《机车总体结构及设计》06机车辅助系统

12第六章机车辅助系统机车通风系统概述典型机车通风系统空气管路系统概述典型机车空气管路系统机车辅助电源系统内燃机车柴油机辅助系统内燃机车辅助传动装置3机车辅助装置作用：保证机车动力装置、传动装置、走行部、制动装置与电气控制设备等正常运转；为乘务人员正常工作提供条件。电力机车辅助装置包括：通风装置、压缩空气系统、空气滤清系统，辅助电源系统、撒砂装置，以及目的在于改善乘务员工作条件的各种设备。4辅助系统概述各种交直流电机、整流装置的功率和尺寸都是由持续电流和最大电压来决定的。大功率电机、电器一般都要用专门的通风装置来冷却，以保持在允许的温度下工作。机车通风装置的要求：要充分利用有限的风源，还要求进风速度低，减少尘埃侵入；同时要求风道短，弯道少且圆滑过渡，减少风压损失。机车通风方式：独立通风：设置专用风道，便于集中去尘；车体通风：风由侧墙吸入车体内，再自行分配进入各风道。5第一节机车通风系统一、机车冷却装置的基本要求对机车冷却装置，应从结构、能耗、工艺和运营各方面提出如下要求：结构紧凑；布置合理；制造维修工艺性好；在各种气候条件下可靠工作；应用集中或成组的空气滤清器和通风系统；冷却风量可自动调节；进气装置有良好的动力学性能和合理结构；充分利用车架间的空间；较高的运用可靠性和使用寿命。6二、通风冷却系统通风冷却系统是专为冷却牵引电动机和电器而设置的。该系统由通风机、进排风道以及空气滤清装置等组成。(1)按通风空气进口位置分类：车内进气式车外进气式：又分为车顶上方进气和侧壁进气。侧壁进气又分为单侧进气和双侧进气；车外进气要预先考虑恶劣气候条件下外改内的临时措施；7(2)按通风系统的供风方式分类：单独式：整流装置、牵引发电机和牵引电动机各有单独的通风机供给冷空气。集中式：机车上牵引发电机、整流装置和牵引电动机由一台集中通风机供风。混合式：牵引发电机和整流装置各有一台通风机供给冷空气，而两组牵引电动机则分别由一台通风机集中供给冷空气。8集中式通风系统优点：通风机驱动装置简化；同时可采用高效率、大容量通风机；集中式通风系统缺点：风道长、流体阻力大，驱动装置消耗功率也相应增加。离心式通风机电动机驱动叶轮轴，当叶轮在蜗壳内作高速旋转时。叶片间的空气也被迫作高速旋转，在离心力的作用下，沿叶轮甩出来，以一定的速度沿蜗壳经出风口进入风道，由于叶轮间形成真空，外界空气不断从叶轮轴向进风口被吸人，而流道截面渐扩的蜗壳通道，把空气的流速转变为压强，使风道的风压得到升高。9特点：风压较大，风力较集中，适应于远距离送风，体积较大，但转速较低，效率较低。轴流式通风机叶轮轴与风道平行(也可不设风道)，叶轮在电动机驱动下高速旋转，由于叶片有一定斜度，形成空气的轴向流动，叶轮背面形成真空，外界空气不断补入。轴流式通风机：风压小，风力较分散，不适宜远距离送风，体积小，但转速高，效率较高。10东风机在电力机车上的应用对于一些距离车体较远的设备通常用离心式通风机冷却，如牵引电动机；一些设备因位置局限，通常用轴流式通风机，如制动电阻柜；一台通风机能冷却多台设备，通常采用通风支路的方式，或将被冷却设备布置在通风机的进风口和出风口一侧；无论采用何种方式，都必须计算风道的流通阻力和冷却空气的流量，以保证冷却效果。11各种交直流电机、整流装置的功率和尺寸都是由持续电流和最大电压来决定的。大功率电机、电器一般都要用专门的通风装置来冷却，以保持在允许的温度下工作。机车通风装置的要求：要充分利用有限的风源，还要求进风速度低，减少尘埃侵入；同时要求风道短，弯道少且圆滑过渡，减少风压损失。机车通风方式：独立通风：设置专用风道，便于集中去尘；车体通风：风由侧墙吸入车体内，再自行分配进入各风道。