對南京地鐵工程車的幾點思考

羅長江

(南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

對南京地鐵工程車的幾點思考

羅長江

(南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012)

JMY450FX系列工程車在南京地鐵擔(dān)負(fù)調(diào)車作業(yè)、施工作業(yè)、應(yīng)急救援等重要任務(wù)。南京地鐵一號線工程車自主維修自2011年以來已有3個年頭，各項自主維修規(guī)章制度、維修工藝趨于成熟，員工維修技能也在逐步提升。早期的JMY450FX9機車與目前新線新購的JMY450FX9G機車在功能、功率、傳動方式、操控方式等方面幾乎完全相同，但是后者在廢氣凈化、空壓機動力以及冷卻系統(tǒng)輔助裝置方面稍有不同。梳理其不同之處目的也在于為工程車自主維修創(chuàng)造有利條件。

工程車；JMY450機車；冷卻系統(tǒng)；廢氣凈化

一、工程車介紹

本文介紹工程車特指JMY450型內(nèi)燃機車，機車主要分為司機室、后機室、動力室、冷卻室、輔助室。司機室內(nèi)設(shè)置了司機操縱臺、電器柜、空調(diào)控制柜等重要部件。后機室安放了一臺輔助柴油發(fā)電機，為機車空調(diào)以及外部供電，提供電壓有220V、380V。動力室內(nèi)為柴油機、液力變扭器以及變速箱，為機車的核心部件。冷卻室內(nèi)設(shè)置了空壓機齒輪箱、冷卻風(fēng)扇齒輪箱，防凍冷卻液冷卻單節(jié)、傳動油冷卻單節(jié)、空-空中冷冷卻單節(jié)。輔助室內(nèi)安放了JZ-7型空氣制動機的總風(fēng)缸、均衡風(fēng)缸、降壓風(fēng)缸、中繼閥、分配閥、作用閥以及干燥器等。

JMY450系列機車為常州金創(chuàng)車輛有限公司生產(chǎn)，配屬于南京地鐵車輛設(shè)備中心，用于地鐵工程施工、電客車調(diào)車以及應(yīng)急救援等，使用頻率較高。南京地鐵一號線配置的是JMY450FX9機車，新開線路都配備的是JMY450FX9G機車。本文主要從廢氣凈化、空壓機動力以及冷卻系統(tǒng)輔助裝置三方面進行簡單闡述。

二、JMY450FX9機車與JMY450FX9G機車廢氣凈化系統(tǒng)區(qū)別

柴油機氣缸內(nèi)燃?xì)馊紵龉笈懦龅母邷馗邏簹怏w中有氮氣、氧氣、顆粒、水汽、CO、HC、乙醇、SO2以及NOx等。廢氣不能直接排入大氣中，必須經(jīng)過尾氣處理降低有害物質(zhì)達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后才能排入大氣。

JMY450FX9型液力傳動內(nèi)燃機車在排氣系統(tǒng)中選用了國外先進的廢氣凈化裝置，該裝置維護保養(yǎng)的氧化催化劑根據(jù)卡特比勒C-15型柴油機廢氣排放技術(shù)指標(biāo)設(shè)計。降低柴油機廢氣中CO高于90%、HC高于60%、乙醇（氣味）高于75%、顆粒21%，催化效果較好。

地鐵工程車輛作業(yè)環(huán)境之一是長大區(qū)間隧道，長大區(qū)間隧道通風(fēng)效果有限，且廢氣對隧道設(shè)施設(shè)備以及大氣有污染。江蘇今創(chuàng)車輛有限公司在JMY450FX9機車廢氣系統(tǒng)基礎(chǔ)上在JMY450FX9G機車上增加了水洗塔。水洗塔是一種箱形水浴沖擊式廢氣處理器，整個箱體采用不銹鋼制成，正常工作時箱體內(nèi)裝有規(guī)定的水量。經(jīng)水洗塔處理的廢氣后，約60%的顆粒將被水吸附，同時還能吸收部分SO2和NOx。廢氣最終與冷卻風(fēng)扇吹出的風(fēng)相混合后排向大氣，降低了排氣噪音的同時廢氣濃度以及排氣溫度也都得到大大降低，對隧道內(nèi)設(shè)備的影響降到最低。

三、JMY450FX9機車與JMY450FX9G機車空壓機動力的區(qū)別

在JMY450FX9機車中，動力經(jīng)柴油機自由端、萬向軸、齒輪箱，再到液力偶合器最終輸送到空壓機。能量轉(zhuǎn)換過程是柴油機的機械能轉(zhuǎn)換成高壓氣體內(nèi)能，見圖1。而JMY450FX9G機車中，動力經(jīng)柴油機自由端到110V發(fā)電機。能量轉(zhuǎn)換過程是柴油機的機械能轉(zhuǎn)化為電能，再由電機帶動空壓機工作轉(zhuǎn)化為高壓氣體內(nèi)能，效率提高且占用空間減少，見圖2。

四、JMY450FX9機車與JMY450FX9G機車?yán)鋮s系統(tǒng)輔助裝置的區(qū)別

內(nèi)燃機工作時，氣缸內(nèi)燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_2500℃。汽缸蓋、氣缸、活塞以及氣門等與高溫氣體接觸的部件吸收熱量后溫度將迅速升高。冷卻系統(tǒng)就得快速地將這些高溫部件的熱量輸送到大氣中，保證柴油機處于良好的狀態(tài)中。

