責。1973年在電力機車上首次使用拱镐，無論對元件本身的技術要求艘款、還是控制觸發(fā)和保護都是新事物∥掷牛控制系統(tǒng)由電流調節(jié)器哗咆、最高電壓限制器、邏輯電路益眉、移相和脈沖放大電路晌柬、自動升位電路等環(huán)節(jié)組成。6個大功率晶閘管并聯(lián)要求觸發(fā)脈沖前沿陡郭脂、觸發(fā)功率大年碘，並要求7500Ⅴ的隔離耐壓。電力機車牽引電機恒流和限壓的實現(xiàn)展鸡，從根本上改變了以往有級調壓機車的起動和調速方式屿衅，實現(xiàn)了級間平滑調壓和無級調速。
? 1973年7月投產(chǎn)二套SS1級間平滑調壓裝置莹弊，其中一套留作株洲所試驗車間地面機車試驗專用涤久。首先在試驗車間進行1:1的地面試驗。另一套于同年8月2日運扺馬角壩段忍弛，通過七天時間完成裝車改造响迂。
1973年8月15日在韶山1型31號機車上試運成功。
1974年7月還進行了牽引試驗和故障運運行試驗细疚，以比較改造后機車較之改造前機車性能的改進和提高栓拜，其中起動牽引力提高了13%~18%。
《機車電傳動》1975年NO.2 韶山I型31號級間平滑調壓電力機車
該課題來自運輸生產(chǎn)第一線惠昔，其目的是的要解決調壓開關觸頭燒損引起的機坡事故幕与，即解決調壓開關"放炮"慣性故障。用株洲所1972年新開發(fā)的500安1200伏元件镇防，六個并聯(lián)啦鸣，同時觸發(fā)，二組十二個控制42O0千瓦的功率来氧，在徹底實現(xiàn)調壓開關無電弧轉換的同時實現(xiàn)電力機車晶閘管平滑調壓和無級調速诫给！這在電力機車發(fā)展早期的試制試驗階段香拉，是重大的技術突破和技術創(chuàng)新。在安全運行11萬公里后中狂，于1975年3月鐵道部在成都局馬角壩機務段召開鑒定會凫碌，鐵道部內專家教授和領導共40多人參加，株洲所張茂隆胃榕，龐亁令盛险，夏寅和我4人參加，我在會上作設計試制和改進匯報勋又，鑒定組經(jīng)添乘31號苦掘，聽取匯報和審閱文件，通過部級鑒定楔壤。並作為新產(chǎn)品重點推廣鹤啡，株洲所當年由夏寅主持出版了《機車電傳動‘》總14期SS1031號車專輯，所長張茂隆主持全所協(xié)調會蹲嚣，當年生產(chǎn)5套級間平滑調壓裝置递瑰。直到1976年，包括8號車在內的9臺小號電力機車得到推廣隙畜，日復一日奔馳在寶成鐵路上抖部，8號車的再改進是株洲所的集體成果，也是株洲所人引以自豪的禾蚕，為后來采用晶閘管級間平滑調的第二代電力機車尊定了技術基礎您朽，開創(chuàng)了雛形狂丝，走出了一條適合中國電力電子技術起步較晚國情的電力機車發(fā)展道路换淆，在電力機車發(fā)展史上具有里程碑式的重要意義。? ? ? ? ? ?
值得提出的是：株洲所新老領導都非常尊重知識和人才几颜。老部長傅志寰（時任生產(chǎn)組長）親自領導這個項目倍试，多次家訪和我促膝談心，鼓勵我們圓滿完成課題蛋哭；現(xiàn)任董事長李東林非常關心中車株洲所晶閘管級間平滑調壓誕生45周年座談會的召開县习，"也是我們的工作所在“，所長楊首一到會祝賀谆趾，並與全體與會人員合影躁愿。一代一代的所領導尊重知識和人才，這就是中車株洲所疑聚力和永續(xù)輝煌的源泉沪蓬！?
