模塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)在GKD1A型機(jī)車上的運(yùn)用

1、12內(nèi)燃機(jī)車2006 年設(shè)計(jì)制造模塊化.規(guī)范化設(shè)計(jì)在GKDia型機(jī)車上的運(yùn)用孫榮坤（大連機(jī)車車輛有限公司市場(chǎng)部，遼寧大連116022）摘要：GKD1A型機(jī)車是在GKD|型機(jī)車的基砂上進(jìn)行全面的改進(jìn)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。GKD】a 型機(jī)車的設(shè)計(jì)觸入了模塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)理念，是調(diào)車機(jī)車市場(chǎng)上的新產(chǎn)品。介紹了模塊化、規(guī)范 化設(shè)計(jì)理念在GKDlA型機(jī)車總體布蒐和主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。12內(nèi)燃機(jī)車2006 年12內(nèi)燃機(jī)車2006 年關(guān)鍵詞：機(jī)車設(shè)計(jì)；模塊化；規(guī)范化中圖分類號(hào)：U26O.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1前官隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，冶金、石化等工礦 企業(yè)紛紛改用內(nèi)燃機(jī)車作為鐵路牽引動(dòng)力。但由 于各企業(yè)運(yùn)

2、輸作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、檢修設(shè)備少、技術(shù)水 平及資金狀況不均衡，使其對(duì)調(diào)小內(nèi)燃機(jī)車的技術(shù) 要求、配置要求T差萬(wàn)別，而且要求交貨周期短；同 時(shí)，對(duì)機(jī)車可維護(hù)性、檢修方便性、配件通用互換性 及人性化方面要求越來(lái)越高。本著“產(chǎn)品滿足市場(chǎng) 需求、技術(shù)進(jìn)步為用戶服務(wù)”的設(shè)計(jì)理念，將模塊 化、規(guī)范化的設(shè)汁思想融入到CKDm塑調(diào)車機(jī)車設(shè) 計(jì)中去，主要從以下4個(gè)方而入手：（1）整合零部件 資源,建立通用模塊，提髙部件通用互換性,改善和 簡(jiǎn)化機(jī)車制造T藝,縮短機(jī)車制造周期；（2）按鐵道 部對(duì)新造機(jī)車的規(guī)范化要求進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，重點(diǎn) 解決油水管路、空代管路、電線路、司機(jī)室、機(jī)車外 觀等的規(guī)范化設(shè)計(jì)問(wèn)題;（3）按照商品化要

3、求，提髙 人性化水平，改善機(jī)車的外觀質(zhì)童,使產(chǎn)品做到易 制造、易操縱、易維護(hù)、易檢修，同時(shí)提高舒適度水 平；（4）解決機(jī)車的慣性質(zhì)鼠問(wèn)題。2機(jī)車總體布置GKDlA型機(jī)車的主要技術(shù)特征如下：主傳動(dòng)采收修回稿日期：2006-05-26作者簡(jiǎn)介：孫榮坤（I973-）,男，江蘇徐州人，工程師°文章編號(hào)：10031820（2006） 114XH1.04用交-直流電傳動(dòng);最大運(yùn)用功率為1100 kw；軸式 為Bo - Bo,釆用外走廊罩式車體，底架承載。機(jī)車總體布置見(jiàn)圖1。以機(jī)車底架為分界線， 可將機(jī)車分為匕、下兩大部分。下部結(jié)構(gòu)為布腔在 兩端的兩個(gè)完全相同的2軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)成的機(jī)車疋 行部分，中部

4、為燃油箱。燃油箱的兩側(cè)為莓電池 箱，麗后端為總風(fēng)缸。上部結(jié)構(gòu)從后到麗依次為電 氣室、崗機(jī)室、傳動(dòng)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室。3機(jī)車各主要部件、裝置的模塊化、規(guī)范化 設(shè)計(jì)3.1柴油機(jī)為了提升產(chǎn)品檔次、整合工藝和生產(chǎn)資源，機(jī) 車的動(dòng)力裝霞采用62402JD型柴油機(jī)。標(biāo)定功率 為1200 kW,最大運(yùn)用功率為1100 kWc按規(guī)范化設(shè)計(jì)要求，改進(jìn)6240刀D型柴油機(jī)油 水管路的設(shè)計(jì)，做到走向合理，外形美觀;解決慣性 質(zhì)雖問(wèn)題;提高外觀設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，美化整體布局。具 休內(nèi)容如下：3.1.1油乩管路改進(jìn)噴油器、噴油泵回油管匯合處管路，把噴 油器冋油改為剛性怦。燃油管R座采用新型管卡。 改進(jìn)增壓器進(jìn)水管路的布