4.1 JMY450FX9機車與JMY450FX9G機車?yán)鋮s系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

機車的冷卻系統(tǒng)是使機車柴油機及液力傳動裝置在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)正常運轉(zhuǎn)的保證。它由水散熱器、油散熱器、空-空中冷器、冷卻風(fēng)扇、膨脹水箱及各種閥類和管道所組成。機車的冷卻水系統(tǒng)采用壓力強制常溫冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，分為機車主冷卻系統(tǒng)和輔助冷卻系統(tǒng)。

冷卻室內(nèi)為冷卻裝置，一側(cè)為五組圓管肋片式散熱器，用于液力傳動箱工作油的冷卻，與其并列的3個管片式散熱器與另一側(cè)的三個散熱器并聯(lián)用于柴油機冷卻水的散熱，與該三個散熱器并列的是鋁制板翅式空-空換熱器，用于柴油機進氣增壓后的冷卻。在冷卻室的頂部中央安裝了一只風(fēng)扇，由液力耦合器驅(qū)動。

4.1.1 水冷卻

柴油機防凍冷卻液將汽缸蓋、氣缸、活塞以及氣門等高溫部件的熱量部分帶走，從而降低這些部件的熱負(fù)荷，按照柴油機防凍冷卻液流經(jīng)分為大、小循環(huán)。小循環(huán)時，當(dāng)內(nèi)部循環(huán)水溫度達到節(jié)溫器設(shè)定溫度時，小循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)榇笱h(huán)，防凍冷卻液經(jīng)過散熱器后強制回到柴油機內(nèi)部。啟機前必須檢查防凍冷卻液液位是否在上下刻度線之間，低于下刻度線應(yīng)該及時補充。定期檢查膨脹水箱透氣孔暢通，防止箱內(nèi)壓力過大。

4.1.2 油冷卻

啟機后傳動箱內(nèi)的工作油壓力增加，達到一定壓力值后溢流閥開啟，傳動箱工作油流經(jīng)油散熱器散熱。啟機前必須檢查傳動液液位是否在上下刻度線之間，低于下刻度線應(yīng)該及時補充。傳動油加注過多，會增加變扭器運行阻力，影響柴油機功率輸出。

4.1.3 空-空中冷

空氣經(jīng)廢氣渦輪增壓器增壓后若不經(jīng)過冷卻降溫，單位體積空氣含量不足以與配給燃油充分燃燒。燃燒不充分將增大燃油消耗，顆粒物排放增加，加劇缸套、排氣閥磨損。設(shè)置空空中冷的目的在于降低增壓后的空氣溫度，增加進氣量，提高柴油機功率的同時還改善了熱效率，提高經(jīng)濟性，減少了排氣中的有害成分，降低噪聲。

4.1.4 冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇為軸流式，柴油機動力由自由端經(jīng)過萬向軸、冷卻風(fēng)扇齒輪箱、液力耦合器傳遞給冷卻風(fēng)扇。冷卻風(fēng)扇為各散熱器提供冷卻風(fēng)的同時還為廢氣的排出提供動力風(fēng)。

水冷卻單節(jié)、油冷卻單節(jié)、空-空中冷冷卻單節(jié)需定期清潔吹掃以及糾正變形單節(jié)，保證高效的對流換熱。冷卻風(fēng)扇需定期加注潤滑脂，齒輪箱油位應(yīng)在上下刻度線之間。低于下刻度線應(yīng)及時補充，若齒輪箱油過多將增加風(fēng)扇運行阻力。4.2 JMY450FX9機車與JMY450FX9G機車?yán)鋮s系統(tǒng)百葉窗結(jié)構(gòu)的區(qū)別

機車百葉窗的主要作用為通氣、封閉保溫。機車動力室需要通氣時則百葉窗開啟，內(nèi)部需要封閉保溫時則百葉窗關(guān)閉。

JMY450FX9機車百葉窗柵格是活動式，開啟和關(guān)閉由風(fēng)缸控制。冷卻室左側(cè)布置有柴油機水冷卻器和液壓油冷卻器，啟機后傳動箱內(nèi)的工作油壓力增加，達到0.25Mpa壓力值后溢流閥開啟，傳動箱工作油流經(jīng)油散熱器散熱，同時傳動油壓力信號傳遞給PLC，9KD得電，左百葉窗電磁閥得電，左百葉窗開啟，11KD得電，冷卻風(fēng)扇電磁閥得電，冷卻風(fēng)扇工作 ；當(dāng)水溫達到780溫度時，小循轉(zhuǎn)變?yōu)榇笱h(huán)，冷卻水經(jīng)過散熱器后強制回到柴油機內(nèi)部，同時水溫壓力信號傳遞給PLC，10KD得電，右百葉窗電磁閥得電，右百葉窗開啟。

正是由于廢氣凈化系統(tǒng)的區(qū)別，柴油機廢氣的排出需要更大的氣流量，故JMY450FX9G機車兩側(cè)百葉窗柵格是固定式，呈開啟狀態(tài)。啟機后，空氣從百葉窗吸入，流經(jīng)水冷卻單節(jié)、油冷卻單節(jié)、空-空中冷冷卻單節(jié)吸熱后被風(fēng)扇吹出與柴油機廢氣混合排出機車。相應(yīng)也取消了JMY450FX9機車中控制百葉窗柵格動作的電磁閥、氣缸等部件。

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