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    C838B型內(nèi)燃電力地鐵工程車(chē)的燃油箱設(shè)計(jì)

    2020-11-16 06:06:34宋清林林建華陳征
    科學(xué)與財(cái)富 2020年26期
    關(guān)鍵詞:裙板油口工程車(chē)

    宋清林 林建華 陳征

    摘要:介紹了C838B型內(nèi)燃電力地鐵工程車(chē)的應(yīng)用環(huán)境,燃油箱的工作原理。介紹一種帶裙板保護(hù)的小容量燃油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。根據(jù)燃油箱的技術(shù)要求,運(yùn)用三維輔助設(shè)計(jì)軟件UG設(shè)計(jì)研發(fā)燃油箱,為同類(lèi)型的燃油箱設(shè)計(jì)提供一定的參考。

    關(guān)鍵詞:地鐵工程車(chē);燃油箱;三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    0、概述

    大連所研制的新加坡動(dòng)力包是和中車(chē)株機(jī)公司合作的為新加坡LTA路針對(duì)1500V電網(wǎng)提供C838B工程車(chē)項(xiàng)目,最高時(shí)速65公里。該型車(chē)主要用于鐵路施工現(xiàn)場(chǎng)的物流供應(yīng)、試驗(yàn)和工程牽引等。DFT-SG-600型燃油箱及其附屬裝置安裝在為新加坡鐵路提供的內(nèi)燃交流電傳動(dòng)軌道工程車(chē)上,作為燃料存儲(chǔ)部件,確保柴油機(jī)組的燃料供應(yīng)。

    1、燃油箱工作原理

    燃油箱的加注方式可以分為大量注油系統(tǒng)和少量注油系統(tǒng),大量注油系統(tǒng)是指以大于80l/min的輸出流量為燃油箱填充燃油。加油噴嘴的輸出油管標(biāo)稱(chēng)直徑為32和 25mm。大量注油的原理見(jiàn)圖1。少量注油系統(tǒng)是指以最大為80l/min的輸出流量為燃油箱填充燃油。加油噴嘴的輸出油管標(biāo)稱(chēng)直徑為20mm。

    噴嘴的輸出油管延伸到注油嘴的止擋,通過(guò)手柄來(lái)鎖閉注油嘴的卡扣式接頭,然后通過(guò)止動(dòng)棘爪拉動(dòng)開(kāi)關(guān)柄來(lái)打開(kāi)噴嘴。在加油后,通過(guò)開(kāi)關(guān)柄關(guān)閉噴嘴并鎖閉卡扣式接頭,見(jiàn)圖2。

    燃油箱作為柴油機(jī)的燃油供應(yīng)部件,它的進(jìn)油和回油工作原理如圖3 所示。

    2、主要技術(shù)要求

    1)海拔:≤1000m;

    2)環(huán)境溫度:0℃~+45℃;

    3)? 年平均相對(duì)濕度:≤90%;

    4)? 月平均相對(duì)濕度:≤95%;

    5)? 能承受在自動(dòng)洗車(chē)間內(nèi)壓力為800kPa,含有酸或堿清潔劑的熱洗車(chē)水進(jìn)行無(wú)損清洗;

    6)? 在隧道中,在特殊的運(yùn)行條件下,如灰塵多、溫度波動(dòng)大、濕氣重、每天低于凝露點(diǎn)多次等,功能不能受限;能承受濺水、飄雪、雪粒、冰、霜的影響;

    7)? 油箱吊掛在車(chē)體下方,應(yīng)考慮機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng),應(yīng)有足夠強(qiáng)度;

    8)? 燃油箱總?cè)莘e約650L,可用燃油不低于600L;

    9)? 油箱應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)有呼吸器,且必須防止灰塵和水進(jìn)入油箱。當(dāng)車(chē)輛傾覆時(shí),呼吸器應(yīng)能關(guān)閉,防止燃油泄漏;

    10)?????? 油箱內(nèi)部設(shè)有油位傳感器(與綜合液位指示器配套),并能夠?qū)⒂臀粋鬏斨敛裼蜋C(jī)組控制系統(tǒng)和機(jī)車(chē)CCU單元以及綜合液位指示器;

    11)?????? 注油口位置不允許在注油過(guò)程中發(fā)生溢流現(xiàn)象。

    3、燃油箱設(shè)計(jì)過(guò)程

    采用UG三維軟件輔助設(shè)計(jì),燃油箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn):

    1)? 確定外形尺寸,根據(jù)工程車(chē)整體外形和為燃油箱設(shè)計(jì)預(yù)留的空間,初步確定燃油箱的外形尺寸為長(zhǎng)2300mm,寬1200mm,高520mm。

    2)? 吊掛方案的確定,采用四個(gè)帶筋板的吊座,8個(gè)螺栓和車(chē)體底架固定。

    3)? 根據(jù)客戶(hù)需求以及油箱的強(qiáng)度要求,燃油箱整體材質(zhì)選用Q345E板材。

    4)? 接口尺寸的確定,根據(jù)工程車(chē)整體要求,油箱的外接口主要涉及到吸油口和回油口的位置尺寸。

    5)? 防脫座的設(shè)計(jì),防脫座設(shè)有防脫孔,通過(guò)防脫銷(xiāo)和車(chē)體的防脫吊座連接,直接或間接的固定燃油箱和車(chē)間連接。

