出口緬甸新型2000HP內(nèi)燃機(jī)車牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李旭東

(中車四方車輛有限公司，山東青島266111)

摘要：針對出口緬甸新型內(nèi)燃動(dòng)力機(jī)車牽引系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，介紹了機(jī)車主要性能參數(shù)，對牽引系統(tǒng)以及適合當(dāng)?shù)剡\(yùn)營條件的電氣設(shè)備選型等方面進(jìn)行了分析，并時(shí)機(jī)車牽引系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：米軌線路;PLC網(wǎng)絡(luò)控制;內(nèi)燃動(dòng)力;牽引系統(tǒng);防高溫設(shè)計(jì)

DOI: 10.16 640/j.cnki.37-1222/t 2018,10.002

1概述

出口緬甸新型2000HP內(nèi)燃機(jī)車最高設(shè)計(jì)速度110km/h，最高運(yùn)行速度為100km/h?？蛇\(yùn)用于客貨兩用。在設(shè)計(jì)方面充分考慮了熱帶雨林高溫、高溫的氣候條件和復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，采取了多種防高溫、防水、排水措施。并針對緬甸多山區(qū)的運(yùn)用條件，優(yōu)化設(shè)計(jì)了電阻制動(dòng)等性能。

2機(jī)車主要技術(shù)參數(shù)

機(jī)車在兩端設(shè)司機(jī)室，設(shè)備安裝、檢修方便。其主要參數(shù)如下

2.1 環(huán)境和運(yùn)用條件

(1)環(huán)境特點(diǎn)：熱帶氣候，旱季多灰塵;

(2)環(huán)境溫度：O℃-45℃;

(3)最大相對濕度：90%;

(4)最高海拔高度：1524m;

(5)最小曲線半徑：62m;

(6)最大坡道：40%0;

(7)軌距：lOOOmm。

2.2機(jī)車參數(shù)

(1)傳動(dòng)方式：交——直電傳動(dòng);

(2)柴油機(jī)裝車功率：1468kW;

(3)機(jī)車寬度：2750mm;

(4)機(jī)車高度：3480mm;

(5)整牢控制電壓：DC74V;

(6)軸耍：12.5t

(7)軸式：Bo-Bo-Bo;

(8)齒輪箱傳動(dòng)比：77/21;

(9)燃油箱窖積：3200L。

3牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求

根據(jù)合同要求，牽引系統(tǒng)需達(dá)到一下技術(shù)目標(biāo)：

單機(jī)運(yùn)行，在平直道上能夠以最高速度110km/h運(yùn)行;

牽引600T客運(yùn)列車，在平直道上能夠以最高速度100km/h運(yùn)行;

牽引1500T貨運(yùn)列車，在單直道上能夠以最高速度90km/h運(yùn)行;

牽引300T客運(yùn)列車，在40‰坡道上能夠以最高速度22km/h運(yùn)行。

3.2牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

機(jī)車牽引回路的控制主要是主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制。柴油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)甜帶動(dòng)主發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，PLC通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的輸出來控制主發(fā)電機(jī)的輸出，機(jī)車牽引工況時(shí)，在不同柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的恒功率勵(lì)磁控制;機(jī)車電阻制動(dòng)工況時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)車制動(dòng)功率和制動(dòng)電流的控制。

機(jī)車在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了PLC故障狀態(tài)，設(shè)置了ETS手動(dòng)勵(lì)磁工況，通過電阻調(diào)節(jié)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的輸幽，使PLC故障時(shí)，機(jī)車同樣可以受控牽引運(yùn)行。

在牽引工況下，主微機(jī)根據(jù)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的輸出功率，調(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的恒功控制。

柴油機(jī)的最大運(yùn)用功率與同步主發(fā)電機(jī)經(jīng)主硅整流柜輸出的電功率之間的關(guān)系，可用下式表示：

3.3牽引系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

牽引系統(tǒng)所有設(shè)備選型需滿足當(dāng)?shù)馗邷馗邼竦倪\(yùn)行環(huán)境要求，主要設(shè)備參數(shù)如下表所示

3.4牽引系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證

機(jī)車總裝完成需要經(jīng)過水阻試驗(yàn)、自負(fù)荷試驗(yàn)等驗(yàn)證牽引系統(tǒng)性能。

3.4.1水阻試驗(yàn)

內(nèi)燃機(jī)車水阻試驗(yàn)用水電阻作為負(fù)載取代牽引電動(dòng)機(jī)，模擬電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行，測試并調(diào)整機(jī)車性能參數(shù)的負(fù)載試驗(yàn)。由于永阻裝置結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)電阻值方便，易于散熱，可消耗較大功率的電能，因此普遍應(yīng)用于中國的內(nèi)燃機(jī)車負(fù)載試驗(yàn)巾。水阻試驗(yàn)的目的是對總裝完成的機(jī)車進(jìn)行牽引發(fā)電機(jī)外特性的調(diào)整，使其符合設(shè)計(jì)要求。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論：

流和電壓都隨著升高，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，電壓電流可調(diào)，但總功率不變，滿足恒功率控制要求。

3.4.2自負(fù)荷試驗(yàn)

自負(fù)荷試驗(yàn)的原理是將主發(fā)電機(jī)發(fā)出的牽引功率全部消耗在制動(dòng)電阻上，其目的是在進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)電機(jī)外特性的同時(shí)，試驗(yàn)電阻制動(dòng)裝置的狀態(tài)是否良好。

柴油機(jī)啟動(dòng)前，將6個(gè)自負(fù)荷開關(guān)置于閉合位，換向手柄置牽引位，調(diào)速手柄置于1擋位時(shí)，機(jī)車牽引工況，總電流表(顯示屏)有顯示，制動(dòng)電阻柜的通風(fēng)機(jī)開始工作，牽引電機(jī)的通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，逐漸將柴油機(jī)提高到1800r/min，觀察電阻柜出風(fēng)的百葉窗開啟狀態(tài)正常。是自負(fù)荷試驗(yàn)的功率符合發(fā)電機(jī)外特性的功率要求。

4總結(jié)

通過在緬甸現(xiàn)場的試驗(yàn)驗(yàn)證，在空載試驗(yàn)與重載試驗(yàn)中，該機(jī)車顯示出了優(yōu)良的可靠性和牽引性能;山地試驗(yàn)中，除了驗(yàn)證坡道能力外，對電阻制動(dòng)的考核也顯示出了機(jī)車穩(wěn)定的電制動(dòng)性能。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合理論計(jì)算的結(jié)果。

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作者簡介：李旭東(19 79-)，男，山東樂陵人，研究生，研究方電力電子與電力傳動(dòng)。