工矿内燃机车选型的探讨

1、工矿内燃机车选型的探讨第5(总筹435)内燃机车2010年5月工矿内燃机车选型的探讨宋绪松,李大军(济南钢铁股份有限公司运输部,山东济南250101)摘要:详细分析了工矿内燃机车的选型原则,介绍了机车的选型基本程序,分析了济钢铁路运输所用机车的特点,提出了内燃机车选型的几条建议.关键词:工矿内燃机车;选型;原则;程序;建议中图分类号:u262.20文献标识码:a文章编号:1003?1820(2010)0541034-02工矿冶金企业铁路运输从20世纪80年代末开始内燃化.目前,大部分冶金企业铁路运输已完全实现了内燃化.由于工矿内燃机车运用的时间不长,技术掌握得不全面,机车运用和检修技术力量薄弱

2、,运输作业的环境比较恶劣,国内的内燃机车生产厂家比较多,车型比较杂,功率等级比较多,多数冶金企业对内燃机车的选型掌握得不是非常到位.我国内燃机车经过50多年的发展,内燃机车经历了多次技术改进,技术等级得到了很大提高.目前,国内的内燃机车处于一个多种机型,多个等级共存的生产状况,为用户的选择提供了较大空间.1机车选型的原则机车的选型,一般根据本单位铁道线路,运输作业特点,运输量,运输牵引量的信息分析,在对机车运用,机车经济性,机车检修,环保效应等信息收集分析的基础上,在众多型号的机车中,选出最优的,这是机车选型的最终目的.最优并非是指设备的技术水平最高,最先进,而是强调机车在技术,经济,适用及其

3、社会效应各方面的综合评价达到最优.在具体的选型过程中应遵循以下原则.收稿日期:200911475作者简介:宋绪松(j969一),男,山东莱阳人,高级工程师;李大军(197l一),男,辽宁开原人,工程师.1.1机车要具备实用性选择内燃机车首先要考虑满足冶金企业生产的实际需求.每个企业的铁路运输能力,线路状况,货区货位,调车作业等都有自己的特点,应避免大马拉小车或小马拉大车的现象.冶金企业高炉和炼钢区域线路运用条件非常恶劣,所选机车必须满足生产需求.1.2机车要具备先进性由于工矿内燃机车换型周期长,机车使用年限长,一般使用年限达253o年,因此所选机车不能短期内被淘汰,在机车选型过程中要充分考虑机

4、车技术等级及技术先进性.必须对所选内燃机车做一个正确评价,对其技术等级有一个正确认识,这样才可以保证在换型时所选的机型与国铁技术同步,达到相对时期内不落后,并且有利于生产管理,设备管理,降低配件库存量,从而减少机车日后的运用成本.选择内燃机车必须考虑先进性,动力装置柴油机是内燃机车的心脏,选用的柴油机直接决定一台机车的使用寿命和铁路运输成本的高低;机车传动方式,是采用液力传动还是电传动;机车电气控制方式,现在的机车大部分采用微机控制方式;司机室工作环境是否良好等方面都要认真考虑.1.3机车必须具有良好的经济性经济性主要包括投资成本和机车运用成本.在资金的投入上,既要考虑一次性投人,更要注意长期

5、效益,为企业长期发展负责.最少以一个大修周期去评价一台内燃机车的性价比.内燃机车的第5霸(总筹435)宋绪松等:工矿内燃机圭选型的探讨35运用成本耍低.运用成本主要取决于运用及检修维护成本,主要包括日常柴油消耗,机油消耗,其他易耗件,大中修费用,日常小修和辅修费用等.1.4机车必须选定型产品要选择已经定型,运用数量比较多,质量可靠稳定,配件供应方便,与国铁运用机车型号相同的机车.定型机车的大中修厂家较多,便于日常检修维护.特别是对初次运用内燃机车的单位,要便于借鉴故障处理经验,降低内燃机车的库停时间.1.5满足环保要求机车柴油机污染物排放量,司机室噪声以及对气候,环境温度的适应条件,应符合或高

6、于国家标准要求.司机室布置应符合人体工程学标准,方便司机操作,有利于缓解,减轻司机驾驶疲劳,并满足相关安全要求.2机车选型的基本程序2.1分析企业铁路运输主要特点冶金企业铁路运输一般分工艺运输和进出厂运输.工艺运输作业相对固定,时间紧凑,运输量变化不大;进出厂运输牵引重量变化大,作业比较灵活.运输以调车,小运转作业为主,运送距离短.机车经常处于起动,加速,制动,停车和换向工况.铁道线路短,曲线多,曲线半径小,坡道大.线路货区货位较差,作业环境恶劣,部分运载货物温度很高.部分车辆轴重大,冶金车辆没有空气制动系统,运行中完全依靠机车的制动力来控制.2.2掌握企业内部铁道线路基本情况掌握企业内部的线

7、路等级,线路最小曲线半径,线路的最大坡度,线路的长度和道岔等情况.线路等级可决定机车的轴重,最小曲线半径决定机车轴列式,最小曲线半径如果小于80m,三轴转向架的机车就很难安全通过,只能采用两轴转向架机车.机车最大牵引吨位由该线路上每一段坡道允许的最大牵引吨位决定的,而每一段坡道上允许的最大牵引吨位主要与该坡道的坡度,长度以及该坡道的曲线半径有关.要计算出机车在线路上的最大牵引吨位,根据线路情况确定允许机车运行的最高速度.2.3进行必要的牵引计算根据所需的最大牵引量初步计算机车牵引力,得出机车功率,确定机车速度.工艺运输中冶金车辆没有制动力,运行中完全依靠机车的制动力来控制,还要进行机车制动距离

