發電車康明斯柴油機消音器組成的更新改造

丘明

摘要：結合目前發電車消音器組成的使用年限、結構類型，針對不同結構特點的消音器組成進行闡述，提出最優更新改造方案，有效提高柴油機運行效率。

關鍵詞：發電車;消音器組成;更新;改造

0? 引言

本文從既有KD型空調發電車康明斯KTA19柴油機消音器組成結構進行分析，對消音器組成的更新范圍及方案進行了闡述，提出了最優更新改造方案。

1? KD 型空調發電車簡介

KD 型空調發電車為空調列車供電的移動電站，車上安裝有柴油發電機組供電裝置，供電裝置由柴油發電機組及啟動控制系統、燃油系統、進氣系統、消音器組成（排氣系統）、冷卻系統等裝置組成。所配柴油機有康明斯KTA19、K38、MTU183、MTU396等4種類型，目前全路保有1300多輛KD型空調發電車，用于非電氣化鐵路的非電氣化區段旅客列車供電，其中配康明斯KTA19柴油機的發電車占75%。

消音器組成是柴油機重要的附屬裝置，主要由排氣波紋管、消音器、煙囪帽等組成，消音器組成設計壽命18年，KD型空調發電車基本為2003年以前制造，2003年后有零星制造。消音器組成的老化嚴重，造成柴油機燃油不能完全燃燒、排黑煙、排氣背壓高，在高負載下，排氣波紋管會有發紅情況，為安全起見，柴油發電機組須處于低載運行，在夏季需運行2臺機組保證供電，浪費了柴油機運行小時。

《鐵路客車電氣裝置檢修規則》要求，結合E5修時，發電車大型柴油發電機組附屬裝置中的消音器組成更新。文件中沒有明確消音器組成的范圍及如何更新，一般理解為原型更新。

2? 既有康明斯KTA19柴油機消音器組成的型式及結構特點

2.1 活動式

結構如圖1所示。機組排氣口與煙囪帽的中心在一條直線上，煙囪帽直接與消音器上部連接，調整好中心后再把消音器上法蘭固定在機組活頂的法蘭上，安裝過程中，消音器中心與排氣口的中心有20mm的調整量，以保證垂直及排氣波紋管不會發生扭曲、變形，方便段修拆裝。

2.2 臥式

結構如圖2所示。消音器為臥式結構，有2個排氣過渡管，消氣器需固定在活頂上，安裝時經常發生偏差，需要在消音器與排氣過渡直管、消音器排氣過渡彎管之間加5～30mm厚的墊進行調整，不方便段修拆裝。

2.3 固定式

結構如圖3所示。消音器固定在活頂上，消音器為偏心結構，消音器安裝時不能調整，偏差時，只能靠排氣波紋管偏差來調整，作業指導書規定排氣波紋管偏差不大于10mm。現有發電車使用年限較長，活頂變形嚴重，往往無法保證偏差的要求，偏差大有造成運用過程中波紋管發生裂紋的可能。廠修時安裝困難，不方便段修拆裝。

3? 消音器組成的更新方案

3.1 更新范圍的確定

現有發電車使用時間較長，排氣裝置整體老化比較嚴重，結合E5修，排氣裝置整體更新，有利于柴油機效率的提高、減輕車輛段運用維修難度和成本，更好的保證車輛安全運用。確定從機組排氣口上部的消音器組成整體更新。

3.2 更新方案的確定

活動式消音器組成便于安裝和維護，臥式和固定式消音器不方便安裝和維護，因此對活動式消音器組成原型更新，臥式和固定式消音器更新改造為活動式結構。

3.3 改造方案

需要對機組活頂進行改造，重新設計更新消音器、排煙帽、排氣波紋管。消音器結構如圖4所示，排煙帽結構如圖5所示，排氣管波紋長度150-200mm，機組活頂改造方案為把原煙筒孔堵上，機組排氣口與煙囪帽的中心偏差情況，重新在活頂上焊接1個煙筒法蘭，如圖6所示。

消音器、排氣波紋管、排煙帽皆采用不銹鋼板（1Cr18Ni9Ti）制作。消音器須滿足以下性能要求。

①氣密性：消音器內相對氣壓穩定在30KPa±1KPa時，排煙裝置漏氣量不超過30L/min。

②內壓強度：消音器長度小于500mm時，在400KPa±10KPa壓力下應無破損和變形;長度大于或等于500mm時，在300KPa±10KPa壓力下應無破損和變形。

③內壓耐久性：消音器在0～98KPa±5KPa壓力范圍內連續加減壓2×104±1000次應無破損和變形。

④可靠性：消音器進行臺架耐久性試驗后無開裂、漏氣或聲音異常等現象，起插入損失減少量和功率損失比增加量分別不大于3dB（A）和1%;進行振動試驗后焊接件的任何部位無開裂、松動、脫焊和變形等損壞現象;振動試驗后應作氣密性試驗，其漏氣量比振動試驗前增加不大于20L/min。消音器的插入損失、功率損失比和排氣背壓差限值應符合表1要求。

4? 結束語

2015年7月至今，按照活動式消音器組成的改造方案，已完成了120余輛KD型空調發電車KTA19柴油機消音器組成的更新改造，未出現異常，方便段修拆裝維護，提高柴油機運行效率。

參考文獻：

[1]鐵路客車電氣裝置檢修規則[S].北京：中國國家鐵路集團有限公司.

[2]TB/T2396-2017，鐵路客車發電車[S].北京：中國國家鐵路集團有限公司.

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