SDA3型內(nèi)燃機(jī)車輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉維山

摘 要：簡要介紹了SDA3型內(nèi)燃機(jī)車輔助系統(tǒng)各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、部件組成和各部件的性能參數(shù)，以期為日后的相關(guān)工作提供必要的幫助。

關(guān)鍵詞：SDA3型內(nèi)燃機(jī)車；輔助系統(tǒng)；性能參數(shù)；設(shè)計(jì)原理

中圖分類號：U262.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.071

2 子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)的作用是存儲一定量的燃油，將燃油輸送到柴油機(jī)，并將柴油機(jī)未燃燒的燃油送回到燃油箱。燃油箱采用吊掛式，安裝在機(jī)車車架下部中間，燃油箱的兩側(cè)還配置了圓盤指針式油位儀。

2.2 機(jī)油系統(tǒng)

機(jī)油系統(tǒng)的作用是為柴油機(jī)油底殼上油、排油，潤滑、冷卻柴油機(jī)的運(yùn)動零部件。在柴油機(jī)自由端配置啟動機(jī)油泵，在機(jī)車前轉(zhuǎn)向架與燃油箱之間的車架下部兩側(cè)各設(shè)置1個供上油和排油用的排油口。

2.3 冷卻水系統(tǒng)

冷卻水系統(tǒng)的作用是冷卻柴油機(jī)的部件。該柴油機(jī)是雙水泵設(shè)計(jì)，冷卻水系統(tǒng)采用高、低溫系統(tǒng)獨(dú)立冷卻的模式。冷卻裝置采用頂置壓風(fēng)式布置結(jié)構(gòu)，散熱器采用銅質(zhì)雙流道散熱器，平放布置。另外，還配置了2個直徑為1 300 mm的冷卻風(fēng)扇，它們各自由1個交流電機(jī)驅(qū)動，冷卻風(fēng)扇和電機(jī)采用的是機(jī)械連接。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)

機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)是利用通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，并冷卻牽引電機(jī)、主變流柜等電器部件。通風(fēng)系統(tǒng)分為前通風(fēng)系統(tǒng)和后通風(fēng)系統(tǒng)。前通風(fēng)系統(tǒng)主要冷卻前轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)和主變流柜，采用新型冷卻塔冷卻模式，利用溫度梯度分別進(jìn)行冷卻。冷卻塔上部冷卻主變流柜的散熱器，下部冷卻軸向混流式風(fēng)機(jī)。后通風(fēng)系統(tǒng)單獨(dú)配置1個通風(fēng)機(jī)給后轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)供風(fēng)。

2.5 柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)

柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)是為柴油機(jī)提供清潔空氣的，它是由機(jī)械離心式濾清器、紙質(zhì)濾清器組成，機(jī)械離心式濾清器安裝在機(jī)車電機(jī)室側(cè)壁上，紙質(zhì)濾清器安裝在電機(jī)室和動力室的間壁上。空氣濾清途徑為：外界空氣→一級濾清（機(jī)械分離式濾清器）→二級濾清（紙質(zhì)濾清器）→三級濾清（紙質(zhì)濾清器）→增壓器。

2.6 輔助傳動系統(tǒng)

輔助傳動系統(tǒng)的作用是通過變速箱將柴油機(jī)與輔助發(fā)電機(jī)連接在一起。該系統(tǒng)安裝在柴油機(jī)的自由端，柴油機(jī)通過彈性聯(lián)軸節(jié)與萬向軸連接，萬向軸的另一端通過法蘭與變速箱的輸入端連接，變速箱的輸出端通過法蘭與輔助發(fā)電機(jī)連接。

3 主要部件和技術(shù)參數(shù)

3.1 油水分離器

油水分離器選定型號為FBO-14，額定流量為94.6 L/min，濾清精度為10 μm ，原始阻力為17.2 kPa，工作溫度為0～124℃，濾水效率為99.5%.

