鐵路用柴油發(fā)電機(jī)組的改造方案
發(fā)布時間：2023-11-12 點(diǎn)擊：224
鐵路用柴油發(fā)電機(jī)組的改造方案
根據(jù)某深圳中鐵工作人員反饋，所購買的柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)了很多不合理的地方，讓其日常操作非常不方便，顯然該情況是由于鐵路用發(fā)電機(jī)組使用環(huán)境與普通民用條件有所區(qū)別。因此，針對康明斯柴油發(fā)電機(jī)在鐵路用發(fā)電機(jī)組實際應(yīng)用中的一些不足之處，康明斯公司在本文中提出幾個地方的改進(jìn)方案，可有效提高柴油發(fā)電機(jī)使用效率。
目前在鐵路上常見的電力設(shè)備是采用了兩類發(fā)電機(jī)組，一類是以德國mtu柴油發(fā)電機(jī)（包括mtu12v183和mtu8v396兩種機(jī)型）為原動機(jī)的，稱之為mtu發(fā)電機(jī)組；另一類是以美國康明斯柴油發(fā)電機(jī)為原動機(jī)的稱為康明斯發(fā)電機(jī)組，其中由于康明斯柴油于性能價格比較好，可謂物美價廉，且該柴油發(fā)電機(jī)性能穩(wěn)定，故現(xiàn)已成為各路局的主流機(jī)型。但是由于該機(jī)型并不是專門為發(fā)電機(jī)組而設(shè)計的，隨著應(yīng)用的深入，也逐漸暴露出一些設(shè)計和安裝上的不合理之處，康明斯公司結(jié)合鐵路部門的應(yīng)用情況來談?wù)効捶ê透倪M(jìn)措施。
靜音型柴油發(fā)電機(jī)組總裝軸測圖
靜音型柴油發(fā)電機(jī)組斜視圖
一、冷卻系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)
在冷卻系統(tǒng)中為了減振，在機(jī)器的水泵大循環(huán)進(jìn)水口與散熱器的連接管采用了軟管加抱箍連接。
2、應(yīng)用中常見故障
在實際應(yīng)用中由于該兩處處于減振緩沖區(qū)，相對運(yùn)動大；冷卻水的溫度變化大，如冬天水溫可從5℃變化到90℃；該處位于冷卻水系統(tǒng)最低處，水壓大；加上冷卻水中添加的防凍液和dca防護(hù)劑，使水滲透能力加強(qiáng)；再加上原有連接處管處接頭太短，因此常在使用一段時間后出現(xiàn)水管老化，抱箍松動，從而出現(xiàn)接口滲漏，甚至發(fā)生進(jìn)水口脫落（常發(fā)生在加水水壓過大時），造成資源浪費(fèi)及機(jī)器故障。嚴(yán)重時還影響列車正點(diǎn)運(yùn)行，如杭州車輛段在99年夏就因為3號機(jī)上水時水壓過大造成該抱箍脫落而使列車停電10分鐘。
3、改進(jìn)建議
考慮到該位置部件要考慮到耐高溫、抗老化、抗腐蝕及減振，并考慮到水系統(tǒng)中水壓不是很大，我們故將水泵大循進(jìn)水口和節(jié)溫器出水口改成法蘭盤式并將連接軟管采用金屬波紋管，并在連接處適當(dāng)加橡膠封墊。
二、排氣系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)分析
在康明斯柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)中為了將廢氣排出在車外，目前發(fā)電機(jī)組采用頂排式。在右側(cè)的廢氣渦輪出氣口處通過一個90°的直角彎頭、波紋管、消音器和靜音箱直接排出車外。
2、不足分析
發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)中，由于排氣彎管、波紋管、消音器、煙囪口位于一垂直線上。這樣的結(jié)構(gòu)有不合理之處：
（1）雖有靜音箱（百葉窗），但由于應(yīng)用中常由于某種原因使靜音箱關(guān)閉不嚴(yán)，雨水倒灌，造成廢氣渦輪葉片及渦輪殼生銹，從而破壞渦輪動平衡而損壞渦輪；
（2）由于垂直布置，當(dāng)排氣通路中特別是消音器生銹時，在機(jī)器振動時脫落的碎片沒有藏身之地，從而直接通過90°彎管進(jìn)入渦殼，從而機(jī)械破壞廢氣渦輪。此現(xiàn)象本人在本校柴油發(fā)電機(jī)搬遷中，當(dāng)拆開彎管時就發(fā)現(xiàn)有鐵銹和部分金屬碎片位于渦殼口。
