杜紹巖，田　慧，王曉月

天津中車唐車軌道車輛有限公司，天津　300300

淺談某內(nèi)燃電傳動(dòng)車組動(dòng)力系統(tǒng)

杜紹巖，田慧，王曉月

天津中車唐車軌道車輛有限公司，天津300300

近年來(lái)國(guó)際、國(guó)內(nèi)軌道裝備市場(chǎng)需求迅速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)軌道裝備制造業(yè)迎合走出去戰(zhàn)略，根據(jù)發(fā)展需求積極參與國(guó)際市場(chǎng)投標(biāo)，市場(chǎng)份額逐漸增大。本文詳細(xì)介紹了內(nèi)燃動(dòng)車組牽引動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成、控制要求、控制技術(shù)及結(jié)構(gòu)特性要求。

內(nèi)燃動(dòng)車組；電傳動(dòng)；牽引動(dòng)力系統(tǒng)

本文以某型電傳內(nèi)燃動(dòng)車組為例，詳細(xì)介紹了動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成、控制要求、控制技術(shù)及結(jié)構(gòu)特性要求。

1　動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成

該內(nèi)燃電傳動(dòng)車組為交流電傳動(dòng)，3輛車編組，其中包含2輛動(dòng)車和1輛拖車。

牽引動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力總成、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)以及靜液壓系統(tǒng)組成。

柴油發(fā)電機(jī)組、冷卻系統(tǒng)中的空氣冷卻裝置、進(jìn)氣濾清器、排氣消音器、靜液壓泵驅(qū)動(dòng)和靜液壓油箱、膨脹水箱以及各系統(tǒng)之間的連接管路共同集成在一個(gè)公用構(gòu)架上，構(gòu)成動(dòng)力系統(tǒng)中的動(dòng)力總成。

動(dòng)力系統(tǒng)布置：

1）每輛動(dòng)車車下布置1臺(tái)動(dòng)力總成、柴油機(jī)水冷卻裝置、燃油系統(tǒng)。

2）車上布置有柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的車頂排放裝置和與動(dòng)力總成排氣消音器間的管路機(jī)附件。

3）柴油機(jī)水冷卻裝置通過(guò)管路與動(dòng)力總成的柴油機(jī)、膨脹水箱相連接，構(gòu)成柴油機(jī)水冷卻系統(tǒng)。

4）車下布置的燃油箱總成通過(guò)管路、濾清器及其附件等與動(dòng)力總成的柴油機(jī)相連接，構(gòu)成柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)。

2　動(dòng)力系統(tǒng)總體要求

動(dòng)車組以牽引柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)為牽引原動(dòng)力，牽引用電全部取自于牽引柴油發(fā)電機(jī)組。

因此，為了保證動(dòng)車組良好的動(dòng)力性能，保證動(dòng)車組運(yùn)用中的安全、可靠，牽引柴油機(jī)的正常工作顯得尤為重要。柴油機(jī)控制系統(tǒng)具備柴油機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)、調(diào)速及多項(xiàng)保護(hù)功能，并對(duì)各重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證車輛動(dòng)力系能平穩(wěn)正常運(yùn)行。

3　動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)及結(jié)構(gòu)特性要求

3.1動(dòng)力總成

動(dòng)力總成集成動(dòng)力系統(tǒng)的許多部件構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，通過(guò)減震器吊裝在動(dòng)車車體鋼結(jié)構(gòu)邊梁上。

1）牽引柴油發(fā)電機(jī)組選用歐洲品牌柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，柴油機(jī)曲軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸采用彈性連軸器連接，柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)外殼間通過(guò)剛性連接套連接，機(jī)組安裝在動(dòng)力總成的公用構(gòu)架上。

2）牽引柴油機(jī)的輔助輸出端驅(qū)動(dòng)串聯(lián)式靜液壓泵組，靜液壓泵通過(guò)橡膠減震器安裝在動(dòng)力總成構(gòu)架上，靜液壓泵組安裝在動(dòng)力總成構(gòu)架上，通過(guò)管路與風(fēng)扇馬達(dá)和靜液壓冷卻器、靜液壓油箱、濾清器等相連接。

3）牽引柴油機(jī)空氣冷卻器和靜液壓油冷卻集成安裝在柴油機(jī)機(jī)組側(cè)，通過(guò)管路與柴油機(jī)的增壓空氣系統(tǒng)、靜液壓系統(tǒng)相連接。

4）牽引柴油機(jī)的水冷卻系統(tǒng)的膨脹水箱集成在動(dòng)力總成構(gòu)架上，并通過(guò)管路與柴油機(jī)水冷卻系統(tǒng)相連接。

5）牽引柴油機(jī)空氣濾清器集成在動(dòng)力總成構(gòu)架上，管路與柴油機(jī)壓氣機(jī)連接。

6）排氣消音器集成在動(dòng)力總成構(gòu)架上，管路與柴油機(jī)增壓器連接。

7）消音器（可降低15-20Db（A））。

3.2牽引柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組

柴油機(jī)采用水冷四沖程直噴式增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，增壓裝置采用廢氣渦輪增壓、中間冷卻。柴油機(jī)控制系統(tǒng)有超速保護(hù)、低油壓保護(hù)、高水溫保護(hù)、低水位保護(hù)、進(jìn)氣溫度保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能。

