HXN3B型（4400馬力）交流傳動調車內燃機車蓄電池箱設計

趙奪 郭充

(大連機車車輛有限公司 鋼結構分公司，遼寧 大連 116021)

隨著中國鐵路裝備行業的迅速發展，鐵路總公司運輸量的增加和工作多樣性的需求，必然需要大馬力重載調車機車的調控配屬。所以根據市場的需求設計研發4400馬力交流傳動調車內燃機車，本車適用于中國鐵路路網性及區域性編組站的調車及小運轉作業。此種車型作為公司年內的重點實施項目，在骨干設計師的帶領下，以借鑒EMD機車基本結構為基礎，大膽創新，開拓新思路，很多部件的結構設計都是以前車型沒有涉及到的。由于機車底架結構的改變，蓄電池箱的結構以及安裝采用不了傳統調車機車的蓄電池箱與燃油箱整體焊接的安裝方式。所以需要開拓一種新的研發思路，通過合理化的設計來實現最優的性能。

公司設計制造過很多調車機車，傳統調車機車蓄電池箱布置在機車燃油箱的兩側，與燃油箱整體焊接為一體。傳統的燃油箱結構可以在保證燃油箱體積（指有效容積）符合機車設計標準的基礎上預留出兩側空間作為蓄電池箱（見圖1）。

圖1

這樣的典型結構在保證蓄電池的安裝和充電時的抽拉、拆卸的同時，可以控制整個箱體的大小，節省空間。但是這種結構都是在燃油箱為獨立結構的基礎上完成的。傳統燃油箱與底架之間采用螺栓連接，懸掛式的結構。公司開發的4400馬力調車機車采用底架整體焊接油箱，將油箱與底架焊接為一體，這樣只能考慮蓄電池箱采用獨立結構，最后將蓄電池箱安裝在機車的兩側。根據以上的方案進行研究，新型蓄電池箱設計過程中具有以下幾個重點，也是難點。

1 結構獨立性

傳統蓄電池箱是作為燃油箱焊接結構整體的一個部分，此車型蓄電池箱設計方案為一個獨立的整體結構，（見圖2）其總體結構由以下幾部分構成。

圖2

（1）蓄電池箱門。按照傳統蓄電池箱門的結構進行設計，每個門獨立開啟，保證蓄電池安裝以后的穩固，增加安全性，防止雨水腐蝕蓄電池。

（2）箱體。作為蓄電池箱的外殼和安裝的基礎。

（3）隔板。將蓄電池分組，同時加強箱體強度。

（4）導軌。承載蓄電池的小車軌道。

（5）安裝角鋼。將蓄電池箱安裝到機車底架燃油箱上的連接結構。

2 安裝方式的創新性

傳統蓄電池箱作為燃油箱的一個部分，不用考慮其安裝的方式。此車型的蓄電池箱作為一個獨立的箱體安裝在燃油箱的兩側，同時要保證蓄電池箱安裝以后的穩定性和減少空間占用等因素。在此等等條件下，確定方案為在底架燃油箱兩側設計成凹槽結構，然后將蓄電池箱嵌入在凹槽內，底架燃油箱凹槽結構見圖3。

圖3

如上圖底架的結構形式，將蓄電池箱嵌入底架燃油箱的凹槽內，同時將蓄電池箱周邊角鋼與燃油箱的凹槽周邊焊接（安裝角鋼參照圖2）。焊接形式考慮采用滿焊，這樣可以保證蓄電池箱周邊與凹槽之間的密封性，避免機車在雨天運行時有雨水滲漏到凹槽內，腐蝕底架燃油箱的母材。蓄電池箱整體安裝到燃油箱凹槽內的效果見圖4。

圖4

3 設計的實用性

考慮到機車運行過程中的振動，可能會導致蓄電池容易損壞之后滲漏強腐蝕液體，這樣的液體長時間堆積在蓄電池箱的底部，可以腐蝕蓄電池箱的母材以及底架燃油箱的母材，長期腐蝕的情況下非常危險，所以在設計過程當中在蓄電池箱底部涂上一層瀝青膏，大約1mm-5mm的厚度左右（蓄電池小車的導軌上免涂），這樣可以防止腐蝕液體破壞母材，保證母材的強度（見圖2中的瀝青層涂抹位置）。由于蓄電池箱門的密封性較差，外界雨水容易滲入到箱體內，所以在箱體底部開設排水圓孔，避免雨水長時間累積在箱體內，腐蝕箱體。

綜上所述，在機車設計研發過程中，底架與燃油箱采用整體焊接結構，蓄電池箱可以作為一個獨立的箱體鑲嵌在底架燃油箱的兩側，這樣在保證燃油箱有效容積的情況下，可以減少蓄電池箱的空間占用率，使機車總體布置簡潔，美觀。同時蓄電池安裝以后的運用過程中，不會產生與傳統安裝形式相比出現的缺陷問題。所以此種設計結構和安裝的方式可以在一定基礎上解決底架與燃油箱整體結構焊接下的瑕疵。在以后類似機車車型的研發下可以考慮此種安裝的形式?，F在4400機車正在進行運用考核階段，暫時沒有出現蓄電池箱帶來的問題，為公司的模塊化設計更加完善?？傊?，合理的結構、優良的性能、簡單的制造工藝是公司技術研發堅持的理念，也是我們今后設計的改進方向。