淺論電力機(jī)車(chē)的通風(fēng)系統(tǒng)

周喜軍+袁文輝

【摘 要】我國(guó)電力機(jī)車(chē)遵循大力發(fā)展電力牽引和內(nèi)燃牽引，以電力牽引為主的方針，自第一條電氣化鐵路問(wèn)世至今，實(shí)現(xiàn)了速度高、效率高、過(guò)載能力強(qiáng)、運(yùn)輸能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效果顯著等優(yōu)越性，按用途可分為客運(yùn)電力機(jī)車(chē)、貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)、客貨兩用電力機(jī)車(chē)、調(diào)車(chē)電力機(jī)車(chē)，按傳動(dòng)形式不同可分為具有個(gè)別傳動(dòng)的電力機(jī)車(chē)和具有組合傳動(dòng)的電力機(jī)車(chē)，按電流制不同可分為直流電力機(jī)車(chē)和交流電力機(jī)車(chē)。

【關(guān)鍵詞】電力機(jī)車(chē)離心式；離心式；軸流式

一、前言

我國(guó)電力機(jī)車(chē)遵循大力發(fā)展電力牽引和內(nèi)燃牽引，以電力牽引為主的方針，機(jī)車(chē)先通過(guò)電弓從接觸網(wǎng)（就是天上的電線）上受電，在經(jīng)過(guò)機(jī)車(chē)上的牽引變壓器，整流柜，逆變，然后傳入牽引電機(jī)帶動(dòng)機(jī)車(chē)，最后通過(guò)車(chē)輪傳入鋼軌。形成一個(gè)巧妙的電路。電力機(jī)車(chē)的通風(fēng)系統(tǒng)有：主變壓器的油循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)、牽引電機(jī)和整流柜（有些車(chē)沒(méi)有了）的離心通風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和制動(dòng)電阻帶有制動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻。

二、通風(fēng)機(jī)的類(lèi)型和特點(diǎn)

按照工作原理，通風(fēng)機(jī)可分為兩大類(lèi)型。

（一）離心式：離心式的通風(fēng)機(jī)又被稱(chēng)之為鼓風(fēng)機(jī)，它是工業(yè)上采用最為廣泛的一種類(lèi)型的通風(fēng)機(jī)，此類(lèi)型通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)包括蝸殼、葉輪、電動(dòng)機(jī)。作用原理：當(dāng)葉輪在蝸殼內(nèi)作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的空氣也被迫作高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，沿葉輪甩出來(lái)，以一定的速度沿蝸殼經(jīng)出風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)道，由于葉輪間形成真空，外界空氣不斷從葉輪軸向進(jìn)風(fēng)口被吸入，把空氣的流速轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)，使風(fēng)道的風(fēng)壓得到升高。

（二）軸流式：軸流式的通風(fēng)機(jī)也經(jīng)常被稱(chēng)之為風(fēng)扇。這種類(lèi)型通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)、風(fēng)道、葉片。作用原理：葉輪在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，由于葉片有一定的斜度，形成空氣的軸向流動(dòng)，葉輪背面形成真空，外界空氣不斷補(bǔ)入

三、通風(fēng)機(jī)在電力機(jī)車(chē)上的應(yīng)用

離心式和軸流式的通風(fēng)機(jī)在電力機(jī)車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)中均有被采用。由各自類(lèi)型的通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)可以看出，在有一些距車(chē)體比較遠(yuǎn)的設(shè)備，例如常見(jiàn)的牽引電機(jī)，一般都是用離心式的通風(fēng)機(jī)來(lái)進(jìn)行冷卻；而一些設(shè)備由于其位置的局限性，比如制動(dòng)的電阻柜，經(jīng)常都是用軸流式的通風(fēng)機(jī)來(lái)冷卻。

我國(guó)直流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)及動(dòng)力車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)基本上是采用車(chē)體通風(fēng)方式，如除SS7D和SS9改機(jī)車(chē)之外，所有SS型電力機(jī)車(chē)和DDJ1型（大白鯊）動(dòng)力車(chē)都是采用這種通風(fēng)方式。其具體過(guò)程是空氣從側(cè)墻大面積百葉窗進(jìn)入，經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入車(chē)體機(jī)械室，然后由各通風(fēng)支路風(fēng)機(jī)送入各相應(yīng)需要冷卻的部件進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻。K型電力機(jī)車(chē)采用慣性濾清進(jìn)風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口百葉窗和慣性濾清器安裝在車(chē)體側(cè)墻后部的左右兩側(cè)。車(chē)體兩側(cè)走廊構(gòu)成了車(chē)體冷卻通風(fēng)的支路，機(jī)車(chē)上所有的通風(fēng)機(jī)都是從車(chē)體內(nèi)吸風(fēng)的，因此8K機(jī)車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)也屬于車(chē)體通風(fēng)方式。