5、局，芙化外觀。改進(jìn)增壓 器前機(jī)油濾清器周圍管路，以方便檢修。改進(jìn)柴油 機(jī)自由端泵支承箱上的管路，達(dá)到橫平豎直，以方圖1 GKDu型機(jī)車總體布置圖】一車體；2轉(zhuǎn)問(wèn)架；3電代系統(tǒng)；4-傳動(dòng)裝置；5柴油發(fā)電機(jī)組；6輔助系統(tǒng)；7空氣制動(dòng)系統(tǒng)；8-fifi車工H備品"便檢修。3.1.2小部件選用新型增壓器進(jìn)油安全閥c改進(jìn)增壓器前 機(jī)油濾清器安裝支架。選用分離效果好的新型油 氣分離器。排氣支管、總管墊片由石棉墊改用為石 墨纏繞墊。3.1.3 密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)排氣支管隔熱層。改進(jìn)膠圈或溝槽。采 用空心膠圈。3.1.4外觀質(zhì)量蓋罩表面拋光，采用壓鑄蓋。柴油機(jī)整體油 漆。3.1.5其它部分增加柴油機(jī)電氣布

6、線圖,對(duì)柴油機(jī)電氣線路及 管路進(jìn)行合理布置。增加柴油機(jī)儀表盤(pán)、傳感器和 電線管槽。優(yōu)化頂桿套筒設(shè)計(jì)，解決漏油問(wèn)題。3.2車體采用外走擲罩式車體，底架承載。底架以上結(jié) 構(gòu)由6個(gè)室組成,每個(gè)家（或側(cè)墻）都設(shè)計(jì)成獨(dú)立的 模塊結(jié)構(gòu)，與底架采用螺栓聯(lián)結(jié)。機(jī)車在總裝臺(tái) 位,是在底架平臺(tái)上操作，可提高機(jī)車總裝的方便 性。車體上部設(shè)計(jì)成電氣室模塊、司機(jī)室模塊、冷 卻室模塊，是3個(gè)獨(dú)立完整的模塊。3.2.1 電氣箜模塊電氣室模塊的電器件安裝架與車體鋼結(jié)構(gòu)同 步設(shè)計(jì),GKD”型機(jī)車設(shè)計(jì)中設(shè)有3個(gè)電器件安裝 架,分別與電氣室鋼結(jié)構(gòu)的端墻、兩側(cè)墻采用螺栓 聯(lián)結(jié)在一塊，成為一體，機(jī)車總裝時(shí)一并吊裝在底 架上。3.2.2

7、司機(jī)室模塊司機(jī)室模塊包含司機(jī)室所屈的所有車體結(jié)構(gòu) 及設(shè)備、電氣設(shè)備、空氣制動(dòng)設(shè)備等。所有設(shè)備可 以在總裝的在地面安裝好，作為成品在總裝時(shí)吊裝 在機(jī)車底架上，可減少總裝線的總裝工序，縮短制 造周期，提高勞動(dòng)效率。對(duì)司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)幾何尺寸、斷面形狀等進(jìn)行了 優(yōu)化，充分利用了限界資源,對(duì)司機(jī)室內(nèi)設(shè)施充分 考慮了以人為本的設(shè)計(jì)理念:司機(jī)室內(nèi)前墻右側(cè)設(shè) 置4組更衣箱，每組更衣箱設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的隔間， 為乘務(wù)員提供方便；更衣箱箱體內(nèi)陷于傳動(dòng)家內(nèi) 部，司機(jī)室內(nèi)僅露箱門(mén)，增加了乘務(wù)員工作空間。 司機(jī)室進(jìn)出門(mén)采用整體鋁合金門(mén)，具有良好的密封 第II期(總第393期)孫榮坤：換塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)在GKDia型機(jī)車上的運(yùn)

