中国铁路机车基本知识科普(十四)

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中国铁路机车基本知识科普(十四)

2024-07-13 04:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

驾驶如闪电进站稳如山日驶千里土不沾大家团结称模范——张平东

前言

UP是西南地区一位不起眼的小小铁道爱好者,没事喜欢到处逛逛,拍拍车。有时候闲在家无事会突发奇想去整理一些东西出来。这次带来中国铁路机车基本知识系列,我会尽我所能收集整理一切可寻的资料。当然在许多同圈铁道大佬面前就班门弄斧了,有任何错误和不妥以及建议都欢迎大家在评论区提出,也欢迎大家来到评论区讨论。这次的和谐内系列只带来了量产的四款车,像还未量产的FXN3B,FXN3C,FXN5C这些车因可寻资料太少且不全面,所以就没有科普了,找到足够资料后会继续补上的。

目录

HXN3型内燃机车

HXN3B型内燃机车

HXN5型内燃机车

HXN5B型内燃机车

正文

HXN3型内燃机车概述:    是一款由大连机车车辆厂与美国易安迪公司于2008年联合研制成功的交流传动六轴干线货运内燃机车。作为一款与外企合作的车型,其EM2000微机控制系统和16V265H型大功率低排放内燃机等技术成为了亮点。同时,HXN3型内燃机车也属于和谐系列产品之一,关于和谐系列机车的身世来源,在前几篇文章中都有提到,在这里就不多提了。    2004年底,大连机车车辆厂决定与来自美国的易安迪公司进行合作,并进行广泛接触和交流,最终在多方面达成了共识。经过为时近一年的商业谈判后。2005年9月1日,大连机车车辆厂与易安迪公司签订了300台大功率内燃机车订单,机车则定型为和谐内3型(HXN3)内燃机车。与此同时,大连内燃机车研究所也与易安迪公司并签署了内燃机车交流传动控制部件和车载微机网络控制部件的技术引进合同。    300台机车分两大批次,分别是散件进口组装和国内制造,以逐步提升机车国产化率。2006年9月,铁道部联合大连机车车辆厂与易安迪公司进行设计联络会。2007年8月,首台机车开始试制。2008年7月2日,首台HXN3型内燃机车(0001)在大连下线。同年9月底,经过近两个月的厂内调试后,0001号机车赴北京环铁进行安全评估试验和综合性能试验。同年11月,该台机车赴京广铁路和太焦铁路进行型式试验。2008年12月至2009年3月间,0001号机车在哈尔滨铁路局管内进行冬季抗寒试验,最低气温达零下40摄氏度。2009年3月,HXN3型内燃机车进入了批量生产阶段。同年8月,0001号机车又赴兰新铁路进行冷却能力试验,同时也进行了海拔功率考核,为后来的高原型改进做准备。2010年开始,HXN3型内燃机车的产量逐步提升。2014年初,大连机车车辆厂开始研制高原型的HXN3型内燃机车,在原机车的基础上,针对高原地理环境及特殊运用条件,进行了适应性改进。 2014年7月,HXN3型内燃机车开始向高原进军,铁总决定派出新制的高原型HXN3型机车增援青藏铁路公司,在青藏铁路和拉日铁路上进行牵引实验。2018年6月,HXN3高原型机车正式承担青藏铁路客运列车的牵引任务。时至今日,有超过300台该型内燃机车交付各路局运用,主要在沈局和京局运用,而在南方则难得一见。    HXN3型内燃机车的研制原型是北美SD70MAC和SD90MAC两款内燃机车,采用了双司机室内走廊整体承载结构车体、电子喷射内燃机、IGBT牵引变流器等新颖技术。鱼腹结构的整体承载式燃油箱增大了车载总燃油量。机车装用的16V265H型大功率内燃机以“低排而力大”的特点令人刮目相看。内燃机的16缸呈“V”型排开,为四冲程并有废气涡轮增压的中速内燃机。全纤维锻造钢曲轴、气动马达启动、高增压比废气涡轮增压器、电子控制直接燃油喷射系统等先进技术让人眼前一亮。    发电机采用了主、副三相交流同步发电机为一体化同轴双转子整合结构的TA20JBF-TA9C型主辅发电机。机车装用二极管整流的牵引整流单元。两台牵引逆变器将直流电转换成可调频调压的三相交流电输给牵引电动机;每台逆变器则驱动三台并联的电动机,采用IGBT的功率控制器件和PWM的控制策略。机车转向架上共6台A2938-5型鼠笼式三相异步牵引电动机,为机轮提供强劲动力。    机车采用先进的EM2000微机控制系统和FIRE显示系统,可以对整车电气系统进行控制、诊断和维护。    转向架方面,采用钢板焊接构架,轮对为轴箱拉杆定位。一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧,配垂向油压减振器,而二系悬挂为构架和车体之间的橡胶钢板复合旁承,配横向油压减振器、抗蛇行减振器。

