UM12C型內(nèi)燃機車重造為調(diào)車機車方案研究

許東力, 郭光強

(中車洛陽機車有限公司 技術(shù)中心, 河南洛陽 471002)

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UM12C型內(nèi)燃機車重造為調(diào)車機車方案研究

許東力, 郭光強

(中車洛陽機車有限公司 技術(shù)中心, 河南洛陽 471002)

介紹了泰國干線內(nèi)燃機車重造為調(diào)車機車，在車體改造、設(shè)備布置、部件配置等方面進行研究分析，通過對泰國UM12C 型內(nèi)燃機車技術(shù)特點的研究，結(jié)合中國機車成熟技術(shù)與產(chǎn)品，制定出將其重造為調(diào)車內(nèi)燃機車的方案。

內(nèi)燃機車; 重造 ; 調(diào)車機車

泰國鐵路現(xiàn)存部分60年代美國GE公司生產(chǎn)的UM12C 型“直—直”傳動米軌內(nèi)燃機車，一直用于泰國的鐵路客(貨)運輸，現(xiàn)服役超過50年；由于該批機車屬早期的“直—直”傳動內(nèi)燃機車，美國GE公司已不再生產(chǎn)相關(guān)配件，給泰國鐵路局后期維護保養(yǎng)帶來困難，加上年代久遠、機車故障率較高，泰國鐵路局對該批機車要進行相關(guān)處置?？紤]到新購機車費用高，泰國鐵路局擬對這部分機車進行重造，有將部分機車改造為調(diào)車機車的需求，將機車上重要零部件更換為有供貨渠道的、以便于后期維護保養(yǎng)。泰國方面擬尋求中國機車制造廠對該型機車重造，對重造的基本要求為具備調(diào)車機車的基本功能，將車體改造為外走廊形式，司機室加裝空調(diào)，原車空壓機換為螺桿泵。

1 泰國UM12C型內(nèi)燃機車概況

1.1 泰國UM12C型內(nèi)燃機車總體介紹

UM12C型內(nèi)燃機車傳動形式為“直—直”電傳動， 配置2臺相同的VTA-1710-1型(或VT12-825-B1型)4沖程增壓柴油機，裝車功率為2×485.1 kW(2×660馬力)；輔助傳動采用機械傳動形式，柴油機通過皮帶輪直接驅(qū)動冷卻風扇、通風機、空壓機。冷卻水散熱形式為水冷；轉(zhuǎn)向架為2臺3軸轉(zhuǎn)向架，半懸掛形式，基礎(chǔ)制動形式為踏面制動；采用空氣—真空制動系統(tǒng)，其中真空制動系統(tǒng)用于控制列車制動。

1.2 UM12C型內(nèi)燃機車總圖

圖1 UM12C型內(nèi)燃機車總圖

2 機車重造設(shè)計基本要求

2.1 機車重造要安全、可靠

機車各系統(tǒng)和零部件的設(shè)計采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，所選零部件均需經(jīng)過試驗驗證或是前期成熟可靠產(chǎn)品，滿足相關(guān)標準的要求，能夠很好的保證機車的安全可靠。

2.2 零部件通用、互換性強，便于互換與維護

系統(tǒng)、零部件配置選用中國公司設(shè)計生產(chǎn)機車上的成熟系統(tǒng)及零部件，便于采購、互換與維護。

2.3 節(jié) 約

盡量保留原車性能良好、質(zhì)量可靠的零部件，盡可能降低機車重造成本。

3 機車重造方案

3.1 機車部件去留確定

(1) 柴油發(fā)電機組

泰國方面具有檢修柴油發(fā)電機組及機車走行部的能力，相關(guān)配件目前仍有生產(chǎn)及采購渠道，原車柴油發(fā)電機組及走行部性能穩(wěn)定、質(zhì)量狀態(tài)良好，因此在此次機車重造時予以保留。