8、用13性。側(cè)窗采用密封性能好的整體鋁合金窗。司機(jī) 肘座采用加寬的設(shè)計(jì)，并調(diào)整了鎖度。另外，司機(jī) 室內(nèi)還設(shè)有滅火器、電動(dòng)刮雨器、暖風(fēng)機(jī)、司機(jī)座 椅、收放式添乘座椅、電爐(電磁爐)、手制動(dòng)裝置手 輪等設(shè)備，并為設(shè)置頂置式空調(diào)預(yù)留r結(jié)構(gòu)空間。 3.2.3冷卻室模塊冷卻室鋼結(jié)構(gòu)與冷卻裝置鋼結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整 體模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),散熱器、風(fēng)扇、靜液壓馬達(dá)、百葉 窗門(mén)等都事先在下面安裝好機(jī)車總裝時(shí)一并吊裝 到底架上。以上3個(gè)模塊，其下部結(jié)構(gòu)與底架采用螺栓聯(lián) 結(jié)結(jié)構(gòu)，在機(jī)車總裝時(shí)進(jìn)行緊固，同時(shí)進(jìn)行電氣導(dǎo) 線連接、系統(tǒng)管路連接。傳動(dòng)室、動(dòng)力室、輔助室各車體的側(cè)墻下部與 底架同樣釆用螺栓聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，在機(jī)車上部設(shè)備安裝 完

9、成后進(jìn)行安裝。3.3電氣部分(1) 重新設(shè)計(jì)主報(bào)流柜,改變了其安裝結(jié)構(gòu)方 式，由原GKDi型機(jī)車采取的固定在司機(jī)室前墻匕 改為4個(gè)支腿固定在底架地板上。同時(shí)融入模塊 化設(shè)計(jì)思想,將勵(lì)磁帶流柜、阻容保護(hù)裝掘作為一 個(gè)部件，在制造廠就將勵(lì)磁整流柜、阻容保護(hù)裝置安 裝在主整流柜上，在機(jī)車總裝時(shí)僅進(jìn)行一次安裝。(2) 操縱臺(tái)參照部標(biāo)規(guī)范化調(diào)車機(jī)車操縱臺(tái) 設(shè)計(jì),外形尺寸完全等同。其上電氣件的布局結(jié)合 了調(diào)車機(jī)車的特點(diǎn)。臺(tái)面和儀表臺(tái)采用FRP(玻璃 鋼)材質(zhì)。(3) 車內(nèi)電氣線路走線在封閉的線槽內(nèi)進(jìn)行， 強(qiáng)弱電分線布席。(4) 車體內(nèi)和底架下設(shè)有足夠的照明設(shè)備，車 鉤處設(shè)有照明燈。(5) 在底架側(cè)梁上的車

10、號(hào)部位設(shè)有照明燈，以 利于夜間觀察車號(hào)。(6) 機(jī)車設(shè)有蓄電池外充電插座、移車插座、 交流220 V插座。將三插座設(shè)置成一個(gè)整體的插 座盒，以方便運(yùn)用部門(mén)使用。(7) 機(jī)車頭燈采用800鹵鵠燈，頭燈開(kāi)關(guān)與機(jī) 車換向開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖。即頭燈的開(kāi)啟受機(jī)車運(yùn)行方向 控制，與機(jī)車運(yùn)行方向相同。3.4機(jī)車各系統(tǒng)(1) 各系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中融入模塊化設(shè)計(jì)理念,一 些小部件先在車下集成，機(jī)車總裝時(shí)一并裝車。如 將2個(gè)燃油泵電機(jī)組、燃油粗濾器一體化集成，作 為一個(gè)模塊。(2) 對(duì)靜液壓系統(tǒng)管路進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì),按照總 裝“無(wú)火“的耍求,改進(jìn)了設(shè)計(jì)圖紙的出圖方式，使管 卡座尊與車體結(jié)構(gòu)焊接的零部件預(yù)先焊在車體上“(3) 膨脹水箱

