hxn5驗收培訓(xùn)講課書稿匯總第1章緒論

1、和諧5型內(nèi)燃機車HXN5 和諧5型內(nèi)燃機車1 緒論1 緒論 PAGE 4 PAGE 5 PAGE 1緒論1 緒論1 .1項目背景鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是國民經(jīng)濟的大動脈?！笆濉币詠?，我國鐵路建設(shè)有較大的發(fā)展，路網(wǎng)規(guī)模躍居亞洲第一，名列世界第三，初步形成了“四縱四橫”的路網(wǎng)主骨架格局。貨運發(fā)送量從1999年的15.7億噸增至2003年的22.1億噸。但是，鐵路運輸能力仍然不能滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。為了全面實現(xiàn)建設(shè)小康社會的宏偉目標，鐵道部提出了實施鐵路跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略思路，總體目標是快速擴充鐵路運輸能力，快速提高技術(shù)裝備水平，廣泛吸收國外鐵路發(fā)展的先進經(jīng)驗和成果，努力提升我國鐵路的

2、經(jīng)濟技術(shù)結(jié)構(gòu)和規(guī)模水平，實現(xiàn)運輸生產(chǎn)力的超常規(guī)發(fā)展。根據(jù)國務(wù)院批準的鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃，“十一五”期間中國鐵路將繼續(xù)以“高速重載”為發(fā)展方向，加快路網(wǎng)建設(shè)和推進鐵路裝備現(xiàn)代化。為了加快提升我國干線鐵路動力裝備水平，鐵道部按照“引進先進技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)、打造中國品牌”的總體要求，全面組織實施了6000馬力大功率交流傳動內(nèi)燃機車技術(shù)引進和國產(chǎn)化項目合同。HXN5型機車以美國通用電氣（GE）公司最先進的交流傳動AC6000型機車為原型車，通過引進GE公司先進、成熟的設(shè)計和制造技術(shù)，實現(xiàn)了6000馬力大功率交流傳動內(nèi)燃機車系統(tǒng)技術(shù)的集成創(chuàng)新和國產(chǎn)化制造，逐步提高國內(nèi)機車制造企業(yè)的自主研發(fā)能力和生產(chǎn)制

3、造能力，構(gòu)建中國大功率交流傳動內(nèi)燃機車產(chǎn)業(yè)技術(shù)平臺。1.2原型車簡介1.2.1 AC6000型機車發(fā)展和運用美國鐵路的牽引動力以內(nèi)燃為主，美國內(nèi)燃機車的制造工業(yè)始于與上世紀20年代，經(jīng)過多年激烈的市場競爭，目前主要生產(chǎn)廠家實際上只有GE和EMD公司兩家。GE公司曾一直是ALCO公司（上世紀初美國國內(nèi)內(nèi)燃機車制造商，1969年退出）的電器設(shè)備供應(yīng)商，后來才逐步成為干線內(nèi)燃機車的獨立生產(chǎn)者，他們通過對市場信息的深入研究和果斷決策，不斷采用新技術(shù)，采用模塊化和標準化設(shè)計，推行6西格瑪質(zhì)量管理等，使其產(chǎn)品很快受到鐵路用戶的歡迎，目前GE公司已成為全球內(nèi)燃機車制造的領(lǐng)導(dǎo)者。GE公司的交流傳動技術(shù)研究始于

4、1987年，并于1993年正式推出了GEAC4400型交流傳動貨運內(nèi)燃機車。同時根據(jù)市場需要，在1991年開始著手研究功率更大的機車用柴油機，并最終決定與德國Deutz-MWM公司合作開發(fā)了GE7HDL型柴油機。1996年，AC6000型機車研制成功，到目前為止，共生產(chǎn)了194臺，用戶為澳大利亞和美國的鐵路公司。AC6000機車的主要特點是：1、裝用了世界上功率最大的機車用柴油機，總功率達4660kW(6250英制馬力)；2、與EMD的“架控”方式不同，AC6000機車交流傳動系統(tǒng)采用的是“單軸”控制方式，即每個牽引電機由單獨的一臺逆變器控制，GE公司認為這將使機車獲得更高的使用可靠性：即如果

5、一臺牽引電動機或逆變器不能工作，充其量機車性能僅損失1/6。在大多數(shù)情況下，機車的使用可靠性將不受影響；3、改進的微機控制系統(tǒng)使用多臺微機，具有足夠的冗余度，一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)可對自己進行重新組合，從而獲得更高的可靠性。圖1. AC6000型交流傳動電傳動內(nèi)燃機車1.2.2 AC6000型機車主要技術(shù)參數(shù)表1.1 主要技術(shù)參數(shù)項 目規(guī)格或性能傳動方式交流電傳動軌距1435mm軸式C0 C0額定功率（AAR標準條件下主發(fā)輸入功率）4413kW最大運用速度120 km/hAAR標準條件下，全功率時的持續(xù)速度19.3最大起動牽引力800 kN持續(xù)牽引力739 kN最大制動力520 kN牽引力的傳遞方

