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鐵路客車(chē)發(fā)電車(chē)動(dòng)力系統
摘 要： 本文首先介紹了25G型空調發(fā)電車(chē)的發(fā)展背景，及客車(chē)的發(fā)展方向。
其次從發(fā)電車(chē)的燃油系統、冷卻系統和控制系統出發(fā)介紹了發(fā)電車(chē)各主要零部件的功能及工作原理，對發(fā)電車(chē)燃油系統、冷卻系統的控制單元進(jìn)行了詳細分析。
關(guān)鍵字： 軌道客車(chē)，發(fā)電車(chē)，動(dòng)力系統
一 、鐵路客車(chē)發(fā)展的現狀與前景
改革開(kāi)放30多年來(lái)，我們的鐵路系統取得了迅速的發(fā)展，先后經(jīng)歷了綠皮車(chē)、25G型車(chē)、25T型車(chē)和動(dòng)車(chē)的發(fā)展，相應的從1997年到2007年經(jīng)歷了6次大提速，使全網(wǎng)平均時(shí)速從48.1公里/小時(shí)提高到65.7公里/小時(shí)，現在運行客車(chē)的主力軍是160公里/小時(shí)的25T型車(chē)及120公里/小時(shí)的25G型車(chē)，從2010年開(kāi)始我國正式步入高鐵時(shí)代。
隨著(zhù)我國鐵路行業(yè)蓬勃發(fā)展，國家政策資金的不斷投入，必然會(huì )進(jìn)一步加快鐵路行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)為適應新時(shí)期經(jīng)濟區(長(cháng)三角經(jīng)濟區、環(huán)渤海經(jīng)濟區、珠三角經(jīng)濟區)的發(fā)展要求和人們對乘車(chē)環(huán)境要求的提高，高鐵與城際動(dòng)車(chē)組無(wú)疑會(huì )得到更大的發(fā)展。
但對人員稀少，經(jīng)濟欠發(fā)達地區(東北地區，西北地區)，鐵路客車(chē)深受歡迎。
特別是在非電氣化區段發(fā)電車(chē)集中供電空調客車(chē)依然廣泛使用。
二 、發(fā)電車(chē)動(dòng)力系統組成
2.1 發(fā)電車(chē)的主要由柴油發(fā)電機組、冷卻裝置、控制柜和蓄電池等部件組成
2.1.1 柴油發(fā)電機組
機房?jì)仍O 3 臺 300kW 柴油發(fā)電機組。
柴油發(fā)電機組能夠實(shí)現并機運行，為單路提供600kW電能，以應對供電不足的情況。
2.1.2冷卻裝置
發(fā)電車(chē)設整體式冷卻裝置。
內設有三套獨立的由散熱器組、集水管、風(fēng)扇組成的裝置，與柴油機進(jìn)出水管相連，構成封閉式冷卻水循環(huán)系統。
設有軸流式冷卻風(fēng)扇，采用雙速異步電動(dòng)機驅動(dòng)，電動(dòng)機功率為18.5kW/380V，當機組出水管溫度高于95℃時(shí)風(fēng)機高速為1460rpm，當溫度低于85℃時(shí)風(fēng)機低速為960rpm。
2.1.3 控制柜
控制柜主要包括柴油發(fā)電機組的啟動(dòng)、發(fā)電、供電、冷卻、停機、供油、電熱、漏電報警等功能。
同時(shí)負責：
1.對DC24V、DC48V 蓄電池的充電以及對發(fā)電車(chē)用電設備進(jìn)行控制。
2.具有過(guò)載、失壓、過(guò)壓和短路等保護功能。
3.柴油機調速，運行狀態(tài)監控。
能夠根據負載功率的大小自動(dòng)調節發(fā)電機組的運行速度，并監控發(fā)電機組的運行狀態(tài)，在出現故障時(shí)及時(shí)報警。
4.膨脹水箱液位控制顯示和報警，防止因為長(cháng)期運行膨脹水箱出現缺水的情況。
5.柴油機冷卻水溫、機油壓力、油溫和超速運轉監視、報警或自動(dòng)停車(chē)。
6.上燃油箱油位控制燃油泵自動(dòng)開(kāi)、停，油位顯示極高、低油位報警。
7. 柴油機啟動(dòng)提醒電鈴開(kāi)關(guān)。
因為柴油機組啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流大、防止機房?jì)扔腥俗鳂I(yè)出現事故。
2.1.4蓄電池組
發(fā)電車(chē)為滿(mǎn)足柴油發(fā)電機組直流啟動(dòng)電機、應急燈和保護電路的直流供應。
設有DC48V電池組，容量為200Ah，可為車(chē)上應急負載供電，并設中間抽頭線(xiàn)，對DC24V 啟動(dòng)電路進(jìn)行電壓補償。
設有DC24V電池組，容量200Ah，為柴油機組啟動(dòng)供電。
