内燃机车司机室用2kW电暖风机.docx

产 品 介 绍内 燃 机 车 司 机 室 用 2 kW 电 暖 风 机姜国辉 ,吴联军 ,王琨(大连机车车辆厂 ,辽宁 大连 116021)摘要 : 通过改进设计 ,采用合理工艺措施 ,精心组织生产 ,研制成功用于东风4D 型客运和准高速机车司机室的 2kW 电暖风机 。关键词 : 内燃机车 ;司机室 ;电暖风机 ;结构特点中图分类号 : U262172文献标识码 : B暖风机和原有电暖风机具有良好的互换性 ( 安装尺寸和接线孔尺寸) ,在提高功率的前提下 ,电暖风机 结构简单 、重量轻 、使用寿命长 、噪声低 ,并解决了原有 115kW 电暖风机经常出现的质量问题 。1 课题的来源内燃机车司机室的后墙板上 ,原来使用 115kW 电暖风机供热取暖 。大连机车车辆厂近几年研制 开发的东风4D 型客运机车和准高速机车的时速达 到 120km/ h 以上 。众所周知 ,机车运行速度越高 , 在气流的作用下 ,司机室温度越低 。尤其是在北方 寒冷的冬季 ,机车停靠在室外 ,需要在司机上车后 尽快提高司机室的温度 。而 115kW 电暖风机加热 功率明显不够 ,司机室温度提升速度过慢 。另外 , 作为供热的主要来源 ,115kW 电暖风机经常发生开 关烧损 、风轮轴断裂等质量问题 。这两种情况 ,如 不及时发现 ,都会导致电加热元件烧损 ,甚至会影 响正常行车 。总之 ,为了和机车提速相配合 ,研制 大功率 、质量可靠的新型电暖风机显得非常迫切 。 为满足新的运输形势的需要 ,我们设计开发了 2kW 电暖风机 ,装配于东风4D 型客运和准高速等多种机 车 。对应机车司机室电压的有关参数 :当电压为直 流 110V 时 ,电暖风机的输出功率为 2kW 。2kW 电2 2kW 电暖风机总体和主要结构特点2 . 1 电暖风机总图( 图 1)2 . 2 主要结构特点2 . 2 . 1 采用封闭制冷风风道 ,增大进风口和出风 口距离1 . 5kW 电暖风机进风口与出风口距离过近 ,最近处只有 80mm ,这样 ,从出风口吹出的热风中一部 分会到达进风口 ,重新参与风冷 ,由于进风温度较 高 ,从而影响风冷效果 。另外 ,没有形成封闭的风 冷通道 ,进风口进入的风只能部分参与风冷 ,大大 降低了风冷效果 。2kW 电暖风机采用密闭的冷却风道 ,将进风口 和出风口的最短距离增大到 200mm ,大大提高了风 冷效果 。2 . 2 . 2 采用轴流风机和直流变换器115kW 电暖风机采用 DC110V40W 电机 , 带动风轮转动 ,对电加热元件进行风冷 。由于电机和风 轮的连接是通过螺钉固定 ,风轮的另一端悬空 ,用 橡胶套辅助进行支撑 。电机带动风轮高速转动 ,风收稿日期 : 2001206212作者简介 : 姜国辉 (1967 - ) , 男 , 吉林人 , 工程师 ; 吴联 军 (1967 - ) , 女 , 大连人 , 工程师 ; 王 琨 (1967 - ) , 女 , 大连人 , 工程师 。内燃机车2001 年26轮轴受力不均 ,有时会发生断裂 。2kW 电暖风机采用直流变换器 ,DC110V 变为 DC24V ,带动 DC24V 、15W 轴 流 风 机 。避 免 了 风 轮 轴的问题 ,同时 ,延长风机的使用寿命 ,降低噪声 。击 、噪声 。3 . 2 直流变换器的选用直 流 变 换 器 能 够 在 以 下 条 件 下 正 常 工 作 : 海拔 高 度 2500m ; 工 作 环 境 温 度 - 40 45 ; 电压波动范围 DC88V121V ; 内燃机车运行过程中的震动及冲击 、噪声 。 我们选用的直流变换器为 AD/ DC24 - 1A 型变换电源 ,其核心部分采用国际上最新型的 TOPwitch 集成功率技术 。TOP 不但将 PWM ( 脉宽调制) 电路 和高速功率 VMOS 管集成在一个晶片上 ,而且内部还具备完善的过流 、短路 、过压 、过热等安全保护措 施 。由于核心元件的高度集成 ,使得用它作成的开关电源比普通开关电源的元件少 50 %左右 。因此 ,该开关电源就具备所用元件少 、体积小 、重量轻 、效 率高 、安全性好 、可靠性好 、寿命长的优点 。开关电源的输入电压既可以是交流电压 ,也可以是直流电压 。而且输入的直流电压可以不分正 负极性地进行连接 ,使用很方便 。开关电源具有以下保护功能 : 过流保护 、过压 保护 、过热保护 、短路保护 ;初级电流安全限制 。3 . 3 断路器的选用断路器能够在以下条件下正常工作 : 海拔 高度 2500m ; 工作环 境 温 度 - 40 45 ; 电压波动范围 DC88V121V ; 内燃机车运行过程中的震动及冲击 、噪声 。我们选用交流 220V. 40A 型号断路器 ,对断路 器的触点进行了改进 ,能够在直流条件下使用 。3 . 4 确定电发热元件额定功率为 2kW ( 波动范围为 6 %) ; 额定电压 为 110V 。工 作 时 不 分 正 、负 极 ; 使 用 寿 命 达 到5000h ;电加热元件能够在以下条件下正常工作 : 海拔 高 度 2500m ; 工 作 环 境 温 度 - 40 45 ; 电压波动范围 DC88V121V ; 内燃机车 运行过程中的震动及冲击 、噪声 。