二彤钟、參加牽引動力技術政策的制訂
? 我國牽引動力技術政策在上世紀70年代及80年代初變化較多，影響了我國牽引動力迅速發(fā)展和鐵路現(xiàn)代化的進程跷叉。因此逸雹，制訂牽引動力技術政策在當時是十分重要的营搅。從1982年7月至1983年4月期間，我作為電力機車科研梆砸，生產(chǎn)转质，運行部門的組長單位代表，參加了這項政策的制訂工作帖世，最后由國家科委休蟹、計委、經(jīng)委和鐵道部等單位組織論證狮暑，經(jīng)過4次討論審查鸡挠，最終于1984年5月通過評審。
? 這項課題包括鐵路各種牽引動力合理使用范圍搬男、發(fā)展方向及發(fā)展步驟拣展，電力機車的選型和系列化發(fā)展，內燃機車的選型和系列化發(fā)展缔逛，蒸汽機車改進方向的建議备埃，燃氣輪機發(fā)展的意見。為此褐奴，本人作為電力機車科研按脚，生產(chǎn)，運行部門聯(lián)會小組的組長敦冬，主筆撰寫了《關于電力機車的選型和系列化發(fā)展問題》一文辅搬。
? 該專題研究分為結論和說明兩部分。其中結論部分包括:電力機車采用每軸功率800千瓦脖旱，由4堪遂、6、8軸分別組成3200千瓦萌庆、4800千瓦和6400千瓦的客貨運電力機車系列;要提高電力機車及其主要零部件的技術性能溶褪、可靠性和使用壽命;機車大修間走公里應不少于120萬公里;等等。這些均被鐵路主要技術政策所采納践险。在“牽引動力發(fā)展方向和發(fā)展步驟”一節(jié)中猿妈，提出了“目前應進一步提高電力機車的可靠性，正在試制的韶山3型電力機車應盡快鑒定定型巍虫，形成批量生產(chǎn)能力彭则，從而滿足近期運輸需要。要加速研制持續(xù)功率6400千瓦的8軸電力機車占遥。在此基礎上俯抖，有計劃有步驟地發(fā)展8、6筷频、4軸三種軸式的電力機車系列蚌成。這三種電力機車前痘，采用通用的牽引電機和通用的電器以及各種機械零部件，采用不同的傳動比來滿足客貨運輸不同牽引重量和速度的要求担忧，另外可研制時速140公里～160公里的電動車組芹缔，以適應未來少量繁忙客運區(qū)段運輸要求。這些建議均被采納瓶盛。
? 說明部分主要包括:1.電力機車選型和系列化的前提條件;2.國外電力機車的選型和系列化發(fā)展概況;3.我國電力機年的現(xiàn)狀;4.電力機車選型和系列化的有關說明及其計算資料最欠。
? 《關于電力機車的選型和系列化發(fā)展問題》的論文于1982年8月由鐵道學會牽引動力委員會討論通過，發(fā)表在1982年《鐵道機車車輛》第2期上惩猫。該專題的研究成果自1982年至20世紀末期芝硬，一直作為電力機車領域制訂技術政策、規(guī)劃轧房、科研課題和技術引進等重大決策的依據(jù)之一拌阴。
牽引動力發(fā)展方向和發(fā)展步驟的研究獲得鐵道部科技進步三等獎。此外還榮獲國家計委奶镶、國家經(jīng)委迟赃、國家科委頒發(fā)的“積極貢獻”表彰。
三厂镇、購車建議被鐵道部采納
? 1983年12月纤壁，正值我國引進國外電力機車的關鍵時刻，鐵道部機務局擬購法國阿爾斯通公司生產(chǎn)的單電機轉向架電力機車捺信。時任株洲電力機車研究所副所長的傅志寰酌媒，從北京回所后與我聊起了此事。我馬上想到印度鐵路曾采購過這種機車迄靠，但在印度使用故障較多秒咨。這是因為單電機轉架結構的特殊性帶來的一些特殊問題。我把該情況向傅所長報告梨水，傅所長馬上決定由我主筆專題報告《電力機車的發(fā)展水平和技術趨勢以及關于可供引進的機車及廠商推薦》拭荤。這篇報告重點指出了單電機轉向架的缺點:(1)單電機轉向架機車是靠同一轉向架內各輪對之間通過齒輪耦合傳動的茵臭，由于輪對之間輪徑差異導致轉向架內部傳動部件振蕩疫诽，牽引電動機轉子出現(xiàn)高頻扭振，振蕩結果導致架構變形旦委、齒輪箱變形奇徒、軸承松動和齒輪斷裂等損壞性故障;(2)傳動系統(tǒng)結構復雜，機械加工精度要求高缨硝，維護困難;(3)要求輪徑差不超過1毫米摩钙，對鐵路不平順度要求高;(4)造價高。不但印度使用產(chǎn)生過許多問題查辩，而且日本胖笛、蘇聯(lián)也做過樣機試驗和試生產(chǎn)网持，均因未達到預期效果而未推廣。我們根據(jù)國外的經(jīng)驗和我國长踊、我所的實際情況功舀，建議鐵道部不予考慮。
