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鐵路客車發(fā)電車動力系統(tǒng)
摘 要： 本文首先介紹了25G型空調(diào)發(fā)電車的發(fā)展背景，及客車的發(fā)展方向。
其次從發(fā)電車的燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)出發(fā)介紹了發(fā)電車各主要零部件的功能及工作原理，對發(fā)電車燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的控制單元進行了詳細分析。
關(guān)鍵字： 軌道客車，發(fā)電車，動力系統(tǒng)
一 、鐵路客車發(fā)展的現(xiàn)狀與前景
改革開放30多年來，我們的鐵路系統(tǒng)取得了迅速的發(fā)展，先后經(jīng)歷了綠皮車、25G型車、25T型車和動車的發(fā)展，相應的從1997年到2007年經(jīng)歷了6次大提速，使全網(wǎng)平均時速從48.1公里/小時提高到65.7公里/小時，現(xiàn)在運行客車的主力軍是160公里/小時的25T型車及120公里/小時的25G型車，從2010年開始我國正式步入高鐵時代。
隨著我國鐵路行業(yè)蓬勃發(fā)展，國家政策資金的不斷投入，必然會進一步加快鐵路行業(yè)的發(fā)展，同時為適應新時期經(jīng)濟區(qū)(長三角經(jīng)濟區(qū)、環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)、珠三角經(jīng)濟區(qū))的發(fā)展要求和人們對乘車環(huán)境要求的提高，高鐵與城際動車組無疑會得到更大的發(fā)展。
但對人員稀少，經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)(東北地區(qū)，西北地區(qū))，鐵路客車深受歡迎。
特別是在非電氣化區(qū)段發(fā)電車集中供電空調(diào)客車依然廣泛使用。
二 、發(fā)電車動力系統(tǒng)組成
2.1 發(fā)電車的主要由柴油發(fā)電機組、冷卻裝置、控制柜和蓄電池等部件組成
2.1.1 柴油發(fā)電機組
機房內(nèi)設(shè) 3 臺 300kW 柴油發(fā)電機組。
柴油發(fā)電機組能夠?qū)崿F(xiàn)并機運行，為單路提供600kW電能，以應對供電不足的情況。
2.1.2冷卻裝置
發(fā)電車設(shè)整體式冷卻裝置。
內(nèi)設(shè)有三套獨立的由散熱器組、集水管、風扇組成的裝置，與柴油機進出水管相連，構(gòu)成封閉式冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
設(shè)有軸流式冷卻風扇，采用雙速異步電動機驅(qū)動，電動機功率為18.5kW/380V，當機組出水管溫度高于95℃時風機高速為1460rpm，當溫度低于85℃時風機低速為960rpm。
2.1.3 控制柜
控制柜主要包括柴油發(fā)電機組的啟動、發(fā)電、供電、冷卻、停機、供油、電熱、漏電報警等功能。
同時負責：
1.對DC24V、DC48V 蓄電池的充電以及對發(fā)電車用電設(shè)備進行控制。
2.具有過載、失壓、過壓和短路等保護功能。
3.柴油機調(diào)速，運行狀態(tài)監(jiān)控。
能夠根據(jù)負載功率的大小自動調(diào)節(jié)發(fā)電機組的運行速度，并監(jiān)控發(fā)電機組的運行狀態(tài)，在出現(xiàn)故障時及時報警。
4.膨脹水箱液位控制顯示和報警，防止因為長期運行膨脹水箱出現(xiàn)缺水的情況。
5.柴油機冷卻水溫、機油壓力、油溫和超速運轉(zhuǎn)監(jiān)視、報警或自動停車。
6.上燃油箱油位控制燃油泵自動開、停，油位顯示極高、低油位報警。
7. 柴油機啟動提醒電鈴開關(guān)。
因為柴油機組啟動時啟動電流大、防止機房內(nèi)有人作業(yè)出現(xiàn)事故。
2.1.4蓄電池組
發(fā)電車為滿足柴油發(fā)電機組直流啟動電機、應急燈和保護電路的直流供應。
