李淑琴 李亮 胡濤
摘 要: 本文主要闡述了出口泰國(guó)SDA3型交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的總體布置、主要系統(tǒng)和技術(shù)參數(shù)、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)以及機(jī)車的性能水平和運(yùn)用情況。機(jī)車在泰國(guó)成功的商業(yè)運(yùn)營(yíng)和推廣,一定會(huì)給公司和集團(tuán)公司帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞: 內(nèi)燃機(jī)車;交流傳動(dòng);主要技術(shù)參數(shù);性能水平;運(yùn)用情況
1 概述
出口泰國(guó)SDA3型交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車是根據(jù)泰國(guó)國(guó)家鐵路局20臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車的國(guó)際招標(biāo)項(xiàng)目而研究開發(fā)的。本機(jī)車是一款全新的滿足泰國(guó)運(yùn)用環(huán)境的米軌交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車,機(jī)車具有較大的輪周牽引力和良好的電阻制動(dòng)性能,較低的排放和噪音,良好的乘坐舒適性。機(jī)車采用三軸徑向轉(zhuǎn)向架,提高了機(jī)車過(guò)曲線能力,優(yōu)化了機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能。該內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)先進(jìn),結(jié)構(gòu)緊湊并且合理,裝配方便快捷,連接可靠,可以適應(yīng)各種惡劣的氣候環(huán)境,同時(shí)日常維護(hù)量比較小,易于使用推廣。
2.機(jī)車簡(jiǎn)介
2.1 機(jī)車總體布置
機(jī)車分上、下兩部分,上部為車體及安裝在車體上的設(shè)備,下部?jī)啥藶檗D(zhuǎn)向架和位于中部的可拆式燃油箱及總風(fēng)缸組成。
機(jī)車采用內(nèi)走廊雙司機(jī)室結(jié)構(gòu),側(cè)壁承載式車體。機(jī)車上部車體以六道間壁將其分隔為七室:司機(jī)室Ⅰ、電氣室、電機(jī)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室和司機(jī)室Ⅱ。機(jī)車的總體布置圖如圖1所示:
1.空調(diào),2.空氣干燥器,3.輔變柜,4.散熱器,5.膨脹水箱,6.車體通風(fēng)機(jī),7.柴油機(jī),8.消音器,9.空氣濾清器,10.主發(fā)電機(jī),11.電阻制動(dòng)裝置,12.制動(dòng)閥類安裝柜,13.電器柜,14.座椅,15.操縱臺(tái),16.主變流柜,17,冷卻塔,18.砂箱19.滅火器,20.燃油箱,21.蓄電池,22.總風(fēng)缸,23,ECM控制箱,24.后通風(fēng)機(jī),25.輔助發(fā)電機(jī),26.空壓機(jī),27.后變速箱,28.轉(zhuǎn)向架,29.車鉤,30.排障器
2.2 機(jī)車主要系統(tǒng)
2.2.1 柴油機(jī)
柴油機(jī)采用CAT C175型柴油機(jī),額定轉(zhuǎn)速為1800r/min,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量輕的優(yōu)勢(shì),排放滿足EU ⅢA排放等級(jí)要求。
2.2.2 輔助系統(tǒng)
輔助系統(tǒng)主要包括燃油系統(tǒng)、機(jī)油系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng),冷卻裝置是冷卻水系統(tǒng)中的核心部件,其主要由散熱器,冷卻風(fēng)扇電機(jī)組、冷卻裝置鋼結(jié)構(gòu)和頂百葉窗組成。散熱器采用大板塊散熱器,平鋪布置;冷卻風(fēng)扇采用組合式風(fēng)扇。
2.2.3轉(zhuǎn)向架
轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、軸箱總成、輪對(duì)、旁承、牽引裝置、電機(jī)懸掛裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、徑向機(jī)構(gòu)及附件等組成。
2.2.4 車體