11、應(yīng)兼顧通用，可采用DF4系列機(jī) 車通用的膨脹水箱。設(shè)置低水位報(bào)警裝骨。(4) 空氣制動(dòng)部分本次設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了兩個(gè)模塊。 1個(gè)一體式散熱器，改變了原來(lái)兩個(gè)散熱器安裝不 便的弊端同時(shí)散熱屋得到了有效的提高，改善了 空氣制動(dòng)系統(tǒng)的風(fēng)源質(zhì)SU 2個(gè)集成式閥柜，將分 配閥、作用閥、部分風(fēng)缸、氣路板、電空閥等閥類集 中安裝在一個(gè)柜內(nèi)，柜內(nèi)氣路采用氣路板和管路兩 種連接方式，在空氣制動(dòng)柜制造廠完成，作為-個(gè) 獨(dú)立產(chǎn)品，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)制造工藝，方便維修?？諌簷C(jī)、風(fēng)缸、集成式閥柜、空氣干煉器、散熱 器等部件的安裝要按照總裝“無(wú)火”的要求進(jìn)行設(shè) 計(jì)，徹底取消現(xiàn)場(chǎng)配焊的落后工藝。3.5輔助傳動(dòng)裝置輔助傳動(dòng)裝置是模塊化設(shè)計(jì)的

12、一個(gè)重點(diǎn)。柴 油發(fā)電機(jī)組輸出端傳動(dòng)裝置采用與DE4系列機(jī)車 基本相同的傳動(dòng)方式，即萬(wàn)向軸帶動(dòng)起動(dòng)變速箱. 在起動(dòng)變速箱的3個(gè)輸出點(diǎn),通過(guò)彈性柱銷聯(lián)軸節(jié) 分別帶動(dòng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、通風(fēng)機(jī)。具體結(jié)構(gòu) 有如卜變化:加氏萬(wàn)向軸長(zhǎng)度尺寸;把起動(dòng)發(fā)電機(jī). 勵(lì)磁機(jī)擺到靠柴油發(fā)電機(jī)組側(cè)，測(cè)速發(fā)電機(jī)放在起 動(dòng)變速箱上箱體頂部，仍為皮帶傳動(dòng)。起動(dòng)變速 箱、起動(dòng)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)3個(gè)部件安裝在一個(gè)公共 底座上,3人部件在車下調(diào)整安裝好，作為一個(gè)模 塊(可稱為起動(dòng)安裝模塊)，在機(jī)車總組裝時(shí)整體吊 裝到機(jī)車燥架上，屆時(shí)僅進(jìn)行萬(wàn)向軸的安裝和調(diào)整 即可，以此達(dá)到簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝的目的0柴油機(jī)自由端側(cè)傳動(dòng)裝置也采用與DF；系列 機(jī)

13、車基本相同的傳動(dòng)方式，即傳動(dòng)軸帶動(dòng)靜液壓變 速箱，安裝于靜液壓變速箱上的靜液壓泵打出髙壓 油驅(qū)動(dòng)靜液圧馬達(dá),靜液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇。靜 液壓變速箱的另一個(gè)輸出點(diǎn)與尼龍繩相聯(lián)驅(qū)動(dòng)通 風(fēng)機(jī)。此處的傳動(dòng)裝賢可按照冷卻裝置的犬小，設(shè) 置1個(gè)或2個(gè)風(fēng)扇，相應(yīng)的靜液壓變速箱設(shè)置1個(gè) 或2個(gè)靜液壓泵。3.6轉(zhuǎn)向架規(guī)范化、模塊化設(shè)計(jì)對(duì)于轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)要做兩 項(xiàng)甬點(diǎn)工作:一是按規(guī)范化設(shè)汁要求進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)【下轉(zhuǎn)第17頁(yè)】需求，在保證進(jìn)氣速度在允許范田內(nèi)的前提 下，單個(gè)増壓器就需要6組GE紙質(zhì)濾清 器。每個(gè)GE紙質(zhì)濾清器為918 mm x 355 mm x 158 mm的長(zhǎng)方體，受到外走廊車的結(jié)構(gòu)限 制,不能無(wú)限制地

