SDA3型內燃機車輔助系統設計

劉維山

摘 要：簡要介紹了SDA3型內燃機車輔助系統各子系統的設計原理、部件組成和各部件的性能參數，以期為日后的相關工作提供必要的幫助。

關鍵詞：SDA3型內燃機車；輔助系統；性能參數；設計原理

中圖分類號：U262.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.071

2 子系統設計

2.1 燃油系統

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

2.2 機油系統

機油系統的作用是為柴油機油底殼上油、排油，潤滑、冷卻柴油機的運動零部件。在柴油機自由端配置啟動機油泵，在機車前轉向架與燃油箱之間的車架下部兩側各設置1個供上油和排油用的排油口。

2.3 冷卻水系統

冷卻水系統的作用是冷卻柴油機的部件。該柴油機是雙水泵設計，冷卻水系統采用高、低溫系統獨立冷卻的模式。冷卻裝置采用頂置壓風式布置結構，散熱器采用銅質雙流道散熱器，平放布置。另外，還配置了2個直徑為1 300 mm的冷卻風扇，它們各自由1個交流電機驅動，冷卻風扇和電機采用的是機械連接。

2.4 通風系統

機車通風系統是利用通風機供風，并冷卻牽引電機、主變流柜等電器部件。通風系統分為前通風系統和后通風系統。前通風系統主要冷卻前轉向架牽引電機和主變流柜，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機。后通風系統單獨配置1個通風機給后轉向架牽引電機供風。

2.5 柴油機進氣系統

柴油機進氣系統是為柴油機提供清潔空氣的，它是由機械離心式濾清器、紙質濾清器組成，機械離心式濾清器安裝在機車電機室側壁上，紙質濾清器安裝在電機室和動力室的間壁上。空氣濾清途徑為：外界空氣→一級濾清（機械分離式濾清器）→二級濾清（紙質濾清器）→三級濾清（紙質濾清器）→增壓器。

2.6 輔助傳動系統

輔助傳動系統的作用是通過變速箱將柴油機與輔助發電機連接在一起。該系統安裝在柴油機的自由端，柴油機通過彈性聯軸節與萬向軸連接，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電機連接。

3 主要部件和技術參數

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 通風機

通風機選定型號為TJL430-7，風量為4.7 m3/s，風壓為4 500 Pa，轉速為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，風機功率為35 kW，風機電源要求為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 冷卻風扇電機組

冷卻風扇電機組風量為25 m?/s，全壓為1 430 Pa，轉速為1 509 r/min，電機功率為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比為26∶37∶44，模數為6，螺旋角為17°，齒寬110 mm，主中心距459 mm，輸入轉速1 800 r/min。

4 難點與創新點

4.1 輔助傳動系統與柴油機的匹配設計

根據柴油機和輔助發電機的相關參數，需設計全新的變速箱。因為柴油機增加了輔助傳動系統，所以，其發電機組的軸系和扭轉振動表也比較復雜。鑒于此，在柴油機自由端設置彈性聯軸，輔助發電機與變速箱連接處設置彈性聯軸節。通過設計計算和整車試驗優化軸系中的彈性聯軸器，機車經過實際運用后，該軸系的設計和制造能夠滿足設計要求。

4.2 冷卻塔設計

SDA3型機車采用變流器、牽引電機聯合通風冷卻的新型冷卻結構，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機。

SDA3型機車采用的這種聯合冷卻結構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，降低機車的輔助功率。同時，這種結構充分縮減了機車兩大部件的通風冷卻裝置在機車上占用的空間。尤其對于窄軌機車而言，優化整車布置是非常重要的。

4.3 柴油機進氣管路改造設計

為了更換和維護柴油機紙質濾芯更加方便，將柴油機空氣濾清器通過過渡管安裝在動力室和主發室的間壁上，使柴油機在主發室進風。

5 結束語

SDA3型內燃機車是我公司出口泰國的干線內燃貨運機車。該機車輔助系統的設計符合機車要求，各項性能都達到了機車的運行要求。

〔編輯：白潔〕