采用径向转向架的大轴重内燃机车曲线通过研究

为探究径向转向架在33 t轴重内燃机车的可行性,从径向转向架的概念、结构和原理出发,为大轴重内燃机车提供了一种径向转向架方案。在多体动力学软件中建立动力学模型,对比研究了采用径向转向架和传统转向架的重载机车通过曲线时导向轮对的黏着系数、蠕滑率和磨耗功。通过计算分析发现,与传统转向架相比,径向转向架可以减少车轮的滑动量,提高机车通过曲线时的黏着利用率,降低轮轨磨耗和左右车轮的不一致磨耗,降低轮对镟修频率,该结论可为今后我国研制大轴重高黏着内燃机车提供一定参考。

纵向冲动对大轴重内燃机车曲线紧急制动安全性影响分析

针对纵向冲动对大轴重内燃机车曲线紧急制动时安全性问题,建立33 t轴重内燃机车牵引3万t重载列车(2+2+0)的纵向动力学模型和包含钩缓系统的短编组(机车+机车+虚拟车体)车辆动力学模型,采用列车模型对紧急制动工况下的列车纵向冲动进行分析,基于列车纵向冲动和短编组模型分析纵向冲动对机车曲线安全性的影响。研究结果表明:列车纵向冲动会进一步加大机车曲线紧急制动时的轮轴横向力、脱轨系数等,对机车曲线运行造成不利影响,考虑压钩力1 500 kN比不考虑纵向冲动时的脱轨系数、轮轴横向力分别增大1.8%、12%;曲线半径减小、下坡道坡度越大会进一步加大不利影响;列车制动初速度越大,产生的纵向冲动有所减小,但由于轮对横移量增大,导致曲线车轮脱轨系数增大。

高海拔下内燃机车车顶热流输运特性研究

内燃机车车顶排放的高温浮射流会对列车外流场分布和下游设备的散热性能产生影响,研究高温浮射流对车体周围气动特性的影响有助于评估下游设备的散热环境状况。采用三维、非定常、可压缩雷诺时均Navier-Stokes方法的Realizable k-ε两方程湍流模型,对5节编组高速列车进行数值仿真模拟计算,并与实车试验结果进行对比验证。此外,还分析了不同海拔高度、列车运行速度下的高温浮射流扩散效应。结果表明:随着海拔高度升高,大气密度减小,柴油机排放的高温气体所受的惯性力加强,气流向上运动趋势增加,列车表面最高温度降低。当运行环境的海拔高度由3000 m上升至5000 m时,内燃机车车顶最高温度由117℃下降到86℃。而列车运行速度加快致使柴油机释放的高温气流更贴近列车表面,导致车顶表面最高温度上升。当列车以80 km/h运行在3000 m海拔高度时,列车车顶最高温度为81℃,列车运行速度提高到160 km/h时,最高温度为143℃。研究阐明了高海拔、低气压、低密度的环境中,内燃动力车驱动列车以不同运行速度在明线运行时,柴油机出风口产生的高温气流对列车外流场气动特性的影响机制。

东风4型内燃机车制动电阻烧损故障分析及处理

内燃机车是当今铁路运输中必不可少的载运装备,减少机车故障、提高运用效率对运输生产有着非常重要的意义。东风4型内燃机车是校企合作企业主力牵引机型,制动电阻烧损故障发生频繁,特别是在长大下坡道使用电阻制动后故障尤为突出。文章按照故障树分析理念,基于企业实际,从现象出发逐级逐条系统分析东风4型内燃机车电阻制动烧损的原因,发现列车在制动过程中产生大量铁粉。在电阻制动使用过程中,轴流风机吸入空气的同时将铁粉带入电阻制动装置电阻带箱体内部。在电磁效应下,被磁化的铁粉聚集在电阻带箱体内部,造成机车制动电阻烧损。为此,在通风口加装磁力棒以吸附经通风机吸入的铁粉,从而减少电阻制动烧损现象。经统计,编号3678机车加装磁力棒后故障率下降了87.5%。

内燃机车车顶高温浮射流扩散规律的数值研究

内燃机车在高海拔偏远山区的非电气化铁路中得到了广泛应用,然而其在运行过程中,车顶产生的高温浮射流将紧贴车顶表面流动,导致列车车顶局部过热,从而影响列车的运行安全。基于实车试验验证的数值模拟方法,对高海拔地区运行的5辆编组列车(包括2节内燃机车)进行仿真研究,并分析了不同运行速度和射流入射角度对高温浮射流扩散特性的影响。研究结果表明:随着运行速度的提高,射流运动轨迹线降低,导致高温气流更贴近列车车顶,特别是当内燃机车以最高运行速度160 km/h运行时,列车车顶的高温区域达到最大;增大射流入射角度能够有效减轻高温浮射流受到的来流冲击作用,进而提高射流轨迹线并降低车顶表面温度,当高温浮射流的入射角度达到45°时,列车车顶最高温度下降51.6%。本研究的发现为降低高海拔铁路上内燃机车车顶设备损坏风险提供了重要的参考。