3、改進(jìn)建議
針對發(fā)電機(jī)組實際情況，不可能改變排氣方式的布置，故建議通過改變排氣90°彎管結(jié)構(gòu)，在底部加一個集塵坑，并裝應(yīng)閥門，這樣可定期清理該處，即可明顯減少增壓器故障率。
三、潤滑系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)
油底殼作為機(jī)油的貯油裝置，由于康明斯柴油發(fā)電機(jī)b級保保養(yǎng)規(guī)定每250小時或半年或機(jī)油變質(zhì)（進(jìn)水進(jìn)柴油）時要更換機(jī)油，放油時要通過擰開放油堵(圖3)來放油。由于發(fā)電機(jī)組工作特點(diǎn)，工作時間長，基本上每半個月左右要放一次油，即每半個月需擰進(jìn)放油堵一次。
2、常見問題
就目前結(jié)構(gòu)而言，從現(xiàn)場反饋情況有以下不足：首先由于油底殼較薄且材質(zhì)上為鋁合金，耐磨性較差，頻繁擰動會導(dǎo)致螺紋失效，漏油嚴(yán)重時需要重新加工油孔；第二每次換油為保證密封需更換油封，增加材料損耗；再次，由于車上油底殼下空間較窄，不利于廢油回收，一般只能通過車底排放，另外由于放油時油溫較高（一般在8 0℃左右），使乘務(wù)員取回螺栓有一定困難，常發(fā)生磁塊丟失現(xiàn)象并且油底盤油污較多不易搞衛(wèi)生。
3、改進(jìn)措施
將放油堵進(jìn)行改裝，用φ25的鋼管頭部車相應(yīng)螺紋，并在管上加一閥門，替代原有放油堵，在閥門選擇上，易采用閘閥而不易采用球閥，后者由于易被鐵屑卡住。為了避免用放油閥后少了磁性吸附鐵屑的不足，可在油底與閘閥間的放油管上套裝上一塊環(huán)形磁鐵，有利于吸附機(jī)油中鐵屑而減少磨損，這樣改裝后易操作，不易損壞，而且易于廢油回收。
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根據(jù)某深圳中鐵工作人員反饋，所購買的柴油發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)了很多不合理的地方，讓其日常操作非常不方便，顯然該情況是由于鐵路用發(fā)電機(jī)組使用環(huán)境與普通民用條件有所區(qū)別。因此，針對康明斯柴油發(fā)電機(jī)在鐵路用發(fā)電機(jī)組實際應(yīng)用中的一些不足之處，康明斯公司在本文中提出幾個地方的改進(jìn)方案，可有效提高柴油發(fā)電機(jī)使用效率。
目前在鐵路上常見的電力設(shè)備是采用了兩類發(fā)電機(jī)組，一類是以德國mtu柴油發(fā)電機(jī)（包括mtu12v183和mtu8v396兩種機(jī)型）為原動機(jī)的，稱之為mtu發(fā)電機(jī)組；另一類是以美國康明斯柴油發(fā)電機(jī)為原動機(jī)的稱為康明斯發(fā)電機(jī)組，其中由于康明斯柴油于性能價格比較好，可謂物美價廉，且該柴油發(fā)電機(jī)性能穩(wěn)定，故現(xiàn)已成為各路局的主流機(jī)型。但是由于該機(jī)型并不是專門為發(fā)電機(jī)組而設(shè)計的，隨著應(yīng)用的深入，也逐漸暴露出一些設(shè)計和安裝上的不合理之處，康明斯公司結(jié)合鐵路部門的應(yīng)用情況來談?wù)効捶ê透倪M(jìn)措施。
靜音型柴油發(fā)電機(jī)組總裝軸測圖
靜音型柴油發(fā)電機(jī)組斜視圖
一、冷卻系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)
在冷卻系統(tǒng)中為了減振，在機(jī)器的水泵大循環(huán)進(jìn)水口與散熱器的連接管采用了軟管加抱箍連接。
2、應(yīng)用中常見故障
在實際應(yīng)用中由于該兩處處于減振緩沖區(qū)，相對運(yùn)動大；冷卻水的溫度變化大，如冬天水溫可從5℃變化到90℃；該處位于冷卻水系統(tǒng)最低處，水壓大；加上冷卻水中添加的防凍液和dca防護(hù)劑，使水滲透能力加強(qiáng)；再加上原有連接處管處接頭太短，因此常在使用一段時間后出現(xiàn)水管老化，抱箍松動，從而出現(xiàn)接口滲漏，甚至發(fā)生進(jìn)水口脫落（常發(fā)生在加水水壓過大時），造成資源浪費(fèi)及機(jī)器故障。嚴(yán)重時還影響列車正點(diǎn)運(yùn)行，如杭州車輛段在99年夏就因為3號機(jī)上水時水壓過大造成該抱箍脫落而使列車停電10分鐘。