12一、SS3B型电力机车通风系统SS3B型电力机车采用车体通风方式，百叶窗进风有效面积计算值约为19㎡，进风口风速1.2m/s；按冷却对象划分，有牵引、制动、变压器三大通风支路；制动通风支路为独立通风支路，由车底下方吸入空气，经通风机、过渡风道直接吹向制动电阻，热风由车顶活动百叶窗排向大气，采用4台轴流式电动通风机；热风都是排向大气；13第二节典型机车通风系统二、SS7型电力机车通风系统SS7型电力机车通风系统为开启式通风，百叶窗进风面积计算值约为26㎡；按冷却对象划分，有牵引、制动、变压器、变流器四大通风支路；14机车空气管路系统按其功能可划分为风源系统、制动管路系统、控制管路系统、撒砂系统和辅助管路系统五大部分。为确保机车各用风系统的正常工作，并具有必要的可靠性和耐久性。首先要求风源系统所提供的压缩空气必须是足够的、符合质量要求的清洁和干燥的压力空气；其次是安全可靠性。除了空气管路系统各主要零部件的设计结构应充分具有安全可靠性能以外，还必须对整个结构和装置采取完备的安全措施。15第三节空气管路系统一、风源系统风源系统的主要任务是准时供给列车制动系统足够的、符合规定压力和高质量的压缩空气。同时也供给机车撒砂系统、风喇叭和刮雨器系统、控制用风系统和其他用风装置所需的压缩空气。机车风源系统由空气压缩机、风源净化装置、总风缸，止回阀，高压安全阀、调压器和油水分离器等部件组成。16二、制动管路系统JZ-7型空气制动机在我国内燃、电力机车上广泛采用。空气制动系统由自动制动阀(俗称大闸)、均衡风缸、中继阀、过充风缸、单独制动阀(俗称小闸)、分配阀、作用阀、工作风缸、降压风缸、紧急风缸、变向阀、滤尘止回阀、紧急制动阀、双针双管压力表、管道滤尘器和各种塞门等组成。自动制动阀是全列车空气制动的控制机构。司机操纵手柄的7个位置，即过充位、运转位、最小减压位、虽大减压位(常用制动位)、过量减压位、手柄取出位和紧急制动位，来实现制动机的各种性能和作用。171、过充位：该位置使用在初充气或再充气，迅速向列车管充气，列车管可获得比规定压力高30～40kPa的过充压力，可促使全部列车迅速缓解。2、运转位：该位置是当列车缓解再充气及正常运行状态时所使用的位置。3、常用制动区(最小减压位---最大减压位)：列车运行中，正常情况下停车或调节列车速度时使用此位置。手柄在最小减压位与最大减压位之间移动，可获得不同的减压量。4、过量减压位：该位置是由于制动频繁或制动后不久，列车管或车辆副风缸还没有恢复定压又需制动时所使用的位置。比如长大坡道实行制动时使用。5、手柄取出位：该位置是重联补机、无动力回送机车及本务机车非操纵端所使用的位置。6、紧急制动位：列车在运行中，遇有紧急情况，需要紧急停车时所使用的位置。三、控制管路系统用来供气动电器(如受电弓、主断路器、位置转换开关及电空接触器等)动作的压缩空气管路及其附属部件，统称为控制管路。风源一部分是由空气管路柜引入，另一部分是与辅助压缩机组出风口连通，由于气动电器分布在全车，其管路纵横布置于车内上方，沿各立柱及横梁安排，便于就近接管。控制用风系统由调压阀和低压风缸等组成。来自总风缸的压力空气经调压阀减压至500～600kPa后，储存在容量为20L的低压风缸内。当电气系统中的各电空阀的动力风缸等用风时，低压风缸内的压力空气便经空气管道进入各电空阀的动力风缸。19四、撒砂系统机车动轮在受到污染(水，油和冰霜)的钢轨上启动或运行时，由于轮轨黏着状态的恶化，会产生空转；在紧急制动时，由于制动力较大，车轮往往也会产生滑行。空转和滑行会损坏轮轨，影响行车安全。为了改善轮轨的接触状态，提高黏着系数，司机应适时在轮轨接触处进行撒砂(在施行紧急制动时，撒砂系统会自动撤砂)，制止动轮空转或滑行，使机车顺利启动和正常运行。为此，在机车上设置撒砂系统，它由砂箱、脚踏开关，手动按钮、撒砂阀和喷嘴等组成。砂箱安装在转向架构架端部的四个角上，每个砂箱的装砂量约为100kg。20五、辅助管路系统风喇叭、刮雨器及电气部分的电空阀等的用风，均由机车上的风源系统供风。