空调发电车柴油机试验站机械设计.doc

空调发电车柴油机试验站机械设计空调发电车柴油机试验站机械设计陈琳:rj空调发电车柴油机试验站机械设计陈琳摘要介绍了空调发电车柴油机试验站的方案设计,试验平车,进排气系统,油水系统等的机械设计方案.此方案在哈尔滨铁路局三棵树车辆段实施成功,满足了德国产l2V1黉书肇篝收到了良好的效果.主题词柴油机试验站设计试验._.(6)耗功系统(主要部件有调压器,整流柜和干电阻等).空调发电车是我国铁路新型空调列车的综合各系统设计和段方预留厂房实际情主要装备.随着近年来的各路局配属空调列况.我们对试验站进行如图一所示布置.平车数量的日趋增多,其心脏柴油发电机面布局分为操纵室,控制室,试验间和辅助组的检修迫切需要各局段配备相应的柴油机问四大部分.其操纵室布置有操纵台,仪表试验站.为此,我们承担了哈尔滨三棵树车柜和微机控制台等,操作者可在此操纵试验辆段(以下简称车辆段)空调发电车柴油机柴油发电机组,通过玻璃观察窗监视柴油机试验站的设计和调试技术工作.运转情况.玻璃窗设计为双层隔声窗,结合.两遭隔音门的设置,可有效地降低操纵主要部件有进气滤清施,以方便试验操作,设备维护保养和场地器,进气管,撵气管,排气消音器等);卫生清理.辅助间内布置了散热器组,调压(2)试验平车;器,干电阻和相应的电器控制柜等,以保证(3)油水系统(主要部件有燃油箱,水试验中冷却水散热和功率消耗的需要.通过箱,散热器和油水管路等);以上的方案可使柴油机试验,检测及相应配(4)电器控制系统(主要部件有操纵套功能得以实现.台,萎;3进排气系统的设计(5)检测系统(主要部件有仪表柜,微机控制台);进排气系统是保证柴油机试验中柴油机科技通讯1999年1期(总第l8期)吸进新鲜空气,排出废气的关键配套系统.进气系统由进气滤清器,旋转机构,进气管组成,其功能是给柴油机提供清洁的很小阻力的新鲜空气.由于空调发电车柴油机试验图一功率为300kW500kW级,其每小时最大进气需求量可按下列公式计算:2空调发电车柴油机试验站机械设计陈琳L=?&?n?N功率(1)等气蔫音lg燃油消耗率(g/kW?h)a过量空气系数【oJ,燃烧每克柴油所需空气量(/g)圈二按照No=500kW,=216g/kW?h,=0.Oll(/g),n=2.2,带人上式可计算出L=2613.36/h,可看出换气量很大.试验站由于降噪,保温对密闭要求很高,换气必须考虑由室外进气方案,进气口靠近柴油机布置,尽量减少弯头数量(一般不超过4十),平滑过渡,避免死弯,适当增加管径,以减少进气阻力.为可靠地过滤空气中的灰尘,防止其进人柴油机造成损害.为此.除在高处进气外,滤清器采用旋风式滤清器和滤清片双重过滤设计(如图二所示),以期达到较高的滤清效果.进气系统管径为l50,奄头数量3个,弯头R=250mm,并采用了旋转机构和联接软管布置,以便与各型柴油机接口对中连接.进气管内壁焊缝经打磨清理,减少了进气阻力,避免了焊渣等杂质被吸人柴油机造成损害.在使用中能方便地定期对滤清器进行清洗,以保证进气的质量要求.排气系统设计中考虑了管路阻力,排气口的位置,管路的包扎措施,选用合适的排气消音器以降低对环境的噪声污染等.空气3科技通讯l999年l期(总第l8期)P=.+=翕?+?Pyc=寄J.(-qca=1.27,(.)d管内径(m局部阻力系数总和=0.11(音)”4集It|l阿冉阉阿薏萱油开薏善开阿冉集It舅耗阿开开阿集It正毒运转阿开阿开一门j|桎Dg32Dg25Dg25Dg25Dg25一r1序号12345图三-口空调发电车柴油机试验站机械设计陈琳局部阻力压降(mmI20)单位管长压降(1cg/?m一1)摩擦系数k管内壁凸起的平均峰值流速(m/s)g重力加速度废气密度(kg,)根据此公式可推算,空气管路的阻力与管子直径的5次方成比例,加之增压型柴油董气tl机因进气管内存在正压而受到排气背压的影响较小,以及排气管口高于地面的自吸作用,适当增加管径就可大大降低管子的气流阻力,在此设计排气管径时较删和康明斯所试机型排气管径增大50mm,即为)2OO管径.为减少排气管在试验间的噪声泄漏和热幅射对试验闻温度的影响,在排气管外壁填充5m厚的硅酸铝耐热玻璃棉,外层用0.5mnl不锈钢皮包扎,使排气管外表温度控索It采开试完t采_翔开_量-I运蓑开开舟舟一目_开I-I索开开开开开开开采I上l木开翔_门量爱D925D925DO25D980D925D915D915D915D915D925_门弃号12345678910图四制在50口C以下.在消音器的选择上,采用反射式消音器,利用了反射压力波的方式来了康明斯300kW-5OOkW等级消音器.