3、改進(jìn)建議
考慮到該位置部件要考慮到耐高溫、抗老化、抗腐蝕及減振，并考慮到水系統(tǒng)中水壓不是很大，我們故將水泵大循進(jìn)水口和節(jié)溫器出水口改成法蘭盤式并將連接軟管采用金屬波紋管，并在連接處適當(dāng)加橡膠封墊。
二、排氣系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)分析
在康明斯柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)中為了將廢氣排出在車外，目前發(fā)電機(jī)組采用頂排式。在右側(cè)的廢氣渦輪出氣口處通過一個90°的直角彎頭、波紋管、消音器和靜音箱直接排出車外。
2、不足分析
發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)排氣系統(tǒng)中，由于排氣彎管、波紋管、消音器、煙囪口位于一垂直線上。這樣的結(jié)構(gòu)有不合理之處：
（1）雖有靜音箱（百葉窗），但由于應(yīng)用中常由于某種原因使靜音箱關(guān)閉不嚴(yán)，雨水倒灌，造成廢氣渦輪葉片及渦輪殼生銹，從而破壞渦輪動平衡而損壞渦輪；
（2）由于垂直布置，當(dāng)排氣通路中特別是消音器生銹時，在機(jī)器振動時脫落的碎片沒有藏身之地，從而直接通過90°彎管進(jìn)入渦殼，從而機(jī)械破壞廢氣渦輪。此現(xiàn)象本人在本校柴油發(fā)電機(jī)搬遷中，當(dāng)拆開彎管時就發(fā)現(xiàn)有鐵銹和部分金屬碎片位于渦殼口。
3、改進(jìn)建議
針對發(fā)電機(jī)組實際情況，不可能改變排氣方式的布置，故建議通過改變排氣90°彎管結(jié)構(gòu)，在底部加一個集塵坑，并裝應(yīng)閥門，這樣可定期清理該處，即可明顯減少增壓器故障率。
三、潤滑系統(tǒng)
1、原有結(jié)構(gòu)
油底殼作為機(jī)油的貯油裝置，由于康明斯柴油發(fā)電機(jī)b級保保養(yǎng)規(guī)定每250小時或半年或機(jī)油變質(zhì)（進(jìn)水進(jìn)柴油）時要更換機(jī)油，放油時要通過擰開放油堵(圖3)來放油。由于發(fā)電機(jī)組工作特點(diǎn)，工作時間長，基本上每半個月左右要放一次油，即每半個月需擰進(jìn)放油堵一次。
2、常見問題
就目前結(jié)構(gòu)而言，從現(xiàn)場反饋情況有以下不足：首先由于油底殼較薄且材質(zhì)上為鋁合金，耐磨性較差，頻繁擰動會導(dǎo)致螺紋失效，漏油嚴(yán)重時需要重新加工油孔；第二每次換油為保證密封需更換油封，增加材料損耗；再次，由于車上油底殼下空間較窄，不利于廢油回收，一般只能通過車底排放，另外由于放油時油溫較高（一般在8 0℃左右），使乘務(wù)員取回螺栓有一定困難，常發(fā)生磁塊丟失現(xiàn)象并且油底盤油污較多不易搞衛(wèi)生。
3、改進(jìn)措施
將放油堵進(jìn)行改裝，用φ25的鋼管頭部車相應(yīng)螺紋，并在管上加一閥門，替代原有放油堵，在閥門選擇上，易采用閘閥而不易采用球閥，后者由于易被鐵屑卡住。為了避免用放油閥后少了磁性吸附鐵屑的不足，可在油底與閘閥間的放油管上套裝上一塊環(huán)形磁鐵，有利于吸附機(jī)油中鐵屑而減少磨損，這樣改裝后易操作，不易損壞，而且易于廢油回收。
500KW柴油發(fā)電機(jī)組漏油和漏水的解決方法
柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速傳感器的安裝需要注意什么？
柴油發(fā)電機(jī)組濕式空氣濾清器的清潔方法
沃爾沃柴油發(fā)電機(jī)組憑什么這么貴？原因全在這里！
如何確定柴油發(fā)電機(jī)組蓄電池電解液的純度與濃度？
影響柴油發(fā)電機(jī)竄氣量大的因素
活塞環(huán)損壞會直接影響柴油發(fā)電機(jī)的使用可靠性和壽命嗎
柴油發(fā)電機(jī)蓄電池充電的注意事項