發(fā)電車康明斯柴油機(jī)消音器組成的更新改造

丘明

摘要：結(jié)合目前發(fā)電車消音器組成的使用年限、結(jié)構(gòu)類型，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的消音器組成進(jìn)行闡述，提出最優(yōu)更新改造方案，有效提高柴油機(jī)運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：發(fā)電車;消音器組成;更新;改造

0? 引言

本文從既有KD型空調(diào)發(fā)電車康明斯KTA19柴油機(jī)消音器組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)消音器組成的更新范圍及方案進(jìn)行了闡述，提出了最優(yōu)更新改造方案。

1? KD 型空調(diào)發(fā)電車簡介

KD 型空調(diào)發(fā)電車為空調(diào)列車供電的移動(dòng)電站，車上安裝有柴油發(fā)電機(jī)組供電裝置，供電裝置由柴油發(fā)電機(jī)組及啟動(dòng)控制系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、消音器組成（排氣系統(tǒng)）、冷卻系統(tǒng)等裝置組成。所配柴油機(jī)有康明斯KTA19、K38、MTU183、MTU396等4種類型，目前全路保有1300多輛KD型空調(diào)發(fā)電車，用于非電氣化鐵路的非電氣化區(qū)段旅客列車供電，其中配康明斯KTA19柴油機(jī)的發(fā)電車占75%。

消音器組成是柴油機(jī)重要的附屬裝置，主要由排氣波紋管、消音器、煙囪帽等組成，消音器組成設(shè)計(jì)壽命18年，KD型空調(diào)發(fā)電車基本為2003年以前制造，2003年后有零星制造。消音器組成的老化嚴(yán)重，造成柴油機(jī)燃油不能完全燃燒、排黑煙、排氣背壓高，在高負(fù)載下，排氣波紋管會(huì)有發(fā)紅情況，為安全起見，柴油發(fā)電機(jī)組須處于低載運(yùn)行，在夏季需運(yùn)行2臺(tái)機(jī)組保證供電，浪費(fèi)了柴油機(jī)運(yùn)行小時(shí)。

《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)則》要求，結(jié)合E5修時(shí)，發(fā)電車大型柴油發(fā)電機(jī)組附屬裝置中的消音器組成更新。文件中沒有明確消音器組成的范圍及如何更新，一般理解為原型更新。

2? 既有康明斯KTA19柴油機(jī)消音器組成的型式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 活動(dòng)式

結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)組排氣口與煙囪帽的中心在一條直線上，煙囪帽直接與消音器上部連接，調(diào)整好中心后再把消音器上法蘭固定在機(jī)組活頂?shù)姆ㄌm上，安裝過程中，消音器中心與排氣口的中心有20mm的調(diào)整量，以保證垂直及排氣波紋管不會(huì)發(fā)生扭曲、變形，方便段修拆裝。

2.2 臥式

結(jié)構(gòu)如圖2所示。消音器為臥式結(jié)構(gòu)，有2個(gè)排氣過渡管，消氣器需固定在活頂上，安裝時(shí)經(jīng)常發(fā)生偏差，需要在消音器與排氣過渡直管、消音器排氣過渡彎管之間加5～30mm厚的墊進(jìn)行調(diào)整，不方便段修拆裝。

2.3 固定式

結(jié)構(gòu)如圖3所示。消音器固定在活頂上，消音器為偏心結(jié)構(gòu)，消音器安裝時(shí)不能調(diào)整，偏差時(shí)，只能靠排氣波紋管偏差來調(diào)整，作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定排氣波紋管偏差不大于10mm?，F(xiàn)有發(fā)電車使用年限較長，活頂變形嚴(yán)重，往往無法保證偏差的要求，偏差大有造成運(yùn)用過程中波紋管發(fā)生裂紋的可能。廠修時(shí)安裝困難，不方便段修拆裝。

3? 消音器組成的更新方案

3.1 更新范圍的確定

現(xiàn)有發(fā)電車使用時(shí)間較長，排氣裝置整體老化比較嚴(yán)重，結(jié)合E5修，排氣裝置整體更新，有利于柴油機(jī)效率的提高、減輕車輛段運(yùn)用維修難度和成本，更好的保證車輛安全運(yùn)用。確定從機(jī)組排氣口上部的消音器組成整體更新。

3.2 更新方案的確定

活動(dòng)式消音器組成便于安裝和維護(hù)，臥式和固定式消音器不方便安裝和維護(hù)，因此對(duì)活動(dòng)式消音器組成原型更新，臥式和固定式消音器更新改造為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)。

3.3 改造方案

需要對(duì)機(jī)組活頂進(jìn)行改造，重新設(shè)計(jì)更新消音器、排煙帽、排氣波紋管。消音器結(jié)構(gòu)如圖4所示，排煙帽結(jié)構(gòu)如圖5所示，排氣管波紋長度150-200mm，機(jī)組活頂改造方案為把原煙筒孔堵上，機(jī)組排氣口與煙囪帽的中心偏差情況，重新在活頂上焊接1個(gè)煙筒法蘭，如圖6所示。

消音器、排氣波紋管、排煙帽皆采用不銹鋼板（1Cr18Ni9Ti）制作。消音器須滿足以下性能要求。

①氣密性：消音器內(nèi)相對(duì)氣壓穩(wěn)定在30KPa±1KPa時(shí)，排煙裝置漏氣量不超過30L/min。

②內(nèi)壓強(qiáng)度：消音器長度小于500mm時(shí)，在400KPa±10KPa壓力下應(yīng)無破損和變形;長度大于或等于500mm時(shí)，在300KPa±10KPa壓力下應(yīng)無破損和變形。

③內(nèi)壓耐久性：消音器在0～98KPa±5KPa壓力范圍內(nèi)連續(xù)加減壓2×104±1000次應(yīng)無破損和變形。

④可靠性：消音器進(jìn)行臺(tái)架耐久性試驗(yàn)后無開裂、漏氣或聲音異常等現(xiàn)象，起插入損失減少量和功率損失比增加量分別不大于3dB（A）和1%;進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)后焊接件的任何部位無開裂、松動(dòng)、脫焊和變形等損壞現(xiàn)象;振動(dòng)試驗(yàn)后應(yīng)作氣密性試驗(yàn)，其漏氣量比振動(dòng)試驗(yàn)前增加不大于20L/min。消音器的插入損失、功率損失比和排氣背壓差限值應(yīng)符合表1要求。

4? 結(jié)束語

2015年7月至今，按照活動(dòng)式消音器組成的改造方案，已完成了120余輛KD型空調(diào)發(fā)電車KTA19柴油機(jī)消音器組成的更新改造，未出現(xiàn)異常，方便段修拆裝維護(hù)，提高柴油機(jī)運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

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