PTC 电热交换器结构采用叠片机械压合对流式加热器 。不用粘结剂结合 ,故稳定性好 ,可靠性 好 。PTC 元件装入半封闭的骨架内 ,受环境因素影响小 。产品的散热片零电位 (接电源零线即地线) ,而图 1 2kW 电暖风机总图2 . 2 . 3采用改进后的开关1 . 5kW 电暖风机的开关采用交流 220V32A 型 号开关 。由于暖风机的输入 电 压 直 流 110V , 虽 然电压不高 ,但在开 、关暖风机时会产生较大电流 ,从而损坏开关 。2kW 采用改进后的开关 ,大大提高了开关的使 用寿命 。2 . 2 . 4改进电发热元件改进电发热元件的外型尺寸和接头型式 。3 关键元件的选用3 . 1 轴流风机的选用额定功率为 15W 、额定电压为 DC24V ,工作时 不分正 、负极 ,使用寿命达到 5000h 。轴流风机能够在以下条件下正常工作 : 海拔高度 2500m ; 工作 环 境 温 度 - 40 45 ; 电 压 波 动 范 围 DC16V32V ; 内燃机车运行过程中的震动及冲第 10 期 (总第 332 期)姜国辉等 :内燃机车司机室用 2kW 电暖风机27火线的 3 个引线头为同电位 。火线的 3 个引线头设在同一侧 ,可避免碰极短路 ,安全性好 。PTC 元件可直接使用直流 110V 电源 。总之 ,该产品选用精良 PTC 元件和耐高温 、耐 高压 、高导热性的材料制成的零件 ,通过精确地加工装配 ,具有优良的性能 。该产品安全性好 、耐气 候性好 、稳定性好 、可靠性好 、热交换快 、热效率高 、 无明火 、无光耗 、适用性广 、发热功率能随环境温度 及电压波动自动调节 。为了充分利用空间 ,我们设计了合理的外形尺寸 ,并选择了简单的接头形式 。基于以上原因 ,我们设计制造了 6 套冲压模具和 1 套压型模具 ,解决了以上难题 。制定出一整套 切实可行的工艺方案 。例如 :对于大圆孔和大方孔 与周围的小圆孔分别采用整体冲压 。4 . 2 焊接工艺盖作为外露件 ,对表面质量要求较高 ,但其材 质决定了焊接工艺性较差 。我们经过反复研究实 验 ,确定了合理的焊接工艺 ,采用钨极氩弧焊 ,采用 夹紧装置 ,填充焊丝 ,取得了较好的效果 。5 电暖风机的性能检验该电暖风机是在 1999 年底研制开发成功的 ,进行了性能检测 ,检测表明 :电暖风机在环境温度 20 的条件下 , 连续 运转 10h , 盖 靠 近 出 风 口 的 位 置 , 表 面 温 度 低 于70 ; 电暖风机出风口的位置的风速差小于 5 % ; 电暖风机的功率为 2kW 。4 采取适当工艺措施 ,按时高质量完成研制电暖风机由 5 种部件 、32 个零件组成 。自制件中重要的是盖和壳体装配 。现以两种自制件为代 表 ,阐述制作工艺 。4 . 1冲压工艺盖材质为 1Cr18Ni9Ti 抛光板 , 重量为 2kg 。盖 具有以下特点 : 它在暖风机中是外形件 , 首先是保证外表质量 ; 结构复 杂 , 表 面 有 21 处 不 同 形 状 的 孔 , 且 相对位置尺寸要求精度高 ; 由于和壳体有装配配合 , 所以需要整体压 型 ,并在压型前冲缺口 。6 结论该电暖风机自研制开发成功后 ,至目前为止 , 已累计生产 2000 台左右 ,质量稳定 。应用于东风4D 客运机车 及 准 高 速 机 车 等 , 满 足 了 机 车 提 速 的 急 需 ,取得了可观的经济效益和社会效益 。【上接第 45 页】 将管路的静液压油放掉 ; 将百叶窗操纵油缸的管接头卸下 , 装上压 力表 ; 将压缩空气从静液压油箱的加油口盖处通 入 ,压力表显示压力在 115210MPa 范围内 。当管路出现泄漏时 ,便可找到故障点 。此类故障一般情 况下发生在静液压油缸至静液压泵这一段管路中 。(3) 对于牵涉面广 、比较复杂的机车故障 , 采 用排除法 ,从系统的角度逐个对故障点进行原因分 析和判断 ,对机务段机车故障判断和处理是大有裨益的 。4 几点体会(1) 冷却水系统管路进入空气故障 ,一般情况 下是由逆止阀至水泵入口这一段引起的 。靠近水 泵入口 处 负 压 最 大 , 最 容 易 进 入 空 气 , 从 1999 2000 年发生的 4 件临修来看 ,2 件是水泵入口处的 橡胶软管裂纹所致 ,2 件是由于水泵吸水盖接头净 口面不良引起 ( 其中还误吊了 1 个水泵 ,加大了工作量) 。(2) 对于静液压系统进入空气导致管路振动 和回油压力大的故障 ,同样可以采用“管路压力空 气法”进行判断和处理 ,方法是 :tive are presented.Key words : diesel locomotive ; DF4D Series ; locomo2 tive structure ; technical parameter ; authentication test re2 sults ; quality improvement ; evaluation opinionsituation.Key words : turbocharger ; failure ; lubricating oil leakage ; reason analysis ; handlingComprehensive harness of repeated