这种减少声音能量,当压力波以特定的频率和渡5科技通讯1999年1期(总第l8期)幅沿一个方向进入时,在这个方向利用相同反射波与之抵消,声音能量得以消耗.消音器内有各种尺寸的反射空腔.达到宽频覆盖,从而取得消音的效果.采用此消音器,降低了排气噪声l5dB.实际情况表明,使用效果良好,达到了设计要求.4试验平车设计从满足柴油机试验中有一稳固的安装平台和柴油发电机组运送要求的考虑.设计制作了如图二所示的试验平车.此平车具有电动走行,液压顶升,可安装固定柴油机发电机组等功能.采用此平车方案可降低对试验间行车吨位的要求进而降低厂房造价,减少柴油机组的起吊次数,具有安全便捷的优点.平车主体主要是由l8号槽钢构成.顶面设计8=20厚钢板与之焊接,以保证有足够的刚度.车轮直径+:360,采用标准轨距设计,自重约3.2t.外形尺寸3350X2120X650.平车走行部采用BWEY0.55-31-289型摆线针轮减速机组(带0.55kW电机)作动力,走行速度为5.6m/rain.液压系统采用【S卜_44OO型泵站配用4个10t顶升油缸,工作时平车运送机组到位后.启动泵站使油缸向下顶出.将平车顶离地面50ram,使车轮与轨道脱离接触.垫上滑动垫铁组后,泵站卸荷.平车落降在垫铁上,可保证车轮与轨道平面相距lOnn左右.然后锁紧前止挡和左右索扣.使柴油发电机组,试验平车和混凝土基础(厚2m)固定为一体.以减少试验中柴油机振动和振动噪?h计算,可满足柴油机功率为400kW时试验l3小时的要求.为保证燃油的清洁,管路中设有Rc_30型燃油粗滤器.燃油系统还设有油耗秤,便于试验中测量燃油消耗率.由于采用柴油燃油箱高于柴油机布置方案,故在柴油机长时间停机时应关闭主供油路的各截止阀,避免燃油靠自重渗入柴油机气缸中产生起车时无法启动(液力自锁)或”油锤”的现象.试验站冷却水系统设置的目的为:(1)保证对柴油机冷却水需求的供给;(2)满足柴油机运转时冷却水的膨胀,排气和补充要求;(3)将冷却水中热量向外界充分散发,并使冷却水循环使用.为此,在设计冷却水系统时,采用了高位水箱方案.其最低水位高于柴油机安装面1.9m.存水容量0.6t.水箱具有补水和膨胀滥流双重功用.设计有补水,排气,循环管路和相应阀门,详见图四.因哈尔滨地处高寒地带,冷却水的冷却应考虑到冬季水结冰的问题.为保证试验站在冬季能正常使用,未采取常用的热交换器加冷却塔方案而采用专门设计的三组散热器冷却方案.此散热器每组采用6个东风4型散热单节和一个T40型7号风机(风量25000/h,全压362.8Pa)和专用进风,排风管路.在柴油机出水管路设计时,将其管路设置在高于柴油机出水口位置,并在最高位置设有排气管路,以利于其出水循环的需要.所有管路和水箱均进行磷化处理和严格清洗,以保证水系统的防锈和清洁要求.(下接7页)空调发电车柴油机试验站机械设计陈琳附表空调发电车柴油机试验台工况表工时运转转速进水出水温油底壳末端油排气温度.C柴油机时间温度度.C机油温度压胁总功率况间帅.C12121234kW起车14:4551,00l3.521.514.946.90.6806816417010150空载14:50加1501l3.639.015.175.30.580.5815717215415315:1010149214.579.943.195.30.510.4935435o338325131.70负15:2010150031.775.972.995.30.510.4942842941339917591载15:3010149435.476.474.896.60.500.4750654964701.3I工15:4010148840078075.2140.480.46595592584551283.42况15:5010150035.979.07671o4.7047044啪6666716313362116:005149842.980.177.6105.90.460.4470769069465436000卸载16:0551515&.180.778.5105.30.470.45542565531518228.9停机16:10l53665.378.076.895.70.520.501992271912l1功率量程36秒耗油油耗异常情况记录油耗(克)(克)w?h哪283.81o00575202.6测量无355.110754212.3试验日斯98.5.6机组编号9563295柴油机型号12V183TAI2编号017003(接6页)6效果柴油机试验站在安装调试完后使用情况表明,各系统设计均达到使用要求,其验收试验数据如附表所列.进排气系统阻力符合要求,进气质量和排气消声效果良好;试验平车使用方便.柴油机振动和振动向外界传递均很微弱;油水系统工作正常,其冷却