◇ 科技之窗◇ 科技 强向导 2015年 12期 NJ 2 机车的主要技术要点 王 丽 君 (青藏铁路公司格尔木机务段青海格尔木81 6000) 【摘~ INJ 2机车是针对青藏铁路格拉段设计的机车，本文主要介绍了NJ2 型机车的运行条件和主要装备 ，并且就 NJ2 机车的关键技术 特点进行 了介绍。 【关键词】高原地区；NJ 2机车；技术要点 NJ2 机 车是青 藏铁路格拉段上 使用 的牵引机车 ．受 当地环境条件 的限制 ．列车的运行条件 比较恶劣。特别是该地区属于高原地形 ．其地 理和气候条件对内燃机车的要求跟平原地区不 同 如何满足格拉段沿 途不易设置机务段对机车进行维护 ．降低燃油消耗...

　　◇ 科技之窗◇ 科技 强向导 2015年 12期 NJ 2 机车的主要技术要点 王 丽 君 (青藏铁路公司格尔木机务段青海格尔木81 6000) 【摘~ INJ 2机车是针对青藏铁路格拉段设计的机车，本文主要介绍了NJ2 型机车的运行条件和主要装备 ，并且就 NJ2 机车的关键技术 特点进行 了介绍。 【关键词】高原地区；NJ 2机车；技术要点 NJ2 机 车是青 藏铁路格拉段上 使用 的牵引机车 ．受 当地环境条件 的限制 ．列车的运行条件 比较恶劣。特别是该地区属于高原地形 ．其地 理和气候条件对内燃机车的要求跟平原地区不 同 如何满足格拉段沿 途不易设置机务段对机车进行维护 ．降低燃油消耗率和提 高机 车可靠 性，是机车设计过程中的首要问题 下面我们就该机车的主要技术要 点进行介绍。 1．NJ 2 机车 的运行条件 ( 1)地理环境 比较 复杂 ，NJ2 机 车是青 藏铁 路线上 的主要 的客 、货 运牵 引机车 ，运行长度超过了 l 142km，且要横穿沙漠 、沼泽 、雪 山草原 以及 550km 的冻土地带 特别 是冻土地带 ．经常 发生 5 级左右 的地 震 ，给列车的运行造成 了较大的影响 (2)海拔高 ，受青藏地区地形特点的限制 。格拉段全程有超过 960km 的铁路线) 气候变化大，青藏地区气候变化较大．白天和夜间的温差最大 能够达到 40 度 以上 ．风 速能够达到 32．6 米每秒 另外该地 区受 风沙 雨雪的影响较大 ．铁路线上经常被积雪覆盖 且空气稀薄．气压处于 57- 72kPa 之间。 ． (4) 运行条件比较恶劣，列车运行过程中铁路线具有较大的坡度 ． 最大的坡度 达到了千分之二十 ．上下坡的路程达到 了 170 千米以上 2．机车的主要装配 NJ 2 机车上采用 了 GE 公司提供 的 7FDL 柴油机 ．工作过程 中能 够为机 车提供 3000KW 左有的功率 ．并且功率的大小能够根据机 车所 处位 置高度 的变化 而 自动修正 机车上 的交 流发电机功率 为 3000K W，交流电经过牵引整流器整流后以直流电的形式为柴油机供 电。6 套 IGBT 变流器逆变为j 相交流电分别供给额定功率为455kW 的 6 台交流牵 引电动机 NJ 2 机车在工作过程 中能够提供 的牵 引力最大 为 534kN．持续牵 引力 为 427kN．能够达 到的最大速 度为 120km／h 机 车的电阻制动能 够达到 的最 大功率处 于 2423～2693kW 之 间 ．最大功率 的数值 随着机 车运行 高度 的变化 而变化 。另外机 车设计 过程中充分考 虑了青 藏地区 的气候特点 ．能够保证机车在一35~～35~的温度范围内稳定的运行 机 车上配置了先进的 GSMR、ITCS 以及海事卫星电话等列控及通讯设 备 。 3．机车上主要部件的性能特点及技术参数 3．1柴油机 柴油机 的型号为 7FDL一16 型 ．该柴油机 为 16 缸 45~V 型夹角排 列，四冲程涡轮增压、中冷柴油机。该柴油机采用了组合式动力组．缸 头与缸套部分采用焊接连接．提高了气密性与强度．提高了柴油机的 工作的平均有效压力，另外该柴油机采用了高温冷却技术．将柴油机 冷却系统密封加压 ．冷却系统工作压力在 172KPa．使冷却水水温在 IO0~C不会沸腾，有效解决了高原水沸点低 ．不利于柴油机冷却的问 题，而且同时提高了柴油机燃烧效率 ，减少了燃油消耗率。通过对 NJ2 机车的实际计算和测定，我们发现该机车在海拔高度为 5072 米时．柴 油 的最 大消 耗率 为 194．7g／kWh。