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东风4B型(DF4B)内燃机车

东风4B型(DF4B)内燃机车

东风4B型(DF4B)内燃机车东风4B型内燃机车是在东风4型内燃机车基础上发展的换代产品。

其主要特点:(1) 装用16V240ZJ卵柴油机,装车功率2430kW(330g力),柴油机转速由500 ~llOOr/min调整到430~lOOOr/min,柴油机机体、曲轴、缸盖、连杆、活塞、缸套、高压油泵、主轴瓦等零部件的结构进行了较大改进;装用了步进电机驱动的无级调速器和九节式排气总管。

⑵调整主发电机输出功率,由原来的2059kW提高到2125kW改善了牵引电动机吸、排风方式。

(3) 装用56组强化铜散器;采用74-82度的温度控制阀感温元件,控制高温冷却水出口温度。

通过上述改进,机车的技术性能和运用可靠性有明显的提高。

机车轮周效率达到33.4%。

东风4B型货运内燃机车丁1982年开始批量生产,东风4B型客运内燃机车丁1987年开始生产。

东风4B型客、货运内燃机车累计生产了4303台,相当丁1999年全路内燃机车保有量的42.5%。

东风4B型机车是国产电传动内燃机车的基本型,为发展变型产品和产品系列化奠定了基础。

该型机车的批量生产,推动了我国铁路牵引动力内燃化的进程。

二、设计特点1、机车总体布置东风4B型机车采用交直流电传动,柴油机的最大运用功率为2430kW客运和货运两种机型,除牵引齿轮传动比不同外(客运机车为71/21=3.38;货运机车为63/14= 4.5),机车的结构基本相同。

机车采用框架式侧壁承载车体。

它是一个全焊的钢结构,由侧墙、顶棚、底架、4组内部隔墙和两端司机室组成。

4组内部隔墙将车体分为第1司机室、电气室、、动力室、冷却室、第「司机室5个部分。

机车走行部为两台可以互换的三轴转向架。

2、机车动力装置东风4B型机车采用16V240ZJB©柴油机。

16V240ZJB型柴油机为V型、16缸、废气涡轮增压、空气中间冷却、直接喷射燃烧室、四冲程大功率中速柴油机。

3、机车电传动东风4B型机车采用交直流电传动装置。

DF4B内燃机车电传动装置浅析

DF4B内燃机车电传动装置浅析

DF4B内燃机车电传动装置浅析发布时间:2021-05-03T05:38:13.354Z 来源:《中国科技人才》2021年第4期作者:王勇[导读] 内燃机车在世界轨道交通发展的历史中扮演着及其重要的角色,新中国成立以来,我国内燃机车发展取得了举世瞩目的成就。

我国内燃机车主要应用干线客、货运以及站场调车的交直流电传动机车,在诸多内燃机车型号中目前又以DF4B型机车配属数量最多,使用时间最长的机型。

中国铁路哈尔滨局集团有限公司机务部黑龙江哈尔滨 150000摘要:随着高速重载干线铁路网的大规模建设,内燃机车作为干线铁道最重要运载车型之一,它除了应具备先进性、稳定性和低维护性外,还应满足动力强劲、平稳快速、低噪节能的要求,电传动系统直接决定了机车的运行性能,尤其关系到列车的安全正点、高效低耗,是整个机车的核心所在,本文着重介绍DF4B内燃机车电传动装置,望能够对专业工作人员有所帮助,提升我国内燃机车的设计制造水平。

关键词:内燃机车、DF4B、电传动装置;1.引言内燃机车在世界轨道交通发展的历史中扮演着及其重要的角色,新中国成立以来,我国内燃机车发展取得了举世瞩目的成就。

我国内燃机车主要应用干线客、货运以及站场调车的交直流电传动机车,在诸多内燃机车型号中目前又以DF4B型机车配属数量最多,使用时间最长的机型。

电力传动装置是在半导体技术飞速发展,大功率硅整流器出现以后才大批量投产,因此对DF4B型电力传动装置的研究显得尤为重要。

2.DF4B内燃机车简介1982年首台DF4B型机车问世,自上世纪八十年代至今已生产了超过4500台东风4B型内燃机车,成为中国铁路史上产量最大、运用最广泛、技术最成熟的内燃机车车型之一。