设在司机室顶部的风喇叭，司机室瞭望窗上的刮雨器，根据需要司机可操纵有关按钮，由总风缸的压力空气(750～900kPa)直接供给，使风喇叭发出鸣叫和刮雨器进行动作。21一、SS3B型电力机车空气管路系统SS3B型电力机车与SS3型电力机车比较：1、空气管路系统均以DK-1型机车电空制动机以及NPT5型空气压缩机为主体；2、辅助管路系统和机车制动机系统的管路原理及主要部件相同并通用；3、SS3B控制管路系统更完善可靠，采用止回阀转换风源，SS3用换向阀转换风源；4、空气管路系统的布置方式相同，采用气阀柜，并通过底架管路将各部分管路连通。22第四节典型机车空气管路系统风源系统组成：空气压缩机组、压力控制器、总风缸、止回阀、高压安全阀、启动电空阀、空气干燥器、塞门以及连接钢管等；控制管路系统组成：辅助压缩机组、控制风缸、门联锁阀、膜板塞门、调压阀、止回阀、风压继电器、保护电空阀、升弓电空阀、辅助风缸以及塞门、连接钢管等；辅助管路系统组成：撒砂器、风喇叭、刮雨器等辅助装置以及塞门、连接钢管等；制动机系统：采用DK-1型机车电空制动机；23二、SS7型电力机车空气管路系统总风的重联:为了适应铁路运输的高速、重载要求，SS7型电力机车设置了重联功能。压缩空气一路经滤尘止回阀进入总风缸，另一路直接经总风联管、总风折角塞门、总风软管连接器等总风重联装置进入另一台重联机车，使得重联机车的总风相通。当一台机车压缩机出现故障后，可由另一台机车通过总风重联装置提供压缩空气。当重联机车断钩分离后，止回阀防止总风缸内压缩空气排入大气，保证正常运行所需的压缩空气。24轮轨润滑:机车的前、后转向架上装有HB-2型轮缘润滑装置，主要作用是实现轮轨科学润滑，显著减少轮轨磨损，降低脱轨倾向，提高行车安全。25机车控制系统管路的三种状态：1、正常运用时——总风缸供风使用中应定期开放主断路器风缸下方的排水塞门，排除风缸内积水；在机车停放前，应将控制风缸内压缩空气充至900kPa，然后关闭膜板塞门，以备机车再次使用时的升弓、合闸操作；2、库停后的——控制风缸供风机车停放后，重新投入使用时，如果总风缸内风压已低于主断路器分合闸所需要的最低工作压力450kPa，而控制风缸内风压大于700kPa（根据各型机车操作使用说明而定），可打开膜板塞门利用控制风缸内储存的压缩空气进行升弓及合闸操作。升弓、合闸后，应立即启动压缩机组打风，尽快恢复正常运用工况，由总风缸供风。263、库停后的——辅助压缩机供风机车停放后，重新投入使用时，如果总风缸与控制风缸内风压已低于主断路器分合闸所需要的最低工作压力450kPa，已无法进行升弓及合闸操作。可启动辅助压缩机组打风进行升弓以及合闸操作。在启动辅助压缩机组前应关闭膜板塞门，切除控制风缸，仅给辅助风缸打风，当辅助风缸内压力上升大于600kPa时可边打风、边升弓，并进行合闸操作，完毕后应立即启动压缩机组打风，尽快恢复正常运用工况；待总风缸压力大于450kPa后，停止辅助压缩机组的运转。辅助压缩机工作时无压力调节和超压保护，使用中应时刻观察，防止辅助风缸压力超高。27DK-1型机车电空制动机组成：电空制动控制器、空气制动阀、电空制动屏、分配阀、中继阀和紧急阀等电空制动控制器（大闸）6个工作位置：过充、运转、中立、制动、重联、紧急；操纵手柄在重联位上才能取出。空气制动阀（小闸）设有4个位置：缓解、运转、中立、制动。DK-1型机车电空制动机为确保安全运行，特设置空气位，作为点空位故障后的一种应急补救操纵措施。28过充位——使列车以高出列车管定压30～40kPa的充风压力快速充风缓解，并使机车保压动转位——中立位——制动位——重联位——无控制作用，接受操纵端或本务机控制。紧急位——使全列车进行紧急制动，并切断牵引工况机车的动力源(即总电源)29三、DF11型内燃机车空气管路系统讲述各设备、阀的功能、结构——留作课后作业30机车上电气设备及分类：1、三相交流：通风机、空压机、潜油泵等2、单相交流：取暖炉、电加热玻璃等3、直流：