该 数 值远 小 于其 他类 型 的机 车 的 214g，kwh，具有较低的燃油消耗率 NJ 2 机 车柴油机与青藏铁路使用的其它 内燃机车柴油机主要技 术参数对比 机 车型号 DF4B DF4D DF8B HX N3(高原型) NJ 2 柴油机型号 l 6V 240 l 6V 240 16V280Z 16V265H 7FDL z J B ZJ D J A 装车功率(kW) 2430 2940 3680 33oo 3Oo0 排列形式 v 型 45~ v 型 45~ v 型 50~ V 型 45~ v 型 45~ 缸径(ra m) 240 240 280 265 228．6 行程(mm1 275 275 285 300 266 7 压缩 比 12．5 12．4 l 2．5 15．4 12 7 平均有效压力(Mpa) 1．60 1．95 1 65 2 13 2．0 1 燃油消耗率(g／kWh) 210 2l0 208 203 194．7 允许最高水温(℃) 88 98 88 107 115．6 3．2 涡轮增压器 由于高原地 区的空气 比较稀薄 ．正常情况下进入柴油机 中的空气 量较少．不能够满足柴油机气体燃烧的需求，导致其功率较小。为此在 设计过程中NJ2 机车配置了涡轮单体增压器．其压缩率为4 ．基本上 能够满足 NJ2 机车的需求 另外考虑到青藏铁路线海波高度变化较 大．涡轮增压器的最大转速经过调整．能够达到22500r／min．保证了机 车在不同海拔高度上空气供应量 跟传统情况下 的双端双增压器不 同．NJ2 机 车中将 增压器和相应 的两个 中冷器均配置在柴油机的 自由端 这样工作过程 中空气从 柴油 机左右两侧 的进气管中进入 ．然后经过空气滤清器流入压气机 内 ．空 气在压气机 中经过增压处理进入位于柴油机两侧的中冷器 ．最后 流入 柴油机的各个气缸 中参与柴油的燃烧过程 3．3 电子燃油喷射系统 NJ2 机 车采用 先进的电子燃油喷射 系统 ．与传统的机械式调速器 不 同．它通过 柴油机控制单元控 制各个 喷油泵上的 电磁 阀 ．在适 当时 机 向柴油机各缸提供适量的燃油 ．从而控制柴油机转速和功率 采用 电子燃油喷射系统取代传动机械式调速系统 ．一是消除 了机车乘务人 员因提手柄过快造成的柴油机 冒黑烟现象 ．二是 由于采用 电磁 阀控制 喷油量．使柴油机燃烧更加充分，降低了燃油消耗率。 3．4 交流传动系统 NJ2 机车采用了交流传动系统 ．其主要组成有主发电机 、整流装 置、中间直流环节、牵引变流器、牵引电动机和制动电阻。机车在牵引 工况下 ．主发 电机经柴油机带 动产生三项 交流电 ．经牵 引整流装置 和 中间直流环节将交流电转换为稳定的直流电 ．再 由 6 套 IGBT 牵 引逆 变器将其转变为 电压 、频率 可调的三项交 流电 ．分别供 给 6 台异步交 流牵引电动机 ．实现对机车的速度和牵引力的控 制 采用交流传 动的主要优点有 ：一是由于交流电动机的功率密度大 干直流电动机 ．提高了机车的轮轴功率 ；二是 提高了机车的黏着 ，由于 交流电机的机械硬特性 ，在发生空转时 ．随着转速的升高 ，转矩很快 降 低 ，有较强 的恢 复黏着的能力 ；三是机车换 向简单 ，采用交 流 电机后 ， 只需改变电机的相序即可实现换向．取消了直流传动机车的方向和 况转换开关．也进一步提高了机车的可靠性；四是实现了单轴控制，当 某一轴发生空转时．只需对该轴单独进行控制，比起直流传动机车需 对 6 根轴同时控制．极大的提高了机车的牵引能力 3．5 微机网络控制系统 NJ 2 机车采用了先进的微机网络控制系统 ．机车的控制主要有多 个微处理器来完成 ．并 且通过网络通讯 系统将 其传输到显示屏上 ．进 行人机交换 ．智能化程度非常高 为了确保整个控制系统 的运行 可靠 性，在设计过程中大量采用了传感器双备份、冗余设计方案．大大提高 了机车的可靠性。 显示器负责显示接收到的各种信息 ．实现机车控制 的人机交换 功 能 如控制系统发出的操作信息以及检测到的各种温度 、压力 和转速 信息等 ，并且对检测到的信息作出正确的相应。操作( 下转第 197 页 ) 6 1

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