DF4B型内燃机车属于电传动内燃机车,其特点是通过内燃机运转带动发电机工作,发电机产生的电能输送至电动机将电能转化为机械能,再通过变速齿轮等传动体系将动能传递给机车驱动轮牵引火车。

DF4B型内燃机车图示如图1。

DF4B内燃机车车体、转向架及电传动

DF4B内燃机车车体、转向架及电传动
支撑车体:转向架是车体的支撑 结构,保证车体的稳定和行驶安 全。
减振功能:转向架通过悬挂系统 实现车辆的减振功能,提高车辆 的乘坐舒适性。
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转向功能:转向架通过转向装置 实现车辆的转向功能,使车辆能 够灵活地改变行驶方向。
牵引功能:转向架通过牵引装置 实现车辆的牵引功能,将动力传 递给车轮,使车辆能够行驶。
技术发展趋势
智能化:采用先进的电子控制技术,提高 机车的自动化程度
节能环保:采用高效节能的电传动系统, 降低能耗和排放
安全性:加强机车的安全防护措施,提高 机车的安全性能
舒适性:提高机车的舒适性,改善司机的 工作环境
模块化:采用模块化设计,提高机车的维 护和维修效率
国际化:适应国际市场的需求,提高机车 的国际竞争力
组装工艺:采用模块化组装, 提高车体装配效率和质量
维护与保养
定期检查车体各部件,确保其正常工作
定期清洁车体,保持清洁卫生
定期更换润滑油,确保车体各部件润滑良好
定期检查转向架,确保其正常工作
定期检查电传动系统,确保其正常工作
定期检查车体各部件的紧固情况,确保其紧固可靠
04
转向架结构
转向架作用
控制策略
控制方式:采用 微机控制,实现 自动控制和手动 控制
控制目标:保证 机车运行平稳、 安全、高效
控制参数:包括 速度、牵引力、 制动力等
控制算法:采用 PID控制算法,实 现对机车运行状 态的精确控制
调试与维护
电传动系统的组 成和原理
调试步骤和方法
维护周期和注意 事项
常见故障及处理 方法
06
材料选择
车体材料:高强 度钢、铝合金等

DF4D转向架部分

DF4D转向架部分

2 转向架东风4D型准高速内燃机车全悬挂转向架外形如图2-1所示。

图2-1 转向架外形图1-轮对;2-电动机悬挂驱动装置;3-构架;4-旁承(高圆簧);5-轴箱;6-抗蛇形油压减振器;7-单元制动器;8-横向油压减振器;9-牵引杆;10-二系垂向油压减振器;11-一系垂向油压减振器。

2.1 结构简介全悬挂转向架由构架、轴箱、轮对、牵引杆、支承装置、轮对空心轴式电动机悬挂驱动装置、基础制动装置(制动单元)和附件装配等组成,见图2-2。

构架是由左右侧梁、前后端梁和前后横梁组成的全焊接“目”字形结构。

轴箱仍采用轴箱拉杆定位结构。

一系悬挂采用内外圈圆弹簧与油压减振器并联结构型式。

支承由两组(每组四个)高圆簧和减振垫组成并装有垂向、横向和抗蛇行减振器,共同形成二系悬挂。

电动机悬挂驱动装置采用架悬式轮对空心轴全悬挂装置、双级六连杆驱动机构。

基础制动装置采用独立作用的制动单元,每台转向架装十套,其中端轴的四套制动单元中有两套(相应于机车第1、3、4、6轴)带弹簧停车制动器。

牵引杆装置仍为四杆牵引机构,但牵引杆长度加长,牵引点高度降低,以减少轴重转移,提高机车粘着性能。

转向架附件包括砂箱、垂向止挡、侧挡和偏转止挡等。

转向架的每个轴箱和空心轴套上都设置了温度传感器,以实现对轴承温度的动态检测。

图2-2 转向架 1-构架装配;2-轴箱装配(一);3-轴箱装配(二);4-轴箱装配(三);5-轮对装配;6-轴温监测探头安装;7-基础制动装置;8-进风道装配;9-牵引杆装配;10-支承装配;11-电动机悬挂装置;12-转向架配管;13-附件装配。