3.2 通風(fēng)機(jī)

通風(fēng)機(jī)選定型號為TJL430-7，風(fēng)量為4.7 m3/s，風(fēng)壓為4 500 Pa，轉(zhuǎn)速為2 950 rpm，功率≤45 kW。

3.3 冷卻塔

冷卻塔的水泵電源為3AC 380 V/50 Hz，水泵功率為5.3 kW，風(fēng)機(jī)功率為35 kW，風(fēng)機(jī)電源要求為3AC/（200～480）V/（42.3～101.6）Hz。

3.4 散熱器

高溫散熱器：通風(fēng)面積（fa）為3.65 m2，通水面積（fw）為0.029 6 m2，傳熱面積（F）為501 m2。

低溫散熱器：通風(fēng)面積（fa）為3.65 m2，通水面積（fw）為0.014 8 m2，傳熱面積（F）為255 m2。

3.5 冷卻風(fēng)扇電機(jī)組

冷卻風(fēng)扇電機(jī)組風(fēng)量為25 m?/s，全壓為1 430 Pa，轉(zhuǎn)速為1 509 r/min，電機(jī)功率為50 kW，額定電壓為480 V，額定電流為84 A，額定效率為91.5%.

3.6 斜齒輪變速箱

斜齒輪變速箱的齒數(shù)比為26∶37∶44，模數(shù)為6，螺旋角為17°，齒寬110 mm，主中心距459 mm，輸入轉(zhuǎn)速1 800 r/min。

4 難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 輔助傳動系統(tǒng)與柴油機(jī)的匹配設(shè)計(jì)

根據(jù)柴油機(jī)和輔助發(fā)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)，需設(shè)計(jì)全新的變速箱。因?yàn)椴裼蜋C(jī)增加了輔助傳動系統(tǒng)，所以，其發(fā)電機(jī)組的軸系和扭轉(zhuǎn)振動表也比較復(fù)雜。鑒于此，在柴油機(jī)自由端設(shè)置彈性聯(lián)軸，輔助發(fā)電機(jī)與變速箱連接處設(shè)置彈性聯(lián)軸節(jié)。通過設(shè)計(jì)計(jì)算和整車試驗(yàn)優(yōu)化軸系中的彈性聯(lián)軸器，機(jī)車經(jīng)過實(shí)際運(yùn)用后，該軸系的設(shè)計(jì)和制造能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 冷卻塔設(shè)計(jì)

SDA3型機(jī)車采用變流器、牽引電機(jī)聯(lián)合通風(fēng)冷卻的新型冷卻結(jié)構(gòu)，即冷卻塔。冷卻塔分為上下兩部分，上部用于冷卻主變柜的散熱器，下部為軸向混流式風(fēng)機(jī)。

SDA3型機(jī)車采用的這種聯(lián)合冷卻結(jié)構(gòu)是利用溫度梯度冷卻，即先通過散熱器冷卻變流器功率模塊，繼而冷卻牽引電機(jī)，降低機(jī)車的輔助功率。同時，這種結(jié)構(gòu)充分縮減了機(jī)車兩大部件的通風(fēng)冷卻裝置在機(jī)車上占用的空間。尤其對于窄軌機(jī)車而言，優(yōu)化整車布置是非常重要的。

4.3 柴油機(jī)進(jìn)氣管路改造設(shè)計(jì)

為了更換和維護(hù)柴油機(jī)紙質(zhì)濾芯更加方便，將柴油機(jī)空氣濾清器通過過渡管安裝在動力室和主發(fā)室的間壁上，使柴油機(jī)在主發(fā)室進(jìn)風(fēng)。

5 結(jié)束語

SDA3型內(nèi)燃機(jī)車是我公司出口泰國的干線內(nèi)燃貨運(yùn)機(jī)車。該機(jī)車輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合機(jī)車要求，各項(xiàng)性能都達(dá)到了機(jī)車的運(yùn)行要求。

〔編輯：白潔〕