? 該報告還收集了48種大功率電力機車的參數(shù)身弊，提出了可供引進的電力機車和相關廠商辟汰。報告完成后，立即呈送鐵道部科技局阱佛、機務局帖汞、工業(yè)總局、外事局等六個業(yè)務局凑术，及時配合了我國電力機車引進的技術論證翩蘸。相關領導和部門閱后評價該報告內容翔實全面，數(shù)據(jù)正確淮逊，重點突出鹿鳖，特別是對單電機轉向架電力機車作了中肯的評價。于是壮莹，鐵道部采納了不采購單電機轉向架電力機車的建議翅帜。
? 傅志寰同志1987年10月11日對這一報告作出了這樣的評價:“《電力機車發(fā)展水平及趨勢》一文是為了配合電力機車引進而編寫的。這篇文章對當時選擇機車類型和廠商有參考價值命满，特別提供了印度購買阿爾斯通單電機轉向架機車故障多的情況涝滴，使某些曾主張引進這種機型的同志放棄了這一想法，也就是說不買單電機轉向架機車的建議已被采納”胶台。后來鐵道部引進了50赫茲集團150臺8K型電力機車和相關技術歼疮，為我國電氣化和提高我所技術水來展做出了應有的貢獻。難以設想诈唬，如果當時真的購買法國阿爾斯通單電機轉向架電力機車韩脏，這種齒輪傳動對機械加工要求的極高，將會對我國和我所后續(xù)發(fā)展帶來不利影響铸磅。信息情報的重要性由此可見一斑赡矢。
四、主持編寫《韶山1型電力機車》
1979年到1988年正是我人生的最佳年華阅仔，我調入株洲所科技情報室工作吹散，曾任情報室主任、《機車電傳動》編委會副主任八酒、所學術委員會委員空民，從事專題情報調研，撰寫了近20個專題羞迷，創(chuàng)辦《電力牽引快報》界轩，通過所內三國外語考試画饥，譯校近百萬外文資料。
1983年浊猾，正值改革開放初期荒澡，電力機車醞釀大發(fā)展。當時与殃，設計单山、生產(chǎn)教育部門急需參考資料，運用部門急需培訓資料幅疼，鐵道部要求株洲所就當時定型生產(chǎn)的唯一一種韶山1型電力機車編寫一本書米奸，時任株洲所副所長的傅志寰同志安排我擔任主編∷瘢《韶山1型電力機車》一書共60多萬字悴晰，自己不但要主筆部分章節(jié)，還要把各章節(jié)的文稿進行匯編逐工，統(tǒng)一文體格式铡溪，統(tǒng)一名詞術語，每章每節(jié)每句都要反復閱讀推敲泪喊，認真修改棕硫，使表達正確，語調一致袒啼，文筆流暢哈扮。
新書編完后，稿紙累積有20多公分高蚓再。出版時需校稿三次滑肉，幸好當時正值年富力強，多付出一些精力也就挺過來了摘仅。新書于1983年定稿靶庙，1985年2月終于由中國鐵道出版社出版，第一次印刷1萬冊娃属。該書以韶山1型改進后的機型為主六荒，系統(tǒng)地介紹了該型機車的性能、構造膳犹、作用及主要技術數(shù)據(jù)恬吕，并適當?shù)亟榻B了一些主要的故障處理方法签则，可供從事電力機車制造须床、運用和檢修人員使用，也可供大專院校師生參考渐裂。該書的出版促進了鐵路電氣化的快速發(fā)展豺旬，得到了從事電力機車科研钠惩、生產(chǎn)和運用人員的一致好評。該書后來又連續(xù)印刷了4次族阅，受到讀者的廣泛歡迎时捌。中國鐵道出版社還將該書作為優(yōu)秀出版物參加莫斯科國際書展澄步。
五、開發(fā)內燃機車微機控制技術，為鐵路大提速配"電腦"