HXN3型内燃机车-来源:GSHSC-bR

参数:试制年份:2008年投产年份:2009年停产年份:2014年现状:运用中研制机构:大连机车车辆厂,易安迪公司生产工厂:大连机车车辆厂产量:332台动力系统:16V265H型内燃机传动系统:交—直—交流电传动,TA20JBF-TA9C型主辅发电机,二极管整流,IGBT功率控制器件,PWM控制策略,A2938-5型鼠笼式三相异步牵引电动机华氏轮式:0-6-6-0轴式:Co-Co用途:干线货运整备质量:150吨轴重:25吨轨距:1435mm牵引功率:3700kw起动牵引力:620kN持续牵引力:598kN最高速度:120km/h持续速度:20km/h

HXN3B型内燃机车概述:    是一款由大连机车车辆厂在HXN3型内燃机车基础上研发的六轴大功率交流传动调度机车,可适用于编组站的调车及小运转作业。    由于这是一款近几年才下线投产的机车(到现在为止,机车厂都还在如火如荼地生产着),所以机车发展历史部分资料较少,有具体年份月份等不清楚的地方,还请谅解。    2011年,铁道部决定向各机车工厂招标交流传动的大功率调车机车,以适应日益增长的货运牵引定数。同年,大连机车车辆厂中标,并开始研制新一代的交流传动调车机车,定型为和谐内3B型(HXN3B)内燃机车。首台样车于2012年左右在大连机车车辆厂下线。同历史上大多机车一样,新下线的机车立即赴各场地进行试验工作。首台HXN3B型内燃机车(0001)先后赴北京环铁,郑州局管内线路等地进行型式试验和试运行。2013年,机车投入中长期的运用考核。从发展时间来看,该型车的研发工作还算顺利。2015年春,HXN3B型内燃机车正式投入批量生产,并交付郑局、沈局、武局、济局、哈局、呼局等路局投入调车作业和小运转运用。到现在,该型机车已交付了超过200台,且仍在大批量生产中。    该型机车以HXN3型内燃机车为基础,沿用了其EM2000微机控制系统。机车采用系列化与模块化的设计原则以提高机车零部件的互换性和通用性。车体则采用底架承载、外走廊和单司机室等结构。采用悬浮式的司机室结构,室内明亮而宽敞,优化了瞭望条件。    动力和传动系统依然是由大功率内燃机、牵引发电机、牵引整流单元、牵引逆变器和牵引电动机几大部分组成。机车采用12V265型内燃机,以此前HXN3型机车的16V265H型内燃机为技术平台,关键的机体装配、曲轴装配、动力组装配、凸轮轴装配和传动机构等部分两款内燃机完全相同。机车装有一台YJ11A型三相同步发电机,该发电机同样采用牵引、辅助发电机一体化结构,而电枢为双绕组,两套绕组可发出三相交流电。牵引整流单元可将来自发电机的电流转变为高压直流电。牵引逆变器由单相功率模块、MPU控制板和接口模块构成,且包含三个单相功率模块。机车装用三相鼠笼式异步牵引电机。配备的辅助供电系统可为控制系统、蓄电池充电、照明、启动燃油泵、电暖器、司机室风扇、空调逆变器等供电。    转向架方面,机车的一系悬挂系统为圆钢弹簧加橡胶减振垫及油压减振器,二系悬挂系统为四点橡胶堆旁承,且配有横向减振器和抗蛇行减振器。采用单轴箱拉杆及轴箱弹簧定位。