四、我國(guó)交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)及動(dòng)力車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)

我國(guó)交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)車(chē)通風(fēng)方式的變革，豐富了機(jī)車(chē)通風(fēng)方式的內(nèi)容和型式，為獨(dú)立通風(fēng)方式和車(chē)頂夾層通風(fēng)方式在電力機(jī)車(chē)及動(dòng)力車(chē)上的應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。與直流傳動(dòng)機(jī)車(chē)相比，交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)的通風(fēng)系統(tǒng)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）要進(jìn)行通風(fēng)冷卻的部件相對(duì)較少，通風(fēng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)需要通風(fēng)冷卻的部件主要是牽引電動(dòng)機(jī)和主冷卻器（即主變流器水散熱器和主變壓器油散熱器的合成）；而直流傳動(dòng)機(jī)車(chē)需要進(jìn)行通風(fēng)冷卻的部件通常還有硅整流機(jī)組、電抗器、制動(dòng)電阻柜等。很明顯，直流傳動(dòng)機(jī)車(chē)的通風(fēng)系統(tǒng)更復(fù)雜，而且要求更苛刻。（2）風(fēng)冷卻的部件對(duì)冷卻空氣的清潔度、含水量的要求相對(duì)寬松。交流傳動(dòng)牽引電機(jī)允許含水滴狀的空氣進(jìn)入其內(nèi)部，對(duì)空氣的清潔度要求也相對(duì)寬松；而直流牽引電機(jī)嚴(yán)格禁止水滴進(jìn)入牽引電機(jī)內(nèi)部，因?yàn)閾Q向器對(duì)空氣中的灰塵比較敏感，冷卻空氣的含塵量過(guò)多或灰塵顆粒過(guò)大將直接影響到牽引電機(jī)的正常工作。另外，由于交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)變流器的冷卻采用水冷系統(tǒng)，水的散熱是通過(guò)散熱器進(jìn)行的，冷卻空氣中的塵、雨水不與變流器元件直接接觸，所以不會(huì)直接影響變流器元件運(yùn)用；而直流傳動(dòng)的硅整流器是直接風(fēng)冷方式，冷卻空氣中的塵、雨水將會(huì)直接損害整流器件的可靠性。基于以上特點(diǎn)，交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)的通風(fēng)系統(tǒng)一般采用獨(dú)立通風(fēng)方式（如AC4000和DJ1機(jī)車(chē)）或者車(chē)頂夾層通風(fēng)方式（如DJJ1型和DJJ2型動(dòng)力車(chē)﹑DJ型和DJ2型電力機(jī)車(chē)）。

五、而電力機(jī)車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題

最重要的是通風(fēng)機(jī)耐磨的性能以及耐磨的處理：因?yàn)榇罅康耐L(fēng)機(jī)被工廠、礦井、隧道等的通風(fēng)和排塵等所應(yīng)用，所以通風(fēng)機(jī)的葉輪和機(jī)殼兩者都有著不同程度的損壞，且有些地方會(huì)直接影響到生產(chǎn)是否能夠順利的進(jìn)行，因此對(duì)通風(fēng)機(jī)的耐磨性能的要求非常之高。

如今最經(jīng)常使用的耐磨處理方式包括堆焊、噴涂、噴焊、涂覆高分子耐磨材料等，這些措施可相對(duì)的延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)使用的壽命。最近這幾年，我們國(guó)家從國(guó)外引入了一種較為有效的耐磨處理方式，就是在葉輪或者是蝸殼便面粘貼亦或是鑲嵌能夠耐磨的陶瓷，因?yàn)檫@種耐磨陶瓷有著非常良好的耐磨性能，所以可以大大增強(qiáng)分機(jī)的耐磨性能。且如若粘貼了耐磨陶瓷片，此通風(fēng)機(jī)在維護(hù)方面也比較便利，于是這種方法在我們國(guó)家的相關(guān)行業(yè)中得到了較為廣泛的推廣應(yīng)用。

六、結(jié)語(yǔ)

為了能夠滿(mǎn)足鐵路提速發(fā)展的迫切需求，電力機(jī)車(chē)從發(fā)明到如今都在不斷的發(fā)展。我們國(guó)家的電力機(jī)車(chē)特別是電力機(jī)車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)的研制歷程是模仿制造-獨(dú)立自主的研制-批判性的消化吸收引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，以致可以自主的設(shè)計(jì)制造出更高水平的電力機(jī)車(chē)。目前我國(guó)已經(jīng)研制出了 SS8、SS6B、SS4B 等多種類(lèi)型的產(chǎn)品。相信隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，電力機(jī)車(chē)通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)有更大的改善，且電力機(jī)車(chē)會(huì)有更加廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

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