三、 燃油、冷卻和控制系統
3.1 燃油系統
燃油系統主要由上燃油箱、機組、燃油加熱裝置和下油箱等組成。
又可以分為上油部分、供油部分和油加熱三個(gè)部分。
上油部分主要包括一個(gè)雙桶過(guò)濾器，兩個(gè)電泵、一個(gè)手搖泵。
柴油經(jīng)過(guò)油箱的上油口，首先經(jīng)過(guò)濾油器再通過(guò)電泵或手搖泵將油泵進(jìn)上油箱中。
出于冗余考慮，在其中一個(gè)電泵不能工作時(shí)還能保證系統正常運行。
手搖泵主要是為了上油起始階段需要先用手搖泵保證電泵能夠正常工作，同時(shí)能夠保證電泵都不工作時(shí)手搖泵還可以繼續泵油。
供油部分主要由上油箱和過(guò)濾器組成。
機組的供油過(guò)程是一個(gè)連續循環(huán)的過(guò)程，所以機組的油管設置有進(jìn)油和回油管，進(jìn)油管每個(gè)機組一個(gè)，回油管則是共用一根油管。
供油部分采用雙桶油濾器，主要是為保證3個(gè)機組的供油管上的油濾器有一個(gè)損壞時(shí)，機組正常運行。
油加熱部分主要由燃油加熱裝置和上油箱組成。
燃油加熱裝置與每一個(gè)下油箱都有進(jìn)回油管通路，且與機組的進(jìn)水管和排水管相連。
油加熱部分主要是借助柴油發(fā)電機組排出的熱水在燃油加熱裝置中將油箱中抽上來(lái)的油加熱到一定溫度后，冷水回到機組進(jìn)水口，加熱的油流回下油箱中，防止油因為溫度低而出現結蠟現象，進(jìn)油口安裝油溫傳感器，當油箱內油溫低于一定溫度時(shí)燃油加熱裝置啟動(dòng)，當高于一定溫度時(shí)則停止。
3.2 冷卻系統
冷卻系統主要由冷卻塔、膨脹水箱、補水箱和機組組成如圖3-1所示，主要分為循環(huán)水部分和補水部分。
循環(huán)部分主要是機組內流出的高溫冷卻液經(jīng)過(guò)冷卻裝置進(jìn)行冷卻再流回到機組中，流體溫度主要是由安裝在件號13和件號14處的水溫傳感器來(lái)控制，件號14為65℃水溫傳感器，負責檢測冷卻裝置的出液溫度，件號13為85℃和95℃溫度傳感器，用于檢測發(fā)電機組出液口的溫度，檢測信號反饋到主控制柜調節冷卻機組的運轉情況，當溫度高于85℃冷卻裝置開(kāi)始運行，當溫度高于95℃冷卻裝置開(kāi)始全速運行，當冷卻裝置出液溫度低于65℃時(shí)停止運行。
這個(gè)循環(huán)過(guò)程，對流體的消耗很少。
補水部分主要分為當機組內循環(huán)液消耗后由膨脹水箱為循環(huán)液進(jìn)行補充，當膨脹水箱內液不足時(shí)則由補水箱通過(guò)手搖泵進(jìn)行補液。
同時(shí)為保證冷卻液循環(huán)流動(dòng)順暢。
3.3 控制系統
燃油系統的供油由選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇供油方式是手動(dòng)供油還是自動(dòng)供油，在自動(dòng)位置時(shí)采用上油箱高低位液位傳感器進(jìn)行控制，如果低位和高位檢測信號無(wú)效時(shí)，油位繼續降低或升高時(shí)極低和極高位就會(huì )立即動(dòng)作啟動(dòng)或停止燃油泵的工作。
在手動(dòng)控制時(shí)燃油泵將一直工作，將不受檢測信號的影響。
冷卻裝置的風(fēng)機啟動(dòng)過(guò)程分析：由手動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)選擇冷卻裝置啟動(dòng)方式是手動(dòng)還是自動(dòng)，當選擇自動(dòng)時(shí)，高速檔選擇開(kāi)關(guān)常開(kāi)，當溫度傳感器檢測溫度高于85℃時(shí)，冷卻風(fēng)扇開(kāi)始低速運行，當溫度高于95℃時(shí)時(shí)冷卻裝置高速運行。
當選擇手動(dòng)檔時(shí)，選擇低速時(shí)，風(fēng)機低速運行，將手柄調到高速檔，風(fēng)機開(kāi)始高速運行，直到按關(guān)閉按鈕后停止。
結 論
本文通過(guò)發(fā)電車(chē)的制造過(guò)程，對發(fā)電車(chē)上燃油系統、冷卻系統的工作情況、各個(gè)系統控制電路進(jìn)行了系統的分析，分析了各個(gè)系統的功能描述，通過(guò)近20年的優(yōu)化和改良基本滿(mǎn)足現有25型客車(chē)的供電需求。
參考文獻
[1] 自動(dòng)化柴油發(fā)電機組通用技術(shù)條件 GB12786-91
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