轨道内燃机车充电发电机发电不稳定原因分析及解决办法

张兴

摘要：文章针对轨道内燃机车充电发电机稳定性的问题，通过对人、机、料、发、环五个方面的分析，找到问题的根本原因，制定并实施了有针对性的解决方法，取得了显著的效果。

关键词：轨道内燃机车；充电发电机；发电稳定性；发电电压；充电电流 文献标识码：A

中图分类号：TH183 文章编号：1009-2374（2015）14-0111-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.055

1 充电发电机概述

充电发电机广泛应用于轨道内燃机车中（如图1所示），且起着相当重要作用，整车电源都来自于充电发电机，发动机通过传动带带动充电发电机向蓄电池充电以及向其他用电设备供电。轨道内燃机车电气系统初期运行状态良好。随着运用时间的增加，轨道内燃机车出现蓄电池亏电，发动机停机后无法启机的故障，造成内燃机车无法使用，严重影响了内燃机车调车及施工作业的正常进行和正常的安全生产秩序。

2 充电发电机发电稳定性分析

2.1 故障应急处理

轨道内燃机车发动机带动充电发电机发出的电压、电流通过传感器显示在控制系统显示屏上，正常的电压在27.0～28.0V范围内，充电电流在0～1A范围内。轨道内燃机车运用过程中出现电压小于27.0V、电流显示为0A的情况，说明充电发电机发电异常。

检查充电发电机：通过对调两台轨道内燃机车的充电发电机，发现故障车的充电发电机在正常车上工作正常，正常车上的充电发电机在故障车上发电情况与上述异常现象相同，说明充电发电机没问题。

检查充电发电机传动带：对比两台轨道内燃机车的充电发电机传动带，发现故障车的传动带比较松弛，按压同样的挠度需要的力较小，说明可能因为传动带张紧力不够造成充电发电机不能正常运转，进而导致发电异常。调整充电发电机传动带张紧力：通过调整传动带位置调整螺母来调整充电发电机位置，进而调整传动带的张紧力，通过这样的方法多次调整后，充电发电机能够稳定地输出在27.0～28.0V范围内的电压、0～1A范围内的充电电流。通过以上检查及应急处理，可以解决充电发电机发电不稳定的情况，保证轨道内燃机车正常运用。

2.2 初步分析

通过现场对故障现象技术分析，从人、机、料、发、环共五个方面考虑、分析及验证，排除多种可能的影响因素（如表1所示）后发现，是由于内燃机车长时间处于剧烈震动状态，充电发电机的调整螺母逐渐松动导致充电发电机传动带松动，加之厂家提供的充电发电机传动带张紧力标准操作误差较大，传动带松动后，不能及时检测到，最终导致充电发电机发电不稳定，蓄电池亏电，发动机停机的故障。

当蓄电池电量充满时，蓄电池电压在27.0～28.0V范围内，充电电流显示在0～1A范围内。

当出现充电发电机发电电流减小或时大时小等不稳定情况时，满足不了其他用电设备的需要，蓄电池就向其他用电设备供电，显示屏显示蓄电池充电电流为负值，负值表示充电发电机没有给蓄电池供电，加之蓄电池开始向其他用电设备供电，该种情况持续时间较长时就会造成蓄电池亏电（如图2所示），长时间使用导致蓄电池电压降低，当低于17V时，电压不足以使发动机ECU正常工作，ECU停止工作后，依靠ECU控制的发动机就会停机。

3 提高充电发电机发电稳定性的方法

3.1 影响因素分析

通过实际分析，发现影响充电发电机发电稳定性主要有两个因素：

因素1：内燃机车运转时剧烈震动，整车的减震只有轮对与转向架、转向架与车体的两级减震措施，而发动机是通过紧固螺栓直接安装在车体上，没有减震措施，充电发电机是直接安装在发动机机体上，充电发电机的位置调整螺母容易因发动机的震动而松动，导致充电发电机移位，传动带张紧力不够，不能充分带动充电发电机运转，充电发电机转速降低，发电电压减小，发电电压不稳。因此震动造成位置调整螺母松动导致充电发电机传动带张紧力不够，严重影响了充电发电机的发电稳定性。

因素2：对于传动带的张紧力没有易于操作的检测标准及方法。厂家提供的传动带张紧力技术标准（以20～50N的力压传动带，挠度为20～30mm）不易操作，主要表现在20～50N的力的大小不易掌握，依靠手压施加的力很难判断在该范围内；20～30mm的挠度不易测量，因没有参照基准，按压的挠度用肉眼很难把握准确，而且不同的操作人员实施具体的操作过程中存在差别，造成标准的执行效果存在千差万别。

3.2 解决方案

方案1：针对因素1，根据实际操作情况，在内燃机车检修规程日常保养中规定充电发电机位置调整螺母的检查标准，即充电发电机位置调整螺母无松动，防松线清晰无错位，当检查发现充电发电机位置调整螺母松动时，通过反复调整充电发电机位置后，观察控制器显示屏上的充电电压以及充电电流，当充电电压及充电电流符合技术标准后，再紧固充电发电机位置，能够及时处理。这样做的好处是机车震动无法避免，但因震动造成的松动可以及时发现，依靠画防松线可以辨识，当位置调整螺母松动时，防松线就会错位，就可以直接看到并紧固，避免更加严重的影响。

方案2：针对因素2，采用曲线救国的策略，将对充电发电机传动带的张紧力的直接检测改变为对充电发电机发电效果的检测，所以在内燃机车检修规程日检中制定充电发电机对蓄电池充满电的标准，即蓄电池充满电时，系统电压不低于27.0V，充电电流在0～1A之间。如果充电不能满足该标准，就需要调整传动带张紧力，对传动带张紧力的调整实际是对充电发电机位置调整螺母的调整。

这样做的好处是将直接干预转变为从效果干预，避免了直接干预存在较大的误差，且不能预知效果的问题，又能保证充电效果。

4 实施情况及效果

（1）经过1个月的操作人员培训，2个月的实际观察，充电发电机充电标准易于执行，对充电发电机发电以及蓄电池充满电的技术状态把握比较及时、准确。当因充电发电机发电不稳定以及蓄电池亏电的情况发生时，能够及时发现，调整充电发电机位置后，就可以避免蓄电池亏电造成的发动机停机的情况；（2）因内燃机车运用时震动剧烈，充电发电机位置螺母松动时，完全可以及时通过新的标准检查处理，充电发电机发电不稳定的问题得以解决。

5 结语

（1）通过技术分析以及制定针对性的解决方案，解决了充电发电机发电不稳定的问题，通过近一年的跟踪观察，此类问题没有再次发生；（2）该问题的解决避免了发动机因蓄电池亏电停机的情况发生，保证了内燃机车在车辆段内调车以及正线施工作业的安全进行；（3）通过实际操作，操作人员的技术能力有了大幅度的提高，包括对充电发电机位置调整的准确操作能力，掌握了充电发电的技术原理，理解了发电电压、充电电流在显示屏显示的技术原理。

参考文献

[1] 马文烈，程荣龙.电工电子技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2012.

（责任编辑：黄银芳）