謝仕川，李錦輝，郭瑩瑩

(中車株洲電力機(jī)車有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

超大功率重載交流傳動(dòng)電力機(jī)車組(下稱“神24電力機(jī)車”)是由中車株洲電力機(jī)車有限公司為包神鐵路在CEA1A1型(12軸)電力機(jī)車動(dòng)力單元基礎(chǔ)上開發(fā)的超大功率電力機(jī)車組。目前包神鐵路限制坡道12‰，主要采用“3+0”無(wú)線重聯(lián)和“2+1”無(wú)線重聯(lián)牽引萬(wàn)噸2種形式，神24電力機(jī)車從減少司乘人員、降低運(yùn)營(yíng)成本的角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用于包神鐵路線路的萬(wàn)噸牽引作業(yè)。

神24電力機(jī)車采用6節(jié)編組形式，整車內(nèi)部貫通，僅需要1組乘務(wù)員值乘，機(jī)車輪周功率28 800 kW，起動(dòng)牽引力2 280 kN；編組形式多元化，可結(jié)合線路需求實(shí)現(xiàn)8軸、12軸、16軸、20軸和24軸的靈活編組。

機(jī)車風(fēng)源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了保證機(jī)車在其運(yùn)用工況過(guò)程中能滿足其用風(fēng)的需求，神24電力機(jī)車風(fēng)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)配置為A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)分別配置一臺(tái)廣東標(biāo)頂公司的BT-3.0/10AD5型螺桿式空氣壓縮機(jī)，同時(shí)A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)機(jī)車總風(fēng)缸容積設(shè)計(jì)為1 000 L，C1節(jié)、C2節(jié)機(jī)車總風(fēng)缸容積設(shè)計(jì)為500 L。

本文針對(duì)神24電力機(jī)車的運(yùn)用環(huán)境，開展其適應(yīng)性的風(fēng)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證研究。

2 風(fēng)源用風(fēng)需求分析

神24電力機(jī)車為6節(jié)編組的交流傳動(dòng)電力機(jī)車組，擔(dān)當(dāng)包神鐵路萬(wàn)噸牽引作業(yè)，根據(jù)業(yè)主輸入條件，神24電力機(jī)車將牽引108輛貨車車輛，滿載載重重量為10 000 t，貨車車輛制動(dòng)設(shè)備相關(guān)參數(shù)如表1所示。

根據(jù)其貨車車輛的制動(dòng)設(shè)備相關(guān)參數(shù)，計(jì)算得出其用風(fēng)風(fēng)源需求(見表2)。其中標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力P0取100 kPa。

表1 貨車車輛制動(dòng)設(shè)備參數(shù)

表2 貨車車輛的風(fēng)源需求

根據(jù)風(fēng)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)車車輛制動(dòng)設(shè)備相關(guān)參數(shù)如表3所示。

根據(jù)其機(jī)車車輛的制動(dòng)設(shè)備相關(guān)參數(shù)，計(jì)算得出其用風(fēng)風(fēng)源需求，如表4所示，其中大氣壓力P0取100kPa。

表3 機(jī)車車輛制動(dòng)設(shè)備參數(shù)

表4 機(jī)車車輛的風(fēng)源需求

根據(jù)以上計(jì)算，得出神24電力機(jī)車牽引萬(wàn)噸列車時(shí)，列車總的空氣消耗量：Q=QL1+QL=1 363.5 L/min+618.25 L/min=1 981.75 L/min。

3 風(fēng)源系統(tǒng)供風(fēng)裝置設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)風(fēng)源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)分別配置1臺(tái)廣東標(biāo)頂公司的BT-3.0/10AD5 型螺桿式空氣壓縮機(jī)，對(duì)應(yīng)配置1臺(tái)BD-AD5.0/10型雙塔式空氣干燥器，由壓縮機(jī)及干燥器組成的供風(fēng)模塊相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表5所示。

4 風(fēng)源系統(tǒng)供風(fēng)模塊供風(fēng)能力的計(jì)算

根據(jù)風(fēng)源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，壓縮機(jī)啟停邏輯為當(dāng)機(jī)車檢測(cè)總風(fēng)低于750 kPa時(shí)，由CCU控制機(jī)車4臺(tái)壓縮機(jī)中的2臺(tái)輪流進(jìn)行工作(實(shí)際工作供風(fēng)模塊n1c=2)，并結(jié)合供風(fēng)模塊的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行風(fēng)源系統(tǒng)供風(fēng)模塊供風(fēng)能力的計(jì)算，如表6所示。

表5 供風(fēng)模塊相關(guān)技術(shù)參數(shù)

表6 供風(fēng)模塊供風(fēng)能力計(jì)算

根據(jù)上述計(jì)算，可以得出神24電力機(jī)車的風(fēng)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足技術(shù)條件中關(guān)于風(fēng)源的技術(shù)要求。

1)機(jī)車連掛108輛貨車車輛時(shí)，充風(fēng)時(shí)間不大于25 min。

2)空壓機(jī)工作率宜大于60%。

3)空氣壓縮機(jī)每小時(shí)啟停數(shù)不超過(guò)15次。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)充分的驗(yàn)證計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，神24電力機(jī)車風(fēng)源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既保證了機(jī)車壓縮機(jī)的工作率，打風(fēng)能力也可滿足機(jī)車實(shí)際運(yùn)用的需求，同時(shí)確保了機(jī)車空氣制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力源的安全可靠。