    6)? 呼吸閥設(shè)計(jì),用于燃油箱的通風(fēng)排氣和傾倒保護(hù)功能,通風(fēng)流量為1200L/min。

    7)? 液位傳感器和多液位顯示屏的設(shè)計(jì),為了準(zhǔn)確測(cè)量油箱可用燃油容積以及防止加注溢流。

    8)? 底板選用8mm鋼板,為了清洗燃油箱以及排放污油時(shí),油污可以順利從所述燃油箱的底部排污螺堵、排污閥流出。所以采用傾斜式結(jié)構(gòu),第一折彎角度150度,第二折彎角度122度,第三者轉(zhuǎn)彎角度178度。

    9)? 主立板選用8mm鋼板,箱體內(nèi)部?jī)蓧K主立板,各開(kāi)兩個(gè)直徑140mm過(guò)油孔。間距1400mm。

    10)?????? 前后端板采用5mm厚鋼板。

    11)?????? 為了方便清洗,底板左右隔開(kāi)一個(gè)內(nèi)徑140mm的清潔孔,前后端板各開(kāi)兩個(gè)內(nèi)徑210mm的清潔孔。

    12)?????? 箱體內(nèi)部縱隔板兩塊,選用4mm鋼板,錯(cuò)位開(kāi)直徑280mm的過(guò)油孔,起到防浪的作用,間距為500mm。

    13)?????? 橫隔板三塊,四周采用翻邊結(jié)構(gòu)加固,內(nèi)部加過(guò)油孔,采用沖壓模具,沖壓成翻邊加固。

    14)?????? 箱體兩側(cè)各兩塊側(cè)板,厚度為4mm的翻邊結(jié)構(gòu),支撐油箱整體結(jié)構(gòu)。

    15)?????? 吸油管和回油管,為了增大吸油口的面積防止吸空,吸油口斜切45度,距離底板10mm,回油管和吸油管隔開(kāi),根據(jù)柴油機(jī)的技術(shù)參數(shù),選用直徑28mm,壁厚2mm的不銹鋼管。

    16)?????? 蓋板選用5mm鋼板,并和主立板,縱隔板,橫隔板,側(cè)板通過(guò)塞焊焊接。

    17)?????? 底部采用排污閥體實(shí)現(xiàn)小排量排油,排污閥包括閥體、彈簧、鋼球、球座、螺堵、襯墊。采用管螺紋G2螺堵實(shí)現(xiàn)大排量排油,方便清洗和排污。

    18)?????? 底部支腿的設(shè)計(jì),為了方便燃油箱拆卸的擺放,防止壓壞底部螺堵和閥體,底部加四個(gè)角鋼支腿。

    燃油箱的整體結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

    1-吊座;2-防脫座;3-清潔孔一;4-呼吸閥;5-多液位顯示屏;6-油位傳感器;7-蓋板;8-回油口;9-吸油口;10-清潔孔二;11-角鋼支腿

    由于地鐵工程車(chē)車(chē)下空間的布局因素,燃油箱的附近就是電控箱,為了保證了燃油箱和車(chē)下電控箱的隔離,有效防止了油電接觸的危險(xiǎn),需要對(duì)燃油箱的一側(cè)加裙板防護(hù)結(jié)構(gòu)。為了方便拆卸,防止裙板由于下雨產(chǎn)生積水,其中油口裙板設(shè)計(jì)如圖4 所示,包括擋板,支撐梁,油口護(hù)板,把手。

    燃油箱共設(shè)計(jì)裝配有五塊裙板結(jié)構(gòu),最終燃油設(shè)計(jì)的三維圖如圖6 所示,重量約630Kg,容積650L。

    4、軌道傾斜油位

    燃油箱在滿(mǎn)載運(yùn)行過(guò)程中,不允許發(fā)生溢出現(xiàn)象,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN EN50125-1。在軌道橫坡是180mm(7°),在斜坡上是(7.5°);

    燃油箱在裝滿(mǎn)燃油箱的情況,燃油油位在斜坡上和橫坡上均低于油口,因此運(yùn)行過(guò)程中均不會(huì)發(fā)生溢流現(xiàn)象,符合客戶(hù)的設(shè)計(jì)要求。

    5、結(jié)論

    本文通過(guò)利用三維輔助軟件UG對(duì)燃油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),合理運(yùn)用了車(chē)下空間,多裙板結(jié)構(gòu)保證了燃油箱和車(chē)下電控箱的隔離,有效防止了油電接觸的危險(xiǎn)性。油口的防護(hù)板,有效的保護(hù)油口管路接頭。內(nèi)部主立板,縱隔板,橫隔板以及側(cè)板結(jié)構(gòu),有效的保證內(nèi)部燃油的防浪效果。多組清潔孔的應(yīng)用以及傾斜的底板板結(jié)構(gòu),保證了燃油箱良好的檢修性和清洗性。角鋼支腿的應(yīng)用,保證燃油箱在檢修時(shí)擺放的平穩(wěn)性,省去了工裝,也可以防止壓壞底部排油閥以及螺堵。同時(shí)有效的保證燃油容積,滿(mǎn)足了柴油機(jī)地鐵工程車(chē)的燃油供應(yīng),燃油箱整體的安裝性和防脫性較好,安全可靠。對(duì)以后同種車(chē)型燃油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定的借鑒作用。

    參考文獻(xiàn):

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    [5] 盧必昌.內(nèi)燃機(jī)車(chē)新型預(yù)熱燃油箱的研制與應(yīng)用.內(nèi)燃機(jī)車(chē)[J],2005(5):16-18.

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    作者簡(jiǎn)介:

    宋清林(1992-),男,碩士研究生,遼寧大連人,

    工程師,研發(fā)方向?yàn)閮?nèi)燃動(dòng)力包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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