HXN3B型内燃机车-来源:GSHSC-bR

参数:试制年份:2012年投产年份:2015年停产年份:至今未停产现状:运用中研制机构:大连机车车辆厂生产工厂:大连机车车辆厂,北京二七机车厂产量:超过200台(截至2018年)动力系统:12V265型内燃机传动系统:交—直—交流电传动,YJ11A型三相同步发电机,二极管整流,IGBT功率控制器件,鼠笼式三相异步牵引电动机华氏轮式:0-6-6-0轴式:Co-Co用途:调车及小运转整备质量:150吨轴重:25吨轨距:1435mm牵引功率:2800kw起动牵引力:560kN持续牵引力:540kN最高速度:100km/h持续速度:18.3km/h

HXN5型内燃机车概述:    是一款由戚墅堰机车车辆厂与美国通用电气公司于2008年研制成功的一款交流传动六轴大功率干线货运内燃机车。该车的研制与大连厂的HXN3型内燃机车几乎是在同时进行,并且也是和来自美国的企业合作。那么自然,这款车的研制背景就与HXN3型机车差不多。    2005年11月1日(大连厂和易安迪签订合同刚好两个月后),戚墅堰机车车辆厂与美国通用电气公司在北京签订了6000马力大功率交流传动内燃机车采购和技术引进项目合同,订单包括了300台新型的内燃机车。机车定型为和谐内5型(HXN5)内燃机车(“5”是戚墅堰厂代码)。    机车的研制以北美AC6000CW型内燃机车为基础,采用了单司机室外走廊车架承载结构车体、GEVO-16电子喷射内燃机、IGBT牵引变流器和CCA微机控制系统等先进技术。    2008年5月,首两台HXN5型内燃机车(0001、0002)在美国落成。同年8月30日,两台机车跨越大洋,运抵中国。机车随后被送往北京环铁,进行安全评估试验和综合性能试验。同年11月25日,首台国产化的该型机车(0003)在戚墅堰机车车辆厂下线。2008年12月,0001、0002号机车完成初步试验,前往哈尔滨铁路局管内投入试运行,并在滨洲线完成了冬季性能试验。2009年3月24日至4月9日,0001号机车和0003号机车在京广铁路和太焦铁路进行型式试验。同年5月7日,HXN5型机车通过了铁道部的最终验收。同年6月22日至7月31日,0003号机车赴吐鲁番盆地鄯善进行夏季性能试验。同年8月,0003号机车再次前往铁科院进行多项后续整车型式试验。    2009年5月,HXN5型机车开始批量生产。2010年7月,在一年零两个月内,首批300台机车已经全部交付完毕。2011年1月12日,戚墅堰机车车辆厂再获300台该型机车的购销合同。第二批的HXN5型内燃机车从2011年9月开始大规模生产,直至2012年底全部交付完毕。    HXN5型内燃机车为单司机室,反向行车时存在不便,因此,从2012年开始,戚墅堰机车车辆厂开始在原机车的基础上研究双司机室的HXN5型机车。双司机室的机车于2012年6月6日通过铁道部设计方案评审。改进后的机车编号由2001起序。2012年8月,首台改进型的HXN5型机车(2001)下线。2013年,改进型机车开始配属各路局。然而,通用电气却因戚墅堰厂擅自改动机车设计,要求戚墅堰厂停产该型机车,最终导致该型机车早早停产。最后单司机室机车累计生产650台,双司机室机车累计生产50台。    同HXN3型机车一样,HXN5型机车也采用高强度车架承载式结构车体,和双侧外走廊,但只设单司机室。司机室内装有主、副两个操纵台,但换向操作起来仍存在不便。冰箱、微波炉、饮水机和厕所等生活设施提升了司机行车舒适度。    机车装用一台GEVO-16型大功率低排放内燃机,和HXN3的16V265H型内燃机同样都为16缸四冲程且含废气涡轮增压的V型中速内燃机。内燃机采用整体铸钢机体、全纤维锻造钢曲轴、高增压比废气涡轮增压器、电子控制直接燃油喷射以及内燃机自动停启机等先进技术,同样达到了较高的一个环保排放标准。机车的主发电机为5GMG201型三相交流同步牵引发电机,采用一体化同轴双转子整合结构。机车为二极管整流,采用强迫风冷的IGBT功率控制器件和PWM控制策略。牵引电动机则采用5GEB32型鼠笼式三相异步牵引电动机(到这里都感觉和HXN3型机车的构造差不多)。    控制系统采用通用电气公司的CCA系统。转向架的结构几乎同于青藏铁路的NJ2型内燃机车的。转向架采用钢板焊接构架和无摇枕结构。一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧,配垂向油压减振器,二系悬挂为构架和车体之间的三点式橡胶钢板复合旁承,配横向油压减振器、抗蛇行减振器。