6、式牽引銷方式牽引齒輪傳動比87:16機車全整備重量192.8t軸重32t最小摘掛曲線半徑83機車總長21539機車寬度3119機車高度4柴油機型號GE 7HDL16柴油機型式45V型排列，16 缸, 4沖程，渦輪增壓，中冷1.3 HXN5型機車與原型車的主要差異1.3.1柴油機由7HDL改為GEVO16型AC6000型機車在投入運行后，其卓越的牽引性能得到了用戶的好評，但與德國Deutz-MWM公司合作開發(fā)的GE7HDL型柴油機表現(xiàn)卻不盡人意，尤其是主軸瓦故障始終不能徹底解決。以此同時，美國對機車牽引用柴油機的排放要求也日益嚴格，美國環(huán)保局針對內(nèi)燃機車制定的2級排放法規(guī)從2005年開始生效，G

7、E公司原有的柴油機已經(jīng)很難滿足要求。為此，1998年GE公司決定在不損害燃油經(jīng)濟性、可靠性、耐久性和其它重要的客戶要求的前提下，開發(fā)一種新的、能達到EPA2級和2級以上的機車排放要求的發(fā)動機平臺GEVO系列柴油機。原型機就是16缸GEVO-16型。樣機完成后，在實驗臺上進行了一系列測試，并在標定工況下進行了3000小時耐久性運行試驗，該3000小時持續(xù)時間相當(dāng)于發(fā)動機實際運用約4年當(dāng)中累積的標定負荷運行時間。為了揭示任何弱點，還進行了700小時120超負荷運行試驗。2003到2004年，GE公司向聯(lián)合太平洋鐵路(uP)、諾?？四戏借F路(NS)和伯靈頓北方圣菲鐵路(BNSF)交付了5O臺裝用12

8、缸GEVO-V12型發(fā)動機的“創(chuàng)新”(Evolution)型內(nèi)燃機車用于在美國各地試運行，機車試驗和現(xiàn)場試驗表明，發(fā)動機在功率、加速度、操縱和可靠性等方面都超過了期望值。迄今為止，GEVO系列柴油機已生產(chǎn)近2000臺，分別用于新造及機車改造業(yè)務(wù)。我國近年來對環(huán)境保護工作也越來越重視。內(nèi)燃機車的排放要求也越來越嚴格。有鑒于此，再加上AC6000型機車用柴油機GE7HDL質(zhì)量不穩(wěn)定等原因，在合同談判時，最終決定采用GE公司最先進的GEVO16型柴油機代替GE7HDL型柴油機。有關(guān)的輔助設(shè)施也作了相應(yīng)改變。1.3.2 機車軸重由32t改為25t美國鐵路主要以貨運為主，為了提高運輸能力，從70年代末開

9、始大力發(fā)展重載運輸技術(shù)，1990年起，其一級鐵路的標準軸重已是33 t。而我國鐵路由于客貨混跑及路基、鋼軌等原因，長期以來，一級線路的軸重都是23噸。為了適應(yīng)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展的需要，我國于90年代也開始研究加大軸重的技術(shù)，并且在最新的“鐵路主要技術(shù)政策”中明文規(guī)定了發(fā)展 25 t軸重大型貨車并先在重載線路上試驗推廣。軸重的提高有助于牽引力的發(fā)揮，從而更好的發(fā)揮大功率機車的優(yōu)勢。經(jīng)過綜合權(quán)衡，最終決定HXN5機車的軸重由原型機的32噸調(diào)整為25噸。為此相對原型機車主要進行了以下改變：1.3.2.1車架進行減重設(shè)計重量指標嚴格控制。采用的措施有：更加合理的結(jié)構(gòu)及強度更高的鋼材，對非承載結(jié)構(gòu)（

10、如車架上部各室）、蒙皮等適當(dāng)減薄等。1.3.2.2牽引電機換型由于軸重原因限制了牽引力的發(fā)揮，HXN5機車持續(xù)牽引力與AC6000機車相比，減少了約24%。因此，如果仍采用AC6000的GEB13型交流牽引電動機就顯得太過富余，基于減重的需要，最終確定利用青藏機車用牽引電機GEB30進行改進設(shè)計，型號為5GEB32。1.3.2.3采用焊接式構(gòu)架原AC6000型機車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用的是鑄鋼件，重量較重，為減輕重量，采用了與青藏機車類似的焊接轉(zhuǎn)向架，并在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化設(shè)計，以適應(yīng)HXN5機車的重量與牽引力。1.3.2.4改變?nèi)加拖淙萘扛鶕?jù)中國機車實際運用情況，將燃油箱可用容積由AC6000機車的21387L減少為90001.3.3 裝用國產(chǎn)行車安全設(shè)備在機車上專門設(shè)計了用于安裝國產(chǎn)行車安全設(shè)備的第三方設(shè)備柜，并將機車信號系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、無線列調(diào)系統(tǒng)等與機車