另外，UM12C型內(nèi)燃機車具有單臺、雙臺柴油發(fā)電機組工作切換功能，泰國方面也就用單臺柴油發(fā)電機組工作進行調(diào)車作業(yè)，因此重造為調(diào)車機車時可以保留一臺柴油發(fā)電機組、另一組去除作為互換件。

(2) 機車走行部(含牽引電機)

泰國方面具有檢修機車走行部的能力，相關(guān)配件目前仍有生產(chǎn)及采購渠道，原車走行部性能穩(wěn)定、質(zhì)量狀態(tài)良好，因此在此次機車重造時予以保留。

(3) 機車車體及附屬配件

要使機車具有調(diào)車功能，首先要對車體進行全面改造，車體改為調(diào)車機車的外走廊式車體；為保證機車鉤緩裝置在泰國的通用性需要保留原車鉤緩裝置。

(4) 機車冷卻裝置

原車冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，便于維護，因此可以保留。由于少了一臺柴油機，只能保留一組冷卻裝置、另一組拆除。

(5) 空壓機

泰國方面反映原車空壓機故障率高、不便維修，要求更換為技術(shù)成熟的螺桿泵產(chǎn)品，因此采用中國的螺桿泵產(chǎn)品。

(6) 制動系統(tǒng)

原車制動系統(tǒng)因時間長故障率高，泰國方面又沒有配件生產(chǎn)采購渠道，要求制動機系統(tǒng)換型以便于配件采購和維護。因此采用中國成熟的JZ-7制動機系統(tǒng)。

(7) 機車原理改變需要去留部件確定

調(diào)車機車的特點是外走廊、起動牽引力大、低速運行、頻繁換向、制動靈敏、便于瞭望及列車摘掛等；要使機車具有調(diào)車功能，首先要對車體進行全面改造，車體改為調(diào)車機車的外走廊式車體；其次是對機車牽引性能進行改造，使其滿足調(diào)車機車性能的要求。整個機車的重造除車體改造外，還需要進行電傳動系統(tǒng)改造、輔助系統(tǒng)及輔助傳動裝置改造、制動系統(tǒng)改造等內(nèi)容，需要根據(jù)部件、設(shè)備的配置對機車總體布局進行調(diào)整。

此次重造的調(diào)車機車主要用于客運列車的調(diào)車作業(yè)，保留一臺柴油發(fā)電機組可以滿足機車調(diào)車作業(yè)的要求，因此可以拆除一臺柴油發(fā)電機組以便于其他設(shè)備及部件安裝布局，這就導致原來由該機組柴油機驅(qū)動的牽引通風機無法運行；另因加裝空調(diào)裝置，需要有專門的供電系統(tǒng)。解決這2個問題的方案是將原車牽引通風機改為交流電驅(qū)動通風機，加裝一臺交流輔助發(fā)電機為牽引通風機、空調(diào)裝置供電；機車部件去留方案如下：

①司機室加裝空調(diào)裝置；

②取消原車牽引通風機，換為中國生產(chǎn)的交流電機驅(qū)動通風機；

③增加輔助交流發(fā)電機，為換型的通風機、加裝的空調(diào)裝置供電；

④增加電器室，電器件全部更換為中國產(chǎn)品。

3.2 總體布置方案

機車上部依次為電氣室、司機室、輔助室、機械室，電氣室內(nèi)設(shè)置電器柜；司機室設(shè)置有操縱臺、司控器、制動風閘、空調(diào)裝置等設(shè)施；輔助室內(nèi)設(shè)置有2臺空壓機、1臺牽引通風機、空氣干燥器以及輔助逆變柜等設(shè)備；機械室內(nèi)設(shè)置有柴油發(fā)電機組、冷卻裝置、輔助交流發(fā)電機、輔助變速箱、萬向軸、通風機等設(shè)備。見圖2泰國UM12C型機車重造為調(diào)車機車布局圖。