14、占用側(cè)墻空間，安裝空間 就成了設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。為此前前后后提出了很多方案,從濾芯 的定位、夾緊，風(fēng)逍阻力以及段內(nèi)濾芯的互 換性等方面進(jìn)行r綜合考堆,最后確定了圖 3所示的方案。進(jìn)氣系統(tǒng)為三級(jí)濾清：第一 級(jí)為鋼板網(wǎng)，第一級(jí)為NT熨立通旋流管式 空氣濾清器，第三級(jí)為GE型紙質(zhì)空氣濾清 器。該系統(tǒng)采用兩端進(jìn)氣、粗濾箱與細(xì)濾箱 分開(kāi)的結(jié)構(gòu)，粗濾箱焊在動(dòng)力室側(cè)墻上，細(xì) 濾箱焊在頂蓋上。機(jī)車單側(cè)布蛋了4組粗濾 器,6組GE型紙質(zhì)細(xì)濾器。為了滅振和補(bǔ)償 誤差，粗濾箱與細(xì)濾箱以及細(xì)濾箱與增壓器 接口之間的連接都采用帆布涂膠內(nèi)加鋼絲支撐的 軟連接。該系統(tǒng)采用了原DF7G型機(jī)車上傳統(tǒng)的動(dòng) 力除塵裝置，提高了濾清效率。

15、為了及時(shí)反映系統(tǒng) 的臟污情況，還安裝了臟污指示器。3結(jié)語(yǔ)開(kāi)發(fā)研制青藏鐵路調(diào)車機(jī)車是中國(guó)北車集團(tuán) 的重點(diǎn)項(xiàng)冃之一，我廠榮幸地承擔(dān)了這項(xiàng)光榮任 務(wù),試驗(yàn)車預(yù)備在兩寧、格爾木、拉薩和那曲4個(gè)地 區(qū)定點(diǎn)運(yùn)用。冃前3臺(tái)試驗(yàn)車正在青藏線上進(jìn)行圖3 DF”；青藏車進(jìn)氣系統(tǒng)】一粗濾箱；2軟風(fēng)道；3細(xì)濁箱；4一風(fēng)道裝配;5臟污指爪器；6門(mén)裝配；7除塵裝運(yùn)用考核，我們會(huì)根據(jù)高原町能出現(xiàn)的特殊氣候?qū)?機(jī)車輔助系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，讓其發(fā)揮更大的作用。參考文獻(xiàn)；1 馬宗元.用稱助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)年的四類供電及 油水徹?zé)酛.內(nèi)燃機(jī)車.2005,(7).2 常州中和電氣有限公司.NJRD煥電保障裝迓使用安裝說(shuō)明 書(shū).3 K

16、 ANDREWS.用干柴油機(jī)的新型長(zhǎng)壽命自潔式機(jī)油濾滴器 J.國(guó)外內(nèi)燃機(jī)豐.2001.(3).4J潔寶仁.(；卜:紙質(zhì)亭吒細(xì)腮器的試臉研究和探討"內(nèi)燃機(jī) 車,1996,(8).第II期(總第393期)孫榮坤：換塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)在GKDia型機(jī)車上的運(yùn)用13第II期(總第393期)孫榮坤：換塊化、規(guī)范化設(shè)計(jì)在GKDia型機(jī)車上的運(yùn)用13【上接第13頁(yè)】(如規(guī)范構(gòu)架上的空氣制動(dòng)系統(tǒng)管路的走向、布局 等)，提髙基本制造質(zhì)量;二是要根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求 進(jìn)行零部件的簡(jiǎn)統(tǒng)設(shè)計(jì)。牽引電動(dòng)機(jī)懸掛方式采用滾動(dòng)軸承抱軸。二系彈簧支承為橡膠堆,采用加橫向減振器的 結(jié)構(gòu)方式。我公司以前的幾種調(diào)車機(jī)車手制動(dòng)裝置均設(shè) 置在輔助室端部，手輪在車外，乘務(wù)員使用很不方 便。GKDia型機(jī)車設(shè)計(jì)時(shí)，手輪改在司機(jī)室內(nèi)。手 制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)思路如下：將鋼絲繩以上的部分 (齒輪箱、絲杠、纟纟母、支座、導(dǎo)向桿等)做成一個(gè)模 塊，將上述各件安裝、組焊在一個(gè)安裝板上，安裝板 上設(shè)有6個(gè)安裝孔，機(jī)車總裝時(shí)用螺栓將該模塊固 定在司機(jī)室墻上即可。我公司以前的幾種調(diào)車機(jī)車進(jìn)風(fēng)道為帆布、鋼 絲圈和上下法蘭縫制在一起的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用中易發(fā)生 帆布撕裂的悄況