車體采用內(nèi)走廊側(cè)壁承載桁架式結(jié)構(gòu)。車架左右側(cè)梁前后設(shè)有牽引拉桿座,用以與轉(zhuǎn)向架牽引桿相連,達(dá)到傳遞牽引力、制動(dòng)力的作用,牽引拉桿座上設(shè)有吊車筒和架車座,供起吊機(jī)車和架車用。在車架端部?jī)蓚?cè)設(shè)有救援吊車筒,供緊急救援用。裝用的102 E/F型車鉤及MT-2型高性能緩沖器。
2.2.5 電傳動(dòng)系統(tǒng)
1)主傳動(dòng)系統(tǒng)
機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)采用交直交傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)牽引傳動(dòng)。主傳動(dòng)系統(tǒng)由主發(fā)電機(jī)、主變流柜、牽引電動(dòng)機(jī)、電阻制動(dòng)裝置組成。
2)直流輔助系統(tǒng)
直流輔助系統(tǒng)由交流輔助發(fā)電機(jī)、充電機(jī)、蓄電池以及機(jī)油預(yù)潤(rùn)滑泵、燃油預(yù)供泵、機(jī)車控制系統(tǒng)、照明、DC 24V變換器等用電系統(tǒng)組成。
3)交流輔助系統(tǒng)
該系統(tǒng)由交流輔助發(fā)電機(jī)、冷卻塔通風(fēng)機(jī)(與前架通風(fēng)機(jī)共用)電機(jī)、后架牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)機(jī)電機(jī)、冷卻風(fēng)扇電機(jī)及變頻器、空壓機(jī)電機(jī)及變頻器、定頻定壓電源、空調(diào)、牽引變流器冷卻塔水泵、生活用電、車體通風(fēng)機(jī)電機(jī)、輔助發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器組成。
4)機(jī)車控制系統(tǒng)
機(jī)車控制系統(tǒng)是一個(gè)基于多處理器和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的分布式控制系統(tǒng),由車載控制單元、牽引控制單元、柴油機(jī)控制單元及其輸入輸出接口單元、顯示單元、各類傳感器及各類開關(guān)電器組成,各部件通過(guò)MVB、CAN、RS 485等總線互聯(lián),互相實(shí)時(shí)傳送控制命令和狀態(tài)信息。
5)輔助傳動(dòng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)在柴油機(jī)的自由端,通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)、萬(wàn)向軸及連接法蘭與變速箱的輸入端連接,變速箱的輸出端通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與交流輔助發(fā)電機(jī)連接。系統(tǒng)主要由變速箱、萬(wàn)向軸和彈性聯(lián)軸節(jié)組成。
6)保護(hù)裝置
機(jī)車具有智能化診斷功能,能對(duì)主電路、輔助電路及控制系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷和安全導(dǎo)向。
2.3機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)
3. 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)
1)機(jī)車各系統(tǒng)及部件的集成創(chuàng)新技術(shù):機(jī)車根據(jù)泰國(guó)鐵路的運(yùn)用要求,裝用卡特C175型柴油機(jī)、CDJF201N主發(fā)電機(jī)、CDJD114牽引電機(jī)、TGA18B牽引變流柜、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、三軸徑向轉(zhuǎn)向架以及Wabtec26-LA空氣制動(dòng)系統(tǒng),采用平臺(tái)化、模塊化、輕量化的設(shè)計(jì)理念,機(jī)車總體布置合理,搭建了良好的低軸重交流傳動(dòng)米軌機(jī)車的平臺(tái)。
2)根據(jù)運(yùn)用線路小曲線及坡道多的特點(diǎn),研發(fā)了新型的米軌徑向轉(zhuǎn)向架、大扭矩新型交流牽引電動(dòng)機(jī),并采用先進(jìn)粘著控制技術(shù),達(dá)到了米軌機(jī)車大牽引力要求。
3)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組首次采用了十點(diǎn)支撐新結(jié)構(gòu),省掉了傳統(tǒng)的共用底座,并提升了組裝的工藝性。