3.3 機車重造前后主要技術(shù)參數(shù)對比,見表1。

3.4 各系統(tǒng)改造方案

3.4.1 車體

(1) 車體、鋼結(jié)構(gòu)

改造內(nèi)容：車架加固、改為外走廊形式。

切除原車車體上部司機室、側(cè)墻、隔墻后僅剩下車架，對車架縱梁、枕梁進行加厚、加固，滿足車架承載要求；新制并安裝電氣室殼體(含頂蓋、門、窗、通風設(shè)施)、電器柜，用于機車電器安裝。新制并安裝司機室殼體(含頂蓋)。新制并安裝輔助室、機械室的圍墻、門、百葉窗、頂蓋。新制并安裝登車梯、登頂梯。保留原車排障器，新制并安裝調(diào)車腳蹬。新制并安裝車體周邊扶手桿、周邊走廊底板。

(2) 司機室：新制并安裝操縱臺，更新座椅，新制并安裝司機室地板；新制并安裝側(cè)窗、瞭望窗，刮雨器換型(氣動式)；司機室內(nèi)部裝飾新制、安裝；更新司機室風扇、加裝空調(diào)裝置；更新并安裝司機室燈、標志燈、遠光頭燈、近光燈。

圖2 泰國UM12C型機車重造為調(diào)車機車布局圖

序號項目重造前重造后序號項目重造前重造后1機車車鉤中心距/mm16288不變13最小持續(xù)額定牽引力/kN1761412車鉤中心高/mm850不變14最小持續(xù)速度/(km·h-1)13113機車高度/mm3753不變15最大速度/(km·h-1)103504機車寬度/mm2794不變16牽引電機型號5GE-761-A3不變5機車軸重/t12．5不變17牽引電機額定功率/kW150不變6軌距/mm1000不變18牽引電機最高轉(zhuǎn)速/(r·mm-1)3100不變7軸式C0-C0不變19傳動比93︰18不變8輪徑/mm914不變20主發(fā)電機型號5GT-605-A1不變9柴油機型號VTA-1710-1不變21主發(fā)電機額定電壓/V600不變10柴油機裝車功率/kW2×485．1660馬力22主發(fā)電機額定電流/A1550不變11柴油機最大轉(zhuǎn)速/(r·mm-1)2000不變23牽引通風機額定功率/kW無4512燃油箱容積/dm33500不變24輔助交流發(fā)電機額定功率/kVA無260

3.4.2 輔助系統(tǒng)

(1) 空氣濾清系統(tǒng)：保留原車柴油機上筒式空氣濾清器以及室內(nèi)吸氣方式。

(2) 機油系統(tǒng)：保留原車機油系統(tǒng)原理不變，改造并安裝機油系統(tǒng)管路。

(3) 燃油系統(tǒng)：保留原車設(shè)置在燃油箱上的燃油輸送泵，改造并安裝燃油系統(tǒng)管路。

(4) 冷卻水系統(tǒng)：保留原車冷卻水系統(tǒng)原理不變，更換膨脹水箱，改造并安裝冷卻水系統(tǒng)管路。

(5) 通風系統(tǒng)：由于機車總體布局改變，牽引通風機進風口需要變動位置，需要改造進風口、進風道。取消原車機械式通風機，改為交流電機驅(qū)動通風機形式。

3.4.3 輔助傳動裝置

(1) 柴油機輸出端：保留勵磁機及輔助發(fā)電機與主發(fā)電機輸出法蘭的皮帶傳動方式，取消原車通風機與主發(fā)電機輸出法蘭的皮帶傳動方式，新增輔助變速箱并通過萬向軸連接，變速箱與新增的輔助交流發(fā)電機相連接。

(2) 柴油機自由端：保留原車的一半冷卻室(含冷卻風扇、散熱器、風道等)，切除另一半。

3.4.4 轉(zhuǎn)向架：保留原車轉(zhuǎn)向架(含牽引電機)，重新落車時需更新與車體連接的緊固件。

3.4.5 空氣管路系統(tǒng)

