SDA3型内燃机车辅助系统设计

刘维山

摘 要：简要介绍了SDA3型内燃机车辅助系统各子系统的设计原理、部件组成和各部件的性能参数，以期为日后的相关工作提供必要的帮助。

关键词：SDA3型内燃机车；辅助系统；性能参数；设计原理

中图分类号：U262.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.071

2 子系统设计

2.1 燃油系统

燃油系统的作用是存储一定量的燃油，将燃油输送到柴油机，并将柴油机未燃烧的燃油送回到燃油箱。燃油箱采用吊挂式，安装在机车车架下部中间，燃油箱的两侧还配置了圆盘指针式油位仪。

2.2 机油系统

机油系统的作用是为柴油机油底壳上油、排油，润滑、冷却柴油机的运动零部件。在柴油机自由端配置启动机油泵，在机车前转向架与燃油箱之间的车架下部两侧各设置1个供上油和排油用的排油口。

2.3 冷却水系统

冷却水系统的作用是冷却柴油机的部件。该柴油机是双水泵设计，冷却水系统采用高、低温系统独立冷却的模式。冷却装置采用顶置压风式布置结构，散热器采用铜质双流道散热器，平放布置。另外，还配置了2个直径为1 300 mm的冷却风扇，它们各自由1个交流电机驱动，冷却风扇和电机采用的是机械连接。

2.4 通风系统

机车通风系统是利用通风机供风，并冷却牵引电机、主变流柜等电器部件。通风系统分为前通风系统和后通风系统。前通风系统主要冷却前转向架牵引电机和主变流柜，采用新型冷却塔冷却模式，利用温度梯度分别进行冷却。冷却塔上部冷却主变流柜的散热器，下部冷却轴向混流式风机。后通风系统单独配置1个通风机给后转向架牵引电机供风。

2.5 柴油机进气系统

柴油机进气系统是为柴油机提供清洁空气的，它是由机械离心式滤清器、纸质滤清器组成，机械离心式滤清器安装在机车电机室侧壁上，纸质滤清器安装在电机室和动力室的间壁上。空气滤清途径为：外界空气→一级滤清（机械分离式滤清器）→二级滤清（纸质滤清器）→三级滤清（纸质滤清器）→增压器。

2.6 辅助传动系统

辅助传动系统的作用是通过变速箱将柴油机与辅助发电机连接在一起。该系统安装在柴油机的自由端，柴油机通过弹性联轴节与万向轴连接，万向轴的另一端通过法兰与变速箱的输入端连接，变速箱的输出端通过法兰与辅助发电机连接。

3 主要部件和技术参数

3.1 油水分离器

油水分离器选定型号为FBO-14，额定流量为94.6 L/min，滤清精度为10 μm ，原始阻力为17.2 kPa，工作温度为0～124℃，滤水效率为99.5%.

3.2 通风机

通风机选定型号为TJL430-7，风量为4.7 m3/s，风压为4 500 Pa，转速为2 950 rpm，功率≤45 kW。

3.3 冷却塔

冷却塔的水泵电源为3AC 380 V/50 Hz，水泵功率为5.3 kW，风机功率为35 kW，风机电源要求为3AC/（200～480）V/（42.3～101.6）Hz。

3.4 散热器

高温散热器：通风面积（fa）为3.65 m2，通水面积（fw）为0.029 6 m2，传热面积（F）为501 m2。

低温散热器：通风面积（fa）为3.65 m2，通水面积（fw）为0.014 8 m2，传热面积（F）为255 m2。

3.5 冷却风扇电机组

冷却风扇电机组风量为25 m?/s，全压为1 430 Pa，转速为1 509 r/min，电机功率为50 kW，额定电压为480 V，额定电流为84 A，额定效率为91.5%.

3.6 斜齿轮变速箱

斜齿轮变速箱的齿数比为26∶37∶44，模数为6，螺旋角为17°，齿宽110 mm，主中心距459 mm，输入转速1 800 r/min。

4 难点与创新点

4.1 辅助传动系统与柴油机的匹配设计

根据柴油机和辅助发电机的相关参数，需设计全新的变速箱。因为柴油机增加了辅助传动系统，所以，其发电机组的轴系和扭转振动表也比较复杂。鉴于此，在柴油机自由端设置弹性联轴，辅助发电机与变速箱连接处设置弹性联轴节。通过设计计算和整车试验优化轴系中的弹性联轴器，机车经过实际运用后，该轴系的设计和制造能够满足设计要求。

4.2 冷却塔设计

SDA3型机车采用变流器、牵引电机联合通风冷却的新型冷却结构，即冷却塔。冷却塔分为上下两部分，上部用于冷却主变柜的散热器，下部为轴向混流式风机。

SDA3型机车采用的这种联合冷却结构是利用温度梯度冷却，即先通过散热器冷却变流器功率模块，继而冷却牵引电机，降低机车的辅助功率。同时，这种结构充分缩减了机车两大部件的通风冷却装置在机车上占用的空间。尤其对于窄轨机车而言，优化整车布置是非常重要的。

4.3 柴油机进气管路改造设计

为了更换和维护柴油机纸质滤芯更加方便，将柴油机空气滤清器通过过渡管安装在动力室和主发室的间壁上，使柴油机在主发室进风。

5 结束语

SDA3型内燃机车是我公司出口泰国的干线内燃货运机车。该机车辅助系统的设计符合机车要求，各项性能都达到了机车的运行要求。

〔编辑：白洁〕