转向架主要技术参数如下:轴式Co-Co最大运用速度(km/h) 170轴重(t) 23±3%每轴簧下重量(t) 2.475自重(t) 23.76 (实际称重)轴距(mm) 2000×2两转向架中心距(mm) 12000轮径(mm) 1050牵引齿轮传动比76:29弹簧悬挂系统总静挠度(mm) 170一系静挠度(mm) 55二系静挠度(mm) 115构架相对车体横动量(mm) ±35(自由30,弹性5) 轴箱相对构架横动量(mm) ±8轮对相对轴箱横动量(mm) ±1-±6.5-±1牵引点距轨面高度(mm) 672通过最小曲线半径(m) 145制动倍率 2.7制动率:紧急0.378常用0.2942.1.1 转向架构架转向架构架外形如图2-3所示。

内燃机车电传动及机车转向架课件

内燃机车电传动及机车转向架课件

第二总风 缸
自动排水 阀
第一总 风缸
( 六)燃油系统
燃油系统设计一个燃油泵,,机车启机时,燃油经过燃 油输送泵、燃油加热器、温度调节阀、燃油滤清器组件进入 柴油机。部分燃油进行燃烧,另一部分经过燃油调节阀流回 燃油箱;没有燃烧的燃油从高压泵进入回油管流回燃油箱; 燃油输送泵工作中泄露的部分燃油经另一路回油管返回。
匹配性能高。能够消除机车本身 布置时的轴重不等、牵引时的轴 重转移、机车轮径的差异、电机 制造中的特性差异、逆变器输出 的差异等因素造成的影响
没有换向器及电刷,便于日常于 保养维护
(四)轮对装配
轮对休用抱轴箱,与DF4B机车的抱轴瓦不同,抱轴箱结构与DF4D半悬挂机 车抱轴箱结构基本相同。
(五)空气制动系统:
据研究:
直流牵引电动机的大修期一般在40万km~48万km; 交流牵引电动机的大修期可高达120万km~160万km。 此外,交流传动机车配有完备的微机监视系统和故障诊断系 统,可随时监视系统的技术状态,进行故障诊断。 维修费用可降低35%,机车的轮缘磨耗比可减少了53%。
5、效率高、利用率高、使用灵活性强
(1)直-直电传动内燃机车
柴油机→直流牵引发电机→直流牵引电动机 DF,DF2,DF3,ND1,ND2等。
(1)直-直电传动特点:
直流供电系统供电 直流牵引电机驱动 优点:结构简单 控制容易 缺点:直流电压不能升得很高
功率受到限制 线路损耗大 应用:各种工矿、地铁、无轨电车
(2)交--直传动内燃机 车交流牵引发电机+整流设备+直流牵引电动机
机油底壳。
油气分离器收集来自曲轴箱内气体中的油雾。收 集的润滑油被送回曲轴箱,而烟气则通过消声器排至
大气。

东风4B型(DF4B)内燃机车

东风4B型(DF4B)内燃机车
6、机车辅助系统
(1)燃油系统
机车燃油系统由燃油箱、燃油粗滤器、燃油输送泵、安全阀、逆止阀和截止阀、燃油预热器及管路等组成。
(2)机油系统
东风。型机车机油系统是以机油泵作为迫使机油循环流动,机油经过滤清和冷却后,向柴油机各零部件的摩擦表面供给一定压力和温度的洁净机油,并冷却活塞。机油带出摩擦及部分燃烧的热量,最后流回柴油机油底壳内。整个机Байду номын сангаас系统,包括柴油机油底壳、恍油泵、机油热交换器、机油滤清器、柴油机内部润滑系统、机油离心精滤器、起动机油泵、油压继电器和仪表、各种阀及管路等。此外,还有对机油进行预热的辅助机油泵。
(7)为保障行车安全,从1986年开始,机车加装三项设备,即机车自动停车装置、机车信号装置和列车无线调度电话装置。
(8)1989年开始,东风4B型机车加装两级电阻制动装置。
DF4B型内燃机车主要技术参数
用途 干线客运、货运
轨距 1435mm
轴式 Co-Co
轴径 1050mm
轴重 23±3%
整备重量 138±3%
在柴油机自由端,由柴油机曲轴经传动轴直接带动静液压变速箱。通过静液压变速箱两侧输出轴的内花键,直接带动静液压泵,然后由静液压系统管路将泵打出的高压油输送给静液压马达;直接带动冷却风扇。静液压变速箱中间轴下部的输出轴;经尼龙绳联结轴带动后通风机。
三、技术改进
东风4B型机车在运用中作了下列改进:
(1)柴油机装用多种新型增压器·
(3)冷却水系统
东风4B型机车冷却水系统,为兼顾气缸和增压空气不同的冷却要求,分为高、低 (中冷)温两个冷却系统。主要部件有膨胀水箱、冷却水泵、空气冷却器 (中冷器)、机油热交换器、散热器、冷却风扇、静液压油热交换器及逆止阀、管路等。它们按一定的次序由管路和管件连接起来,组成两个循环回路。