4)機(jī)車裝用新型柴油機(jī),其電控系統(tǒng)反應(yīng)靈敏,為實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和轉(zhuǎn)速精確控制,研發(fā)了內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)標(biāo)定系統(tǒng)。
5)首次在內(nèi)燃機(jī)車上實(shí)現(xiàn)了單個(gè)冷卻塔同時(shí)冷卻主變流柜和牽引電機(jī),有效降低了機(jī)車輔助功率,優(yōu)化了機(jī)車整體布置結(jié)構(gòu)。
6)采用新型密封結(jié)構(gòu)等措施,有效提高了機(jī)車在熱帶環(huán)境的適應(yīng)能力。
7)機(jī)車司機(jī)室采用了模塊化設(shè)計(jì)。司機(jī)室內(nèi)電氣線纜大量采用了方便組裝的連接器、接插件,減少接線錯(cuò)誤,提升了總組裝質(zhì)量,提高了工作效率。
8)該機(jī)車為米軌交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車,線纜多,空間小,為了人身安全,研發(fā)了新的主發(fā)銅牌安裝架。
9)新型吊掛式燃油箱的呼吸口采用防側(cè)翻進(jìn)氣裝置,保證燃油箱傾倒后燃油不會(huì)溢出,造成浪費(fèi)及污染環(huán)境,以及燃油箱兩側(cè)加裝了滅火器,能保證在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用,用戶的使用便利性。
10)機(jī)車輔助變流柜排風(fēng)道采用新型結(jié)構(gòu),該風(fēng)道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)便、密封性能可靠、垂向及橫向定位允許調(diào)整量大,且成本低廉,通風(fēng)效果好,可推廣到所有機(jī)車上大小型風(fēng)道使用。
11)通常的上作用機(jī)車車鉤的開啟裝置不能滿足此次新造機(jī)車的安裝空間要求,故設(shè)計(jì)了新型機(jī)車上作用車鉤開啟裝置。該新型車鉤將左提桿、中間提桿和右提桿設(shè)計(jì)成各自獨(dú)立的零部件,作為一種分體式的車鉤提桿,結(jié)構(gòu)緊湊,占用面積少,滿足功能及結(jié)構(gòu)要求。
12)本機(jī)車方案在設(shè)計(jì)時(shí)兼顧出口泰國(guó)低軸重的平臺(tái)設(shè)計(jì)理念,機(jī)車的所有部件都進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)。
4.機(jī)車的性能水平
中國(guó)中車的鑒定意見給對(duì)機(jī)車給予了恰如其分的評(píng)價(jià):
鑒定委員會(huì)認(rèn)為該成果滿足了相關(guān)合同書的要求,具有較為廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景,該車達(dá)到了同類產(chǎn)品的國(guó)際領(lǐng)先水平。
5.機(jī)車的運(yùn)用情況
機(jī)車分別于2015年1月交付兩臺(tái),2015年6月交付8臺(tái),2015年10月交付10臺(tái)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),20臺(tái)SDA3型內(nèi)燃機(jī)車至2017年10月1日的總運(yùn)行公里為512.5萬(wàn)公里,柴油機(jī)總運(yùn)行時(shí)間150474小時(shí)。機(jī)破次數(shù)為1件,MDBF為512.5萬(wàn)公里,機(jī)破率為百萬(wàn)公里0.19件,機(jī)車的任務(wù)可靠性優(yōu)于國(guó)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)車干線機(jī)車水平。
6.總結(jié)
機(jī)車在泰國(guó)的商業(yè)運(yùn)用表明,SDA3型內(nèi)燃機(jī)車完全符合合同條款,滿足了用戶的實(shí)際運(yùn)用需求,說(shuō)明機(jī)車的研制是成功的。
SDA3型內(nèi)燃機(jī)車是中國(guó)首次批量出口泰國(guó)的干線貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車,該機(jī)車成功的商業(yè)運(yùn)營(yíng),不僅對(duì)戚墅堰公司,對(duì)中車集團(tuán)及其他子公司,乃至整個(gè)中國(guó)的大型鐵路裝備進(jìn)入泰國(guó)及東南亞市場(chǎng),都有著非常重大的意義。