(1) 風源系統(tǒng)：取消原車的皮帶輪驅(qū)動的空壓機，更新為中國生產(chǎn)的2臺WBT-1.0AS型(或其他性能相近型號)螺桿式空壓機組，新增中國生產(chǎn)的空氣干燥器，保留原車風缸，新制并安裝空氣系統(tǒng)管路。

(2) 空氣制動系統(tǒng)：取消原車空氣制動機以及真空制動系統(tǒng)，換裝為中國生產(chǎn)的JZ-7G制動機系統(tǒng)。

3.4.6 電傳動系統(tǒng)

(1) 機車電傳動系統(tǒng)概述

機車主傳動采用直—直電傳動方式，柴油機驅(qū)動主發(fā)電機發(fā)出直流電，給轉(zhuǎn)向架上的牽引電動機供電，從而實現(xiàn)機車的牽引控制。機車設(shè)有1個主發(fā)電機，6個牽引電動機。主發(fā)電機作為啟動電動機帶動柴油機起動。設(shè)有1個蓄電池充電的輔助發(fā)電機和主發(fā)電機勵磁的勵磁機。設(shè)有1個輔助交流發(fā)電機、2個牽引電動機通風機、2個空壓機，其中牽引電動機通風機組使用變頻電機、其余為定頻電機。設(shè)置有多車重聯(lián)控制裝置，能夠多車重聯(lián)操作。機車控制及照明電源電壓為直流72 V。

電器系統(tǒng)設(shè)有報警、保護裝置見表2。

表2 電氣系統(tǒng)報警、保護裝置

(2) 電機

保持原車主發(fā)電機、牽引電動機、勵磁機和蓄電池充電的輔助發(fā)電機、燃油泵電機的型號不變，新增1臺輔助交流發(fā)電機、2臺交流(通風機)電機、2臺交流(空壓機)電機。

(3) 機車電器

機車電器部件、導線全部更新為中國產(chǎn)品。

4 結(jié)束語

上述是泰國UM12C 型 “直—直”傳動內(nèi)燃機車重造為調(diào)車機車的方案，其特點是最大限度的利用原車成熟零部件，節(jié)省重造成本，是最為簡單、實用的重造方案，經(jīng)過測算，機車重造成本大致相當于新購?fù)刃萝嚨?0%，經(jīng)濟型較好，得到了泰國方面的認可；中國的內(nèi)燃機車制造廠都有向東南亞、非洲等地區(qū)出口米軌內(nèi)燃機車的業(yè)務(wù)，這些機車上的一些成熟的零部件可以借用到泰國UM12C 型 “直—直”傳動內(nèi)燃機車重造的調(diào)車機車上，該重造方案在技術(shù)上是可行、可靠的。這一經(jīng)驗在開拓新的市場時有借鑒價值。

另外，也可以選擇重造為“交—直”傳動形式的方案，但是這種方案涉及更換主發(fā)電機、增加整流裝置等部件以及柴油發(fā)電機組重新設(shè)計改造等問題，機車重造成本大大增加，經(jīng)濟上不劃算。

[1] 鐵道部運輸局裝備部. 鐵路機車概要[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

Research of the Scheme of Transforming UM12C Diesel Locomotive into Shunting Locomotive

XUDongli,GUOGuangqiang

(Technology Center, CRRC Luoyang Locomotive Corporation Limited, Luoyang 471002 Henan， China )

The thesis presents the idea of transforming the main line diesel locomotive into shunting locomotive and studies on the vehicle reform, equipment layout and component matching in Thailand. By the research of the technical features of Thailand UM12C diesel locomotive and integrating the mature technology of Chinese locomotive with the products of China, we have formulated a plan, which is transforming Thailand UM12C diesel locomotive into diesel shunting locomotive.

diesel locomotive; transforming; shunting locomotive

??)男，高級工程師(

2016-05-13)

1008-7842 (2016) 05-0074-04

U262

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2016.05.16