8第2内燃机车电传动及机车转向架图文课件

8第2内燃机车电传动及机车转向架图文课件

3、粘着性能好
由于异步电机机械特性好,所以当某台电机发生空转 时,随着转速的上升,转矩很快降低,具有很强的恢复粘着的 能力。 当进行粘着控制时,根据检测有关粘着控制的信号, 准确、迅速地改变逆变器输出的电压和频率,寻求最佳工作点, 使驱动系统既不发生空转,又能充分发挥最大的牵引力,实现 最大可能的粘着利用。 据研究:
滑环
辅助发电 机
(三)交流牵引电机
牵引电机采用交流电机。具 有以下优点:
电机单位体积和单位重量下 功率大。采用无专门机座的 轻量化结构以及由专用铜合 金的导条和专用铜合金的端 环焊接而成,转子没有线圈 ,大大的减少了转子的故障 率
适应性能强。在恶劣的风沙 、雨雪气候、酸碱性气体影 响侵蚀以及沿海多雨潮湿的 环境下能可靠应用
然而,直流电动机的结构复杂,存在电刷接触式的 换向器,它不仅工艺复杂,体积及重量大,耗铜,价格昂贵, 而且在运行中,很容易产生换向火花甚至发生环火现象,故 障率高,不便于维护。由于换向及环火这一类问题的存在, 则要求电动机换向片之间的电压不能过高,因而使得直流电 动机的设计容量和高速时的利用功率受到限制,单电机的设 计容量也很难超过1000kw,远远不能适应机车向高速、大功 率方向发展的要求。
结构特点的一种简单方法
字母表示轴数 如A为1、B为2等。 表示每一动轴为单独驱动
下标‘0’
无下标表示动轴为成组驱动,如C0-C0、、B-B
四、内燃机车的辅助装置
内燃机车的辅助装置包括六大系统: 冷却系统、 机油系统、 燃料油系统、 预热系统、 空气滤清系统、 辅助驱动装置。
(一)内燃机车冷却系统 1.冷却方式:风冷却(自然风冷、强迫风冷)、液体冷却(水、
异步牵引电机起动粘着系数0.45,全天候牵引粘着系数 为0.32;

东风b型dfb内燃机车

东风b型dfb内燃机车

东风4B型(DF4B)内燃机车一、简介东风4B型内燃机车是在东风4型内燃机车基础上发展的换代产品。

其主要特点:(1)装用16V240ZJB型柴油机,装车功率2430kW(3300马力),柴油机转速由500 ~llOOr/min 调整到430~lOOOr/min,柴油机机体、曲轴、缸盖、连杆、活塞、缸套、高压油泵、主轴瓦等零部件的结构进行了较大改进;装用了步进电机驱动的无级调速器和九节式排气总管。

