出口泰國SDA3型交流傳動內(nèi)燃機車研制

李淑琴 李亮 胡濤

摘 要： 本文主要闡述了出口泰國SDA3型交流傳動內(nèi)燃機車的總體布置、主要系統(tǒng)和技術(shù)參數(shù)、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點以及機車的性能水平和運用情況。機車在泰國成功的商業(yè)運營和推廣，一定會給公司和集團公司帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞： 內(nèi)燃機車；交流傳動；主要技術(shù)參數(shù)；性能水平；運用情況

1 概述

出口泰國SDA3型交流傳動內(nèi)燃機車是根據(jù)泰國國家鐵路局20臺內(nèi)燃機車的國際招標項目而研究開發(fā)的。本機車是一款全新的滿足泰國運用環(huán)境的米軌交流傳動內(nèi)燃機車，機車具有較大的輪周牽引力和良好的電阻制動性能，較低的排放和噪音，良好的乘坐舒適性。機車采用三軸徑向轉(zhuǎn)向架，提高了機車過曲線能力，優(yōu)化了機車動力學性能。該內(nèi)燃機車技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)緊湊并且合理，裝配方便快捷，連接可靠，可以適應(yīng)各種惡劣的氣候環(huán)境，同時日常維護量比較小，易于使用推廣。

2.機車簡介

2.1 機車總體布置

機車分上、下兩部分，上部為車體及安裝在車體上的設(shè)備，下部兩端為轉(zhuǎn)向架和位于中部的可拆式燃油箱及總風缸組成。

機車采用內(nèi)走廊雙司機室結(jié)構(gòu)，側(cè)壁承載式車體。機車上部車體以六道間壁將其分隔為七室：司機室Ⅰ、電氣室、電機室、動力室、冷卻室、輔助室和司機室Ⅱ。機車的總體布置圖如圖1所示：

1.空調(diào)，2.空氣干燥器，3.輔變柜，4.散熱器，5.膨脹水箱，6.車體通風機，7.柴油機，8.消音器，9.空氣濾清器，10.主發(fā)電機，11.電阻制動裝置，12.制動閥類安裝柜，13.電器柜，14.座椅，15.操縱臺，16.主變流柜，17，冷卻塔，18.砂箱19.滅火器，20.燃油箱，21.蓄電池，22.總風缸，23，ECM控制箱，24.后通風機，25.輔助發(fā)電機，26.空壓機，27.后變速箱，28.轉(zhuǎn)向架，29.車鉤，30.排障器

2.2 機車主要系統(tǒng)

2.2.1 柴油機

柴油機采用CAT C175型柴油機，額定轉(zhuǎn)速為1800r/min，具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕的優(yōu)勢，排放滿足EU ⅢA排放等級要求。

2.2.2 輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)主要包括燃油系統(tǒng)、機油系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、柴油機進氣系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，冷卻裝置是冷卻水系統(tǒng)中的核心部件，其主要由散熱器，冷卻風扇電機組、冷卻裝置鋼結(jié)構(gòu)和頂百葉窗組成。散熱器采用大板塊散熱器，平鋪布置；冷卻風扇采用組合式風扇。

2.2.3轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、軸箱總成、輪對、旁承、牽引裝置、電機懸掛裝置、基礎(chǔ)制動裝置、徑向機構(gòu)及附件等組成。

2.2.4 車體

車體采用內(nèi)走廊側(cè)壁承載桁架式結(jié)構(gòu)。車架左右側(cè)梁前后設(shè)有牽引拉桿座，用以與轉(zhuǎn)向架牽引桿相連，達到傳遞牽引力、制動力的作用，牽引拉桿座上設(shè)有吊車筒和架車座，供起吊機車和架車用。在車架端部兩側(cè)設(shè)有救援吊車筒，供緊急救援用。裝用的102 E/F型車鉤及MT-2型高性能緩沖器。

2.2.5 電傳動系統(tǒng)

1）主傳動系統(tǒng)

機車主傳動系統(tǒng)采用交直交傳動方式實現(xiàn)牽引傳動。主傳動系統(tǒng)由主發(fā)電機、主變流柜、牽引電動機、電阻制動裝置組成。

2）直流輔助系統(tǒng)

直流輔助系統(tǒng)由交流輔助發(fā)電機、充電機、蓄電池以及機油預(yù)潤滑泵、燃油預(yù)供泵、機車控制系統(tǒng)、照明、DC 24V變換器等用電系統(tǒng)組成。

3）交流輔助系統(tǒng)

該系統(tǒng)由交流輔助發(fā)電機、冷卻塔通風機（與前架通風機共用）電機、后架牽引電動機通風機電機、冷卻風扇電機及變頻器、空壓機電機及變頻器、定頻定壓電源、空調(diào)、牽引變流器冷卻塔水泵、生活用電、車體通風機電機、輔助發(fā)電機勵磁控制器組成。

4）機車控制系統(tǒng)

機車控制系統(tǒng)是一個基于多處理器和實時網(wǎng)絡(luò)的分布式控制系統(tǒng)，由車載控制單元、牽引控制單元、柴油機控制單元及其輸入輸出接口單元、顯示單元、各類傳感器及各類開關(guān)電器組成，各部件通過MVB、CAN、RS 485等總線互聯(lián)，互相實時傳送控制命令和狀態(tài)信息。