設(shè)有DC48V電池組，容量為200Ah，可為車上應急負載供電，并設(shè)中間抽頭線，對DC24V 啟動電路進行電壓補償。
設(shè)有DC24V電池組，容量200Ah，為柴油機組啟動供電。
三、 燃油、冷卻和控制系統(tǒng)
3.1 燃油系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)主要由上燃油箱、機組、燃油加熱裝置和下油箱等組成。
又可以分為上油部分、供油部分和油加熱三個部分。
上油部分主要包括一個雙桶過濾器，兩個電泵、一個手搖泵。
柴油經(jīng)過油箱的上油口，首先經(jīng)過濾油器再通過電泵或手搖泵將油泵進上油箱中。
出于冗余考慮，在其中一個電泵不能工作時還能保證系統(tǒng)正常運行。
手搖泵主要是為了上油起始階段需要先用手搖泵保證電泵能夠正常工作，同時能夠保證電泵都不工作時手搖泵還可以繼續(xù)泵油。
供油部分主要由上油箱和過濾器組成。
機組的供油過程是一個連續(xù)循環(huán)的過程，所以機組的油管設(shè)置有進油和回油管，進油管每個機組一個，回油管則是共用一根油管。
供油部分采用雙桶油濾器，主要是為保證3個機組的供油管上的油濾器有一個損壞時，機組正常運行。
油加熱部分主要由燃油加熱裝置和上油箱組成。
燃油加熱裝置與每一個下油箱都有進回油管通路，且與機組的進水管和排水管相連。
油加熱部分主要是借助柴油發(fā)電機組排出的熱水在燃油加熱裝置中將油箱中抽上來的油加熱到一定溫度后，冷水回到機組進水口，加熱的油流回下油箱中，防止油因為溫度低而出現(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)象，進油口安裝油溫傳感器，當油箱內(nèi)油溫低于一定溫度時燃油加熱裝置啟動，當高于一定溫度時則停止。
3.2 冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)主要由冷卻塔、膨脹水箱、補水箱和機組組成如圖3-1所示，主要分為循環(huán)水部分和補水部分。
循環(huán)部分主要是機組內(nèi)流出的高溫冷卻液經(jīng)過冷卻裝置進行冷卻再流回到機組中，流體溫度主要是由安裝在件號13和件號14處的水溫傳感器來控制，件號14為65℃水溫傳感器，負責檢測冷卻裝置的出液溫度，件號13為85℃和95℃溫度傳感器，用于檢測發(fā)電機組出液口的溫度，檢測信號反饋到主控制柜調(diào)節(jié)冷卻機組的運轉(zhuǎn)情況，當溫度高于85℃冷卻裝置開始運行，當溫度高于95℃冷卻裝置開始全速運行，當冷卻裝置出液溫度低于65℃時停止運行。
這個循環(huán)過程，對流體的消耗很少。
補水部分主要分為當機組內(nèi)循環(huán)液消耗后由膨脹水箱為循環(huán)液進行補充，當膨脹水箱內(nèi)液不足時則由補水箱通過手搖泵進行補液。
同時為保證冷卻液循環(huán)流動順暢。
3.3 控制系統(tǒng)
燃油系統(tǒng)的供油由選擇開關(guān)來選擇供油方式是手動供油還是自動供油，在自動位置時采用上油箱高低位液位傳感器進行控制，如果低位和高位檢測信號無效時，油位繼續(xù)降低或升高時極低和極高位就會立即動作啟動或停止燃油泵的工作。
在手動控制時燃油泵將一直工作，將不受檢測信號的影響。
冷卻裝置的風機啟動過程分析：由手動開關(guān)來選擇冷卻裝置啟動方式是手動還是自動，當選擇自動時，高速檔選擇開關(guān)常開，當溫度傳感器檢測溫度高于85℃時，冷卻風扇開始低速運行，當溫度高于95℃時時冷卻裝置高速運行。
當選擇手動檔時，選擇低速時，風機低速運行，將手柄調(diào)到高速檔，風機開始高速運行，直到按關(guān)閉按鈕后停止。
結(jié) 論
本文通過發(fā)電車的制造過程，對發(fā)電車上燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的工作情況、各個系統(tǒng)控制電路進行了系統(tǒng)的分析，分析了各個系統(tǒng)的功能描述，通過近20年的優(yōu)化和改良基本滿足現(xiàn)有25型客車的供電需求。
參考文獻
[1] 自動化柴油發(fā)電機組通用技術(shù)條件 GB12786-91
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