發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)集成在動(dòng)力包內(nèi)，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)主發(fā)電機(jī)發(fā)出三相交流電，為牽引整流器提供電源。牽引控制器通過(guò)車輛控制器調(diào)整柴油機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和主發(fā)電機(jī)輸出電壓，經(jīng)整流回路生成中間直流電壓目標(biāo)值控制主發(fā)電機(jī)輸出電壓和中間直流電壓。

3.3燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)主要由燃油箱、管路、手動(dòng)泵、燃油粗濾器、燃油精濾器等組成。

手動(dòng)泵是在柴油機(jī)首次啟動(dòng)或更換燃油系統(tǒng)器件使燃油管路排空時(shí)使用的。燃油粗濾器、燃油精濾器、手動(dòng)泵均集成動(dòng)力包上。

同時(shí)，燃油箱上設(shè)有油位顯示、清掃孔、排污孔、檢查孔和加油過(guò)濾等，容量可滿足車輛持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30h。

3.4冷卻系統(tǒng)

動(dòng)力系統(tǒng)冷卻由牽引柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)和靜液壓油冷卻系統(tǒng)組成。

牽引柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)由柴油機(jī)內(nèi)部冷卻、外部冷卻組成。

柴油機(jī)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)由水泵機(jī)體和缸蓋里的冷卻水道、管道、節(jié)溫器等組成。

柴油機(jī)外冷卻系統(tǒng)由空空冷卻系統(tǒng)和水空冷卻系統(tǒng)組成，空空冷卻系統(tǒng)由集成在動(dòng)力包內(nèi)的將柴油機(jī)空氣冷卻器和靜液壓系統(tǒng)的靜液壓油冷卻器和管路組成，水空冷卻系統(tǒng)由水空冷卻裝置、集水管、膨脹水箱、連接管路和閥門等組成。

靜液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇，靜液壓控制器根據(jù)溫度自動(dòng)控制冷卻風(fēng)扇的啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速，以滿足柴油機(jī)和靜液壓冷卻系統(tǒng)工況要求。

在膨脹水箱上設(shè)有一個(gè)水位控制器，便于對(duì)全系統(tǒng)水位進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)膨脹水箱液面降至極限位置時(shí)，司機(jī)室低水位報(bào)警裝置將發(fā)出聲光報(bào)警。

司機(jī)室顯示屏上同時(shí)可觀察柴油機(jī)水溫。

3.5靜液壓系統(tǒng)

柴油機(jī)輔助輸出端通過(guò)萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)靜壓泵組，由液壓油驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇。

靜液壓系統(tǒng)包括靜液壓泵、靜液壓馬達(dá)、靜液壓油箱、濾清器、靜液壓油冷卻器和管路等組成。靜液壓油冷卻器集成在空空冷卻裝置中，靜液壓油箱上安裝有油過(guò)濾器、空氣過(guò)濾器和液位顯示器等。

柴油機(jī)輔助輸出驅(qū)動(dòng)靜壓泵組，水冷風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水冷卻風(fēng)扇，空空冷卻風(fēng)扇用于驅(qū)動(dòng)空空冷卻風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速通過(guò)控制器分別根據(jù)水溫度和空氣溫度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

3.6排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)有排氣消音器、波紋管、排煙道和車頂排放裝置組成。

排氣消音器安裝在動(dòng)力包內(nèi)，消音器出口與車上排煙道相連接，將柴油機(jī)廢氣排放到動(dòng)車車頂外。

消音器、波紋管、排煙道均保隔熱材料，避免對(duì)周圍設(shè)備產(chǎn)生熱輻射。

系統(tǒng)中的波紋管可以隔離柴油機(jī)的振動(dòng)傳播，同時(shí)吸收由于廢氣的加熱引起的管路系統(tǒng)部件的熱變形量。

4　結(jié)論

綜上所述，該電傳內(nèi)燃動(dòng)車組動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成全面，能夠?yàn)檐囕v提供穩(wěn)定可靠的動(dòng)力，保證車輛正常運(yùn)行。國(guó)際軌道裝備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，僅僅保證車輛順利運(yùn)行已經(jīng)不能幫助我們鞏固甚至擴(kuò)大自身的市場(chǎng)地位，這就需要我們不斷優(yōu)化我們的產(chǎn)品，提高競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］劉毅.內(nèi)燃動(dòng)車組動(dòng)力傳動(dòng)控制技術(shù)［J］.內(nèi)燃機(jī)車，2009（10）：20-23.

［2］任叢美，劉曉亮，吳洪文，石華，劉慶剛.出口孟加拉內(nèi)燃動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)［J］.鐵道機(jī)車與動(dòng)車，2014（1）：1-3.

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1674-6708（2016）166-0170-02

杜紹巖，天津北車軌道裝備有限公司，研究方向?yàn)槌鞘熊壍儡囕v車電、調(diào)試工藝。