burningof safety of air compressor motorYAN J un , J IANG Ke2wen(Jiangan Locomotive Depot , Wuhan , 430012 , China)Abstract : To eliminate repeated burning of safety of air compressor motor for DF4 and DF7 locomotives , the me2 chanical and electromagnetic reasons for these failures are analyzed . And based on the analyses , the air compressor set is effectively harnessed.Key words : air compressor motor ; electromagneticreason ; mechanical reason ; comprehensive harnessImprovement suggestions of roller body of f uelinjection pump f or Beijing locomotivesLI Yong2sheng , ZHANG Neng2xiao , CUI Bing( Technical Department of Linfen Locomotive Depot , Linfen041000 , China)Abstract : The damage of“O”seal rings of lower bodies for fuel injection pumps is one of the reasons for oil dilution of Beijing locomotives. To solve this problem , an improve2 ment scheme for the roller bodies of fuel injection pumps wasproposed.Key words : Type Beijing ; locomotive ; diesel engine ;oil dilution ; roller body of fuel injection pump ;“O”seal ringReason analysis and judgement of the locomotivefailure ca used by spillover of the expansion tank of DF4 B 3427 locomotive HUANG Dong2ming( Technical Department of Hengyang Locomotive Depot ,Hengyang 421002 , China)Abstract : How to conduct the reason analysis and judgement of spillover of diesel locomotive expansion tanks using the Exclusive Method and the In2pipe Pressurized Air Method was presented. Based on this , the solutions to pipe vibrations and higher return oil pressure caused by air flow2 ing into hydrostatic systems were proposed.Key words : expansion tank ; spillover ; reason analy2sis ; judgement ; diesel locomotive ; Type DF4B2kW electric warm2air blo wer used in diesel locomotive ca bJ IANG Guo2hui , WU Lian2jun , WANG Kun( Dalian Locomotive and116021 , China)Abstract : ImprovedRollingStock Works ,Daliandesign ,reasonable technologymeasures and careful production organization assure success2 ful development of 2kW electric warm2air blower used in cab of DF4D passenger and sub2high2speed locomotives.Key words : diesel locomotive ; cab ; electric warm2airblower ; structural featureJudgement and handling of lubricatingoil lea kage of turbochargerYAN TaoMova ble d