(2)调整主发电机输出功率,由原来的2059kW提高到2125kW;改善了牵引电动机吸、排风方式。

(3)装用56组强化铜散器;采用74-82度的温度控制阀感温元件,控制高温冷却水出口温度。

通过上述改进,机车的技术性能和运用可靠性有明显的提高。

机车轮周效率达到 33.4%。

东风4B型货运内燃机车于1982年开始批量生产,东风4B型客运内燃机车于1987年开始生产。

东风4B型客、货运内燃机车累计生产了4303台,相当于1999年全路内燃机车保有量的42.5%。

东风4B型机车是国产电传动内燃机车的基本型,为发展变型产品和产品系列化奠定了基础。

该型机车的批量生产,推动了我国铁路牵引动力内燃化的进程。

二、设计特点1、机车总体布置东风4B型机车采用交直流电传动,柴油机的最大运用功率为2430kW。

客运和货运两种机型,除牵引齿轮传动比不同外 (客运机车为71/21=3.38;货运机车为63/14= 4.5),机车的结构基本相同。

机车采用框架式侧壁承载车体。

它是一个全焊的钢结构,由侧墙、顶棚、底架、4组内部隔墙和两端司机室组成。

4组内部隔墙将车体分为第1司机室、电气室、、动力室、冷却室、第「司机室5个部分。

机车走行部为两台可以互换的三轴转向架。

2、机车动力装置东风4B型机车采用16V240ZJB型柴油机。

16V240ZJB型柴油机为V型、16缸、废气涡轮增压、空气中间冷却、直接喷射燃烧室、四冲程大功率中速柴油机。

3、机车电传动东风4B型机车采用交直流电传动装置。

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机车上部结构的铅垂载荷由底架、侧壁和车顶共 同承受,并通过8个旁承传至转向架。牵引力由两 台转向架的牵引杆系统传至底架、侧壁和车顶, 最后经牵引梁和缓冲座传至车钩。横向力经转向 架、侧承传至侧壁、底架与车顶。
二、车体通风、采光和隔热
1.车体的通风 为了保证机车动力装置、电气系统和各辅助机组的用
在司机操纵台的后方布置有正、副司机座椅。司 机座椅侧面附有添乘座。
司机室操纵台上设有电炉。 司机室外面前部两侧设有标志灯具。侧窗下方设
有型号灯具。顶部装有前照灯。 每端司机室的顶部均装有三个风笛,其中两个为
低音风笛,方向向前;另一为高音风笛,方向向 后。
四、 机车牵引装置
机车牵引装置用以实现机车与车辆间的连接(或分 解),同时传递牵引力和冲击力。
DF4B内燃机车车体、转向架 及电传动
东风4B型内燃机车车体和转向架
机车车体
一、 东风4B型内燃机车车体
内燃机车车体主要由底架、侧壁、顶盖、内部隔 墙、司机室等组成的钢结构和车体附属部件组成。 车体是内燃机车上部结构的骨架,同时也是动力 装置和几乎所有辅助装置的安装基础以及乘务人 员的工作场所。在机车不同工况下,车体分别承 受牵引力、制动力,走行部分传递的冲击、振动 以及不同因素形成的横向力的作用。由车体工作 条件可知,车体结构必须具有足够的强度和刚度, 以确保车体安全可靠。
牵引缓冲装置采用全钢摩擦式二号缓冲器。此种缓冲 器由盒体、盒盖、内、外环弹簧,底板等零件组成。 缓冲器能部分地吸收机车车辆间的冲击能量,可有效 地缓和其间的冲击。
牵引缓冲装置的车钩中心线距轨面高度为880士10mm;
转向架
一、DF4B型内燃机车转向架综述
货运机车牵引吨位大,应有足够的牵引力、减少 轴重转移、提高粘着重量利用率,防止空转。东 风4B型内燃机车转向架由构架、轴箱、轮对、牵 引杆装置、弹簧悬挂装置、旁承装置、电动机悬 挂装置以及基础制动装置等部件组成;在其设计 上应同时满足客运和货运牵引的要求。
3.车体隔热
对于内燃机车内部各室,均应保持适宜的温度。 这涉及到劳动保护、动力装置和各种辅助设备的 使用寿命。也影响到机车的运用。机车内部温度 容易受到外界气温的影响,故应在机车车体上加 设隔热层,以增加车体的抗热保温能力。至于在 严寒地区使用的内燃机车,则应采取专门的防寒 保温措施。