5）輔助傳動系統(tǒng)

該系統(tǒng)在柴油機的自由端，通過彈性聯(lián)軸節(jié)、萬向軸及連接法蘭與變速箱的輸入端連接，變速箱的輸出端通過聯(lián)軸節(jié)與交流輔助發(fā)電機連接。系統(tǒng)主要由變速箱、萬向軸和彈性聯(lián)軸節(jié)組成。

6）保護裝置

機車具有智能化診斷功能，能對主電路、輔助電路及控制系統(tǒng)的故障進行診斷和安全導向。

2.3機車主要技術(shù)參數(shù)

3. 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

1）機車各系統(tǒng)及部件的集成創(chuàng)新技術(shù)：機車根據(jù)泰國鐵路的運用要求，裝用卡特C175型柴油機、CDJF201N主發(fā)電機、CDJD114牽引電機、TGA18B牽引變流柜、微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、三軸徑向轉(zhuǎn)向架以及Wabtec26-LA空氣制動系統(tǒng)，采用平臺化、模塊化、輕量化的設(shè)計理念，機車總體布置合理，搭建了良好的低軸重交流傳動米軌機車的平臺。

2）根據(jù)運用線路小曲線及坡道多的特點，研發(fā)了新型的米軌徑向轉(zhuǎn)向架、大扭矩新型交流牽引電動機，并采用先進粘著控制技術(shù)，達到了米軌機車大牽引力要求。

3）柴油機發(fā)電機組首次采用了十點支撐新結(jié)構(gòu)，省掉了傳統(tǒng)的共用底座，并提升了組裝的工藝性。

4）機車裝用新型柴油機，其電控系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，為實現(xiàn)快速響應(yīng)和轉(zhuǎn)速精確控制，研發(fā)了內(nèi)燃機車柴油機轉(zhuǎn)速給定信號標定系統(tǒng)。

5）首次在內(nèi)燃機車上實現(xiàn)了單個冷卻塔同時冷卻主變流柜和牽引電機，有效降低了機車輔助功率，優(yōu)化了機車整體布置結(jié)構(gòu)。

6）采用新型密封結(jié)構(gòu)等措施，有效提高了機車在熱帶環(huán)境的適應(yīng)能力。

7）機車司機室采用了模塊化設(shè)計。司機室內(nèi)電氣線纜大量采用了方便組裝的連接器、接插件，減少接線錯誤，提升了總組裝質(zhì)量，提高了工作效率。

8）該機車為米軌交流傳動內(nèi)燃機車，線纜多，空間小，為了人身安全，研發(fā)了新的主發(fā)銅牌安裝架。

9）新型吊掛式燃油箱的呼吸口采用防側(cè)翻進氣裝置，保證燃油箱傾倒后燃油不會溢出，造成浪費及污染環(huán)境，以及燃油箱兩側(cè)加裝了滅火器，能保證在現(xiàn)場運用，用戶的使用便利性。

10）機車輔助變流柜排風道采用新型結(jié)構(gòu)，該風道結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便、密封性能可靠、垂向及橫向定位允許調(diào)整量大，且成本低廉，通風效果好，可推廣到所有機車上大小型風道使用。

11）通常的上作用機車車鉤的開啟裝置不能滿足此次新造機車的安裝空間要求，故設(shè)計了新型機車上作用車鉤開啟裝置。該新型車鉤將左提桿、中間提桿和右提桿設(shè)計成各自獨立的零部件，作為一種分體式的車鉤提桿，結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積少，滿足功能及結(jié)構(gòu)要求。

12）本機車方案在設(shè)計時兼顧出口泰國低軸重的平臺設(shè)計理念，機車的所有部件都進行了輕量化設(shè)計。

4.機車的性能水平

中國中車的鑒定意見給對機車給予了恰如其分的評價：

鑒定委員會認為該成果滿足了相關(guān)合同書的要求，具有較為廣闊的推廣應(yīng)用價值和市場前景，該車達到了同類產(chǎn)品的國際領(lǐng)先水平。

5.機車的運用情況

機車分別于2015年1月交付兩臺，2015年6月交付8臺，2015年10月交付10臺。

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，20臺SDA3型內(nèi)燃機車至2017年10月1日的總運行公里為512.5萬公里，柴油機總運行時間150474小時。機破次數(shù)為1件，MDBF為512.5萬公里，機破率為百萬公里0.19件，機車的任務(wù)可靠性優(yōu)于國內(nèi)內(nèi)燃機車干線機車水平。

6.總結(jié)

機車在泰國的商業(yè)運用表明，SDA3型內(nèi)燃機車完全符合合同條款，滿足了用戶的實際運用需求，說明機車的研制是成功的。

SDA3型內(nèi)燃機車是中國首次批量出口泰國的干線貨運內(nèi)燃機車，該機車成功的商業(yè)運營，不僅對戚墅堰公司，對中車集團及其他子公司，乃至整個中國的大型鐵路裝備進入泰國及東南亞市場，都有著非常重大的意義。