FXN3型内燃机车冷却系统的研制

为了获得高效的机车冷却能力和冷却系统对外部环境的适应能力,FXN3内燃机车冷却系统设计方案在冷却机理和部件的相互配合上进行了突破提升,并完成了相关部件的台架试验、型式试验及运用考核,经受住了高温、高寒、风沙、雨雪等各种恶劣自然条件的考验,体现了FXN3内燃机车冷却系统优异的冷却能力和耐候性能。

浅析内燃机车车体国家标准修订差异

2024年1月1日开始实施的国家标准GB/T 25334.1—2023《铁路机车车体第1部分:内燃机车》规定了铁路内燃机车车体的环境条件、车体组成、技术要求、试验方法、型式检验、标志、运输和储存,适用于标准规矩为1435 mm,以内燃机为动力的电力传动、液力传动的新造内燃机车车体。本文通过对比分析的方法,从技术要求、试验方法等方面对其与GB/T 25334.1—2010《铁道机车车体技术条件第1部分:内燃机车》的技术差异进行分析,使得内燃机车车体的设计人员、制造企业以及相关从业人员可以更好地理解新标准,增强新标准的宣贯效果。

内燃机车燃油单耗分析系统的设计与实现

针对铁路行业燃油消耗量大、运营成本高等问题,设计并实现了内燃机车燃油单耗分析系统。文章分析内燃机车燃油单耗影响因素,借助数学建模思想,设计了内燃机车燃油单耗数学模型,实现了单耗分析数据管理、机车打温补充及燃油消耗分析与评价等功能。该系统已在某机务段试点应用,有效地提高了司机乘务员节能操纵水平,为后期电力机车资源消耗分析与管理积累了经验。

尾气水洗塔在城市轨道交通内燃机车中的应用与研究

轨道交通的内燃机车主要担负着车辆段内调车作业、线上维修、线上紧急救援、线路和接触网检测等工作。内燃机车是保证轨道交通安全运营不可或缺的设备,内燃机车在地铁隧道内运行时会产生大量尾气,无法从隧道排出,对隧道内的空气造成了很大的污染,非常不利于维系工人的线上作业。基于以上原因,设计了在内燃机车上使用的尾气水洗塔,其在实际运行过程中取得了较好的效果。

内燃机车运行安全多维数据分析系统构建

内燃机车是我国铁路运输工程的重要组成部分,该设备的正常运行对于保障我国经济健康运行、铁路运输持续发展具有十分重要的价值与意义。从结构上看,内燃机车具有较强的复杂性特征,且工作环境通常比较恶劣,现有的安全保障技术无法为其稳定运行提供必要保障,对其进行研究具有一定现实意义。

内燃机车主发电机焊接风扇故障分析及改进

以HXN3型内燃机车主发电机焊接风扇为研究对象,通过数值仿真与试验相结合的方法分析其焊缝裂纹产生的原因。首先采用有限元方法对电机焊接风扇进行了不同工况下的应力水平计算及结构强度评价;接着根据仿真结果制定试验方案,研究焊接变形对风扇疲劳寿命的影响;最后结合仿真与试验结果确定故障原因,提出了改进方案并进行验证。研究结果表明:风扇结构偏心会显著增大风扇焊缝处的应力,降低风扇疲劳寿命;由焊接导致的风扇变形在安装后会产生初始平均应力,对风扇疲劳寿命产生影响。

一种大功率内燃机车牵引变流器设计

本文以某大功率内燃机车牵引变流器为例,对牵引系统主电路拓扑结构进行了分析,并对系统功能及关键部件的选型计算方法进行了介绍,并在Matlab软件中搭建了牵引系统电气模型,对其进行了系统仿真,最后对牵引变流器样机的试验情况进行了说明,从电气仿真和试验两方面验证了内燃机车牵引系统设计方法的合理性和可靠性。

柴油发动机尾气后处理技术在铁路内燃机车的应用研究

基于铁路内燃机车尾气污染问题,开展后处理技术研究。研究表明,内燃机车发动机启机阶段排放的污染物以颗粒物为主,发动机负载情况下排放的污染物以一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO_(x))为主。通过对氧化催化器(DOC)、颗粒捕集器(DPF)、颗粒氧化型催化器(POC)、选择性催化还原器(SCR)等处理技术进行对比分析,结合东风DF4C/4404型内燃机车改造条件,提出了发动机启机阶段采用POC+DPF处理技术,发动机正常运转后采用DOC+DOC或DOC+POC2种技术路线进行比较的改造试验方案,并制作样机进行应用试验。试验结果表明,发动机启机阶段,采用POC+DPF技术,CO的去除率达到84.44%,尾气光吸收系数降低了94.02%,排气筒的黑烟排放状况改善明显;发动机正常运转后,2种方案中DOC+DOC处理装置效果较为理想,对CO和HC的处理效率可达到98.00%以上,排气黑烟不可见。