三、司机室设备
风和冷却通风,东风4B型内燃机车的车体侧壁和底架 上开设有各种通风孔口;车顶侧面装有两台车体通风 机,车顶设有小天窗,以排除车内油气。 动力室车底架下部设有加设滤网的通风口,空气经过 滤网进入牵引发电机,冷却牵引发电机后,部分热风 经过牵引发电机下排风口排出,其余热风经牵引发电 机上排风口排至动力室,这是为了使动力室内保持一 定的正压,有利于动力室的清洁。 当冷却风扇工作时,外界空气主要经过下排百页窗被 吸入室内。如果油、水温度偏高时,上排百页窗也自 动开启,大量空气进入冷却室。冷却空气通过散热器 后成为热风,通过风扇上方的车顶百页窗排出车外。 冷却室的冷却空气也要经过后牵引电动机通风机、底 架风道被引入后转向架的三台牵引电动机,对电动机 进行冷却。冷却室的空气也供空气压缩机用风。
2.车内采光
东风4B型内燃机车的车内采光是靠自然采光与照 明灯具共同解决的。动力室与电气室两边侧墙上, 各设置两个玻璃窗。在电气室两侧通道上各设置 两个照明灯。动力室两侧通道上各设一个照明灯。 动力机组两端各设一个照明灯。冷却室两侧通道 上,各设一个照明灯。冷却器钢结构V型夹角中间 隔板的两侧,各设一个照明灯。
内燃机车司机室内各项设施应以改善乘务人员 的工作条件、使驾驶、操作、瞭望方便为前提。
司机室设有前窗、侧窗、左右侧门;司机室后壁 隔墙上设有左右两个通向机器间的后门。
为司机室冬季取暖,司机室设有暖风机和暖气。 为夏季降温,设有顶部风扇,并有车前通风道, 在顶部两旁开有天窗,可以形成空气的自然流通。
东风4B型内燃机车转向架采用轴箱拉杆定位,除 使轴箱与构架间的间隙得以消除外,还可对轮对 施加纵向和横向约束,保证了机车以较大的波长 蛇行,促进了转向架的稳定。
牵引电动机的一端用吊杆和橡胶垫组成的机构吊 装在构架上,结构简单,改善了电动机的振动条 件。
东风4B型内燃机车的牵引装置由车钩、钩尾框、钩尾 销、前、后从板、尾框托板、车钩提杆和缓冲器组成。 牵引装置安装在车体底架两端的牵引梁内。
东风4B型内燃机车的车钩,特点是保留了原来3号车钩 的防跳装置,同时采用货车13号车钩的主要零件。可 阻止因钩锁铁上移,防止车钩自动开启。后改用《内 燃、电力机车车钩(下作用)》;此型车钩车钩的结 构和尺寸与货车13号下作用式车钩相同,只在其钩体 尾部制成圆弧形,可适应钩头在水平向左右摆动。
作为货运机车转向架,采用了牵引电动机顺置排 列措施。采用低位牵引杆装置。因转向架为保证 机车垂向动力学性能,采用了两系弹簧悬挂系统。 此外,转向架上设置四个弹性橡胶堆旁承,其纵 向间距较大,在牵引工况下,转向架构架倾斜程 度小,可提高粘着重量的利用率。
客运机车运行速度高,要求有良好的运行平稳性 和稳定性。东风4B型内燃机车转向架作为客运机 车转向架、采用的两系弹簧悬挂系统,二系橡胶 堆弹簧(即旁承),一系轴箱圆弹簧。为衰减垂 向振动,在转向架两端轴轴箱与构架间设置液压 减振器。对机车的浮沉振动、侧滚和转向架的点 头振动均能起到阻尼作用。此外,转向架上设置 四个旁承装置。它所产生的摩擦力矩可有效抑制 机车直线运行过程中的蛇行运动;在曲线运行过 程中,也不致产生过大的侧压力。
车体结构
东风4B型内燃机车的车体为框架式薄壁结构承载 式车体。车体由左右侧壁、底架、车顶、端部的 两个司机室焊接在一起,构成了车体骨架。车体 内部按照两端司机室、电气室、动力室和冷却室 的布局,相应地设有四组隔墙。隔墙四周分别与 侧壁、车顶和底架焊接在一起。显然,四组隔墙 不但成为车体的一个组成部分,而且也增强了车 体结构的横向刚度 。
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