8、的计算,初步确定机车型号.2.4初步确定机车基本技术数据确定机车的通过曲线半径,转向架形式,传动方式,柴油机型号,电气控制方式,机车限界要求,机车轴式,轴重,机车总体布置情况,机车主要部件的技术参数,机车油箱位置和容量.根据货区货位对线路的侵限情况,来确定机车的高度,宽度要求,同时拟定技术协议条款.2.5确定其他方面的要求根据性价比和经济性确定是否增加其他部分功能,比如:机车脱线保护装置,免维护蓄电池,微机控制,司机室加装空调,减振器用进口产品及其他新技术等.2.6掌握实际运用情况初步确定机车型号后可以到运用单位进行技术考察.要详细了解机车使用,牵引量,日常检修,大中修,备件供应,油耗,机车操

9、作性能,技术服务等情况;运用中存在的不足和问题;目前市场上该型机车的拥有量.多方进行比较,最终确定机车型号.3工矿机车选型建议3.1按运输需求确定功率等级和速度根据工艺运输和进出厂运输的不同需求,选定不同功率等级的车型.功率等级根据需要确定,车型23种,最好不要只选一个厂家生产的车型.铁水运输作业量一般比较固定,机车功率不必很大;进出厂运输作业量变化比较大,有时需要牵引整列车辆,机车功率要大一些.机车的起动牵引力要大,黏着利用率要好.工矿企业调车作业中的起动,停车和换向非常频繁,调车工况下最高速度一般在4050krn/h,不需很高.3.2选择已定型拥有量大的机车机车最好选择国铁大型专业机车生产

10、厂家的定型产品,已经生产了一定数量,机车存在的问题厂家已经解决,可靠性高.大型专业机车生产厂产品多,技术力量强,备件和技术服务到位.有的厂家生产了部分机车后就转产了,在机车维修和备件供应等方面给用户造成很大的困难,比如:济南机车车辆厂生产了近百台gk1型机车后就停产了,四方机车车辆厂生产机车的时间很长,但也在前几年专门生产车辆,停止了机车生产.3.3选择与国铁机车同类型的部件冶金企业机车运用中柴油机怠速运转时间占【下转第48页】48内燃机车2010笠3应对措施和效果3.1按泵,马达流量差选配在机车检修过程中,须对df4b型机车静液压泵,马达进行匹配.匹配时规定同一台机车,同一套静液压冷却系统必

11、须选用同一个生产厂家的泵,马达,并且按713进行匹配.即泵和马达达到额定转速,工作压力为13.5mpa时,选取泵的流量一马达的流量一马达泄漏量之差在713l/rain的范围内进行匹配.这样就能使静液压系统管路振动程度处于明显偏弱的合理范围内,且冷却风扇转速达到或略大于额定转速.不同生产厂家的泵,马达不能互配,因为将其互配时不在713l/min的范围内,要么偏大,要么偏小.该方法经过两年多时间的检验表明,完全能够满足实际需要.3.2泵的能力过于富余时的其他应对方法在机车检修中,如果不在713l/rain的范围内且偏大,即泵的能力过于富余,而检修匹配时又无多余的泵,马达供选择,则仍可根据能量守恒定

12、律,适当地泄掉一些静液压泵输出的多余的能量.即在机车起动并达到额定工况时适当地调低安全阀开启压力(机车大修规程中安全阀开启压力规定过高,比泵,马达的额定压力高出约3mpa,值得探讨),使之能开启,泄掉多余的能量.按此法调整,管路振动明显减弱.调整时要注意观察风扇的转速,不能明显降低,以免影响油温.应以改善振动为准,油,水温度要在工艺要求范围内.这从另一个方面也证明了以上分析的正确性.4效果采取以上措施进行整治后,因泵,马达不匹配引起的管路振动(或风扇转速不够)故障得到了有效的治理,效果十分明显,而且方法简单实用.经对厂内外机车质量问题进行统计,由柳州机车车辆厂大,中修的内燃机车静液压系统发生的

13、管路振动故障,包括温控阀,安全阀,静液压油箱,泵,马达本身的质量问题引起的管路振动故障等比两年前明显减少,仅占原来的10%左右;而因泵,马达不匹配引起的静液压系统管路振动故障由两年前的每年lo余件减少到1件,且这1件经过更换小流量泵后,振动明显减弱.【上接第35页】的比例比较高,编组站运行的机车一般占30%,运输铁水和钢坯的机车怠速运转时间占40%50%.柴油机以选择中速机为好,柴油机型号尽量选用国铁机车用的240系列柴油机.因为该系列柴油机技术成熟,质量可靠,市场拥有量大,备件供应,维修非常方便.电器部件,制动部件,走行部等部分的选择要以可靠性为第一位,也要选用使用量大,通用性好,后期采购维

14、修成本较低,维修技术难度适中的备件.3.4能适应线路和环境恶劣的作业条件由于冶金企业的线路情况比较差,曲线半径比较小,机车转向架要能顺利通过小曲线半径线路区域;燃油箱一般放在车架上部,避免不良货位,高温钢坯,铁水对油箱的影响;安装性能良好的风源净化装置,较大幅度降低空气中油水造成的制动机故障;空气滤清器采用三级过滤,以减少现场金属粉尘对柴油机的不良影响;增加两端的端板厚度和高度,在机车脱线时能安全地撑住整个机车,避免车轴齿轮箱受到损伤;蓄电池选择阀控式,减少维修成本;增设必要的轮缘减磨涂油设施.3.5安装车载微机铁路车载微机系统已经成为现代化铁路运载设备必不可少的组成部分.微机控制能更方便地综合多种信号,实现各种复杂的逻辑控制及各种特殊规律的控制,实现系统的最优控制,大大简化电路结构.它不仅可使控制系统结构简化,调试方便,成本降低,抗干扰能力增加,而且能获