高海拔地区内燃机车功率修正控制方法研究

文章以高海拔地区内燃机车功率修正需求为设计输入,详细介绍了目前高原内燃机车在不同运用场景下的功率修正控制方法的理论依据、控制效果和局限性,提出了一种自适应功率修正控制策略。通过对柴油机工作特性和高海拔地区复杂运行条件的深入分析,建立了其功率输出与海拔、环境温度、增压器排温、增压器转速等参数之间的算法模型,并结合多机重联隧道运行工况下主从机车中冷后空气温差变化特性,设计了一种全场景自适应的柴油机功率修正控制算法,并通过现场试验验证其正确性,实现了在保证柴油机可靠性的基础上最大程度发挥柴油机功率输出。

出口澳大利亚3150 kW交流传动内燃机车

为满足澳大利亚铁路客户需求,中国中车开发了出口澳大利亚的3150 kW交流传动内燃机车,文章简述了该型机车的总体布置特点、主要性能参数及配置、牵引性能曲线;重点从黏着牵引性能、轻量化高强度车体、电磁兼容性能、噪声控制以及柴油机辅助系统等方面介绍了该机车的主要特点;同时重点介绍了机车车体静强度试验、扭转试验、司机室噪声试验、电磁兼容试验等试验验证情况,说明了机车相关性能与国际先进标准的符合性。全文说明了出口澳大利亚3150 kW交流传动内燃机车的先进性,以及其对内燃机车设计所产生的积极影响。

内燃机车油及水温度动态无线测试系统的设计与实现

内燃机车机油、水温度动态测试是实现铁路内燃机车冬季精准打温控制的基础。本文中设计并实现了一套可在内燃机车上快速部署的油、水温度测试系统。该系统由1台无线监测终端、3只低功耗无线温度采集传输器以及3只采用表贴安装负温度系数热敏电阻(NTC)高灵敏度温度传感器组成。3只温度传感器分别表贴安装在机油、燃油和冷却水管道外侧并由高热阻保温套保证其与被测流体接近热平衡。低功耗无线温度采集传输器由低功耗单片机、低功耗无线传输模组以及A/D转换电路组成,采集机油、燃油和冷却水温度并传输到无线监测终端。无线监测终端由扩展了无线接口的工业人机界面实现,显示并存储采集到的温度数据。采用独立电池供电的无线温度采集传输器与温度传感器就近安装,可降低传输线引起的测量误差。应用结果表明,该系统可在1小时内快速部署完成、运行稳定可靠,满足内燃机车机油、水温度动态测试精度和续航时间的要求。

内燃机车电机传动轴机械振动的原因和处理探讨

内燃机车电机传动轴的机械振动问题对其性能和寿命具有重要影响。本文分析了内燃机车电机传动轴振动的主要原因,包括不平衡质量、轴承故障、材料疲劳等因素,并提出了相应的处理策略。为了减少外界扰动对传动轴的影响,采取了振动隔离、结构优化、高效密封、优化安装、振动控制系统和环境隔离等措施。此外,强调了定期维护监测的重要性,以确保传动轴系统的稳定性和可靠性。通过这些措施,可以有效降低内燃机车电机传动轴的机械振动,提升其工作效率和寿命,为内燃机车电机传动系统的可靠运行提供技术支持。

浅谈高海拔小断面长隧道内燃机车牵引铺长轨施工中毒窒息风险控制

高海拔、小断面、长隧道铺轨施工,隧道内通风不畅,氧含量低,配合施工的内燃机车产生废气,易产生中毒窒息风险,对此条件下安全管控提出了更高要求。本文结合丽香铁路内燃机车配合铺轨施工,通过理论研究与现场实践结合的手段,得出了该条件下内燃机车铺轨过程引起中毒窒息的危险因素,明确安全控制标准,针对性的采取风险控制措施,确保了人员安全,并为类似工程提供借鉴。

铜矿内燃机车曲轴轴承疲劳磨损的有限元分析

疲劳磨损关系到轴承使用寿命,铜矿内燃机车工况环境恶劣,对曲轴轴承的可靠性与寿命提出了严格的要求,提出铜矿内燃机车曲轴轴承疲劳磨损的有限元分析。利用有限元软件建立曲轴轴承有限元模型,并定义约束和边界条件,通过曲轴轴承加载得到轴承应力分布情况,根据轴承受力特征,利用雨流计数法和Miner准则计算轴承累计疲劳磨损,进而估算轴承疲劳寿命,实现铜矿内燃机车曲轴轴承疲劳磨损的有限元分析。通过实验证明,设计方法分析结果与轴承疲劳磨损实际情况相符,可以准确分析铜矿内燃机车曲轴轴承疲劳磨损情况。

浅谈DF4DD型内燃机车机油压力低的原因与处理

DF4DD型内燃机车作为中国铁路运输的关键组成部分,具有强大的功率和可靠的性能。然而,机油压力低问题可能威胁其正常运行。本文探讨了该型机车的特点,深入分析了机油压力低的可能原因,如主机油泵问题、机油泄漏和油位问题、以及油温影响。提出了有效的优化措施,包括处理机油粘度问题、控制温度以维持机油粘度,以及解决低温循环水系统和液压系统问题。通过采取这些措施,可以确保DF4DD型内燃机车保持高效稳定的运行状态,提高铁路运输系统的可靠性和工作效率。这对于保障铁路运输的顺畅运行具有重要意义。