早在上世紀70年代初季率，因電氣化鐵路所限，電力機車的品種和數(shù)量較少斋日，株洲所便想打入內燃機車市場渴杆。1983年鐵道部引進D5內燃機車模擬控制技木，株洲所成為電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地盖奈。1988年11月因內燃機車微機控制技術引進需要混坞，老所長丁愛國將我從情報室調入自動化室。1989年2月18日钢坦，鐵道部組團到美國GE公司考察學習GE-8型機車微機控制工藝技術究孕，我擔任團組長，團員有株洲所張明武爹凹、徐達清厨诸、成熹，大連廠趙永安禾酱，大連所蔡秉楠泳猬。由此，本人開始了20多年的內燃機車微機控制的開發(fā)設計生涯宇植。
1988年到1990年12月得封，我們從事東風6型內燃機車微機控制裝置引進和國產(chǎn)化研制。第3臺開始由我所引進GE公司技術試制指郁。國產(chǎn)化微機控制裝置在東風6型機車上的成功忙上，為1991年自主研發(fā)的東風11內燃機車采用16位微機控制創(chuàng)造了良好條件。按照鐵道部分工闲坎，株洲所搞硬件疫粥，大連所搞軟件。為了以后的發(fā)展腰懂，我們頂著內外雙重壓力梗逮，安排兩名科研骨干專攻軟件技術，最終绣溜，硬件設計技術在東風11機車上成功推廣應用慷彤，軟件控制技術也悄悄地在戚墅堰東風11機車上試驗成功，為后來株洲所全面研發(fā)內燃機車微機產(chǎn)品打下了良好基礎。微機控制裝置1991年4月開始設計底哗，1992年12月裝車岁诉。東風11內燃機車1＃車，自1993年11月至1995年11月29日在廣深鐵路試運16萬公里跋选，2Ｌ檠ⅲ～5＃車試運3萬～15萬公里，微機運行正常前标，結構合理坠韩，標準化程度高，功能齊全炼列，抗干擾能力強同眯，方便維護，售后服務好唯鸭。東風11機車微機控制系統(tǒng)是在引進美國GE公司微機技術的基礎上我所自行設計须蜗，并在廣深準高速客運機車上成功應用的微機控制新技術。它的成功標志著我國機車微機控制技術已進入一個嶄新的階段目溉。
1994年開始分別在廣深線明肮、滬寧線、京秦線缭付、沈山線上參加提速試驗柿估，為我國鐵路前4次大提速的準高速列車配上"電腦“，1994年12日八五重點攻關項目DF11準高速機車在廣深鐵路上創(chuàng)造時速183公里的中國第一速陷猫。在長期提速試驗中我在廣州段解決機車沖動秫舌、在北京內燃機務段解決空轉保護失常問題，用新型無源型傳感器代替美式有源傳感器绣檬，在山海關機務段解決機車功率不能發(fā)揮問題足陨。同時建議和組織開發(fā)出內燃電力通用大屏幕彩色液晶顯示器，成為DF11機車的一個亮點娇未。同事們提出有問題找樓工墨缘，這是一份責任和擔當，我的心里也會一熱零抬。
1996年株洲所和我本人榮獲鐵道部東風11內燃機車項目特等獎镊讼，為內燃機車開創(chuàng)新局面奠定了基礎。在此平夜，我要感謝我的戰(zhàn)友和同事陳翰芹蝶棋、姚曉陽、張明武忽妒、周志飛玩裙、譚壽云兼贸、白偉強、馬文俊等等献酗。繼東風11機車之后寝受，內燃課題組又先后設計了東風8B坷牛、東風7E罕偎、青藏鐵路機車、專用車京闰、內燃動車組等等的微機控制裝置颜及。隨著東風11和東風8B內燃機車微機控制裝置每年200臺左右的批量生產(chǎn)，株洲所與之配套的內燃機車產(chǎn)品蹂楣、顯示器俏站、傳感器、電機和變流器形成了一個內燃機車產(chǎn)業(yè)痊土。株洲所已成為事實上的軌道交通研究所肄扎，內燃機車幾乎發(fā)揮了半邊天的作用，株洲所多年為之奮斗的夢想也初步實現(xiàn)×拊停現(xiàn)在多種型式的國產(chǎn)內燃機車動車和出口內燃機車微機控制產(chǎn)品不勝枚舉犯祠，令人目不暇接。目前酌呆。內燃機車的設計隊伍在技術中心專家姚曉陽的帶領下衡载，不斷擴大，科研成果越來越多隙袁，令我們老一輩興奮不已痰娱。