HXN5型内燃机车-来源:韶山三五幺五零

参数:试制年份:2008年投产年份:2009年停产年份:2013年现状:运用中研制机构:戚墅堰机车车辆厂,通用电气公司生产工厂:戚墅堰机车车辆厂,通用电气公司产量:650台(单司机室)+50台(双司机室)动力系统:GEVO-16型内燃机传动系统:交—直—交流电传动,5GMG201型三相交流同步牵引发电机,二极管整流,IGBT功率控制器件,5GEB32型鼠笼式三相异步牵引电动机华氏轮式:0-6-6-0轴式:Co-Co用途:干线货运整备质量:150吨轴重:25吨轨距:1435mm牵引功率:4000kw起动牵引力:620kN持续牵引力:565kN最高速度:120km/h持续速度:25km/h

HXN5B型内燃机车概述:可适用于大、中型编组站的编组、调车及小运转作业。近年来,铁路货运周转量高速增长,这也增大了车站编组、调度及小运转的压力。而老旧的DF5系列和DF7系列渐渐无法满足需要。    2012年,戚墅堰机车车辆厂开始研发一款交流传动的大功率调车机车以适应日渐增大货运量。新的机车定型为和谐内5B型(HXN5B)内燃机车。2012年5月,首台HXN5B型样车(0001)在戚墅堰厂下线。同年9月完成了厂内调试和正线试验。2012年11月至2013年8月,0001号机车赴环铁等铁路进行了型式试验。HXN5B型内燃机车于2013年正式投入批量生产,首批机车配属成局贵段负责调车及小运转任务。到目前,戚墅堰厂已累计生产约300台该型机车。    HXN5B型内燃机车采用模块化设计、外走廊车架承载式车体结构,具有高通用性、高适应性的特点。机车的电子燃油喷射、高压比可变喷嘴增压、温控通风机转速等节能技术多为国产,且具有电阻制动、蓄电池辅助供电和AESS 等功能。    机车装用一台R12V280ZJ型节能环保内燃机,有功率大、排放小的特点。机车属于交—直—交流电传动。装用CDJF212型主辅发电机输出交流电。采用大功率IGBT模块组成的牵引变流器。逆变器为VVVF三相逆变器。位于转向架上的是CDJD113型交流感应异步牵引电动机。控制系统方面则是基于MVB总线和多处理器的实时网络分布式微机控制系统。一系悬挂含垂向油压减振器,二系悬挂采用三点橡胶堆承载结构。

HXN5B型内燃机车-来源:韶山三五幺五零

参数:试制年份:2012年投产年份:2013年停产年份:至今未停产现状:运用中研制机构:戚墅堰机车车辆厂生产工厂:戚墅堰机车车辆厂产量:295台(截至2021年6月)动力系统:R12V280ZJ型内燃机传动系统:交—直—交流电传动,CDJF212型主辅发电机,IGBT功率控制器件,CDJD113型交流感应异步牵引电动机华氏轮式:0-6-6-0轴式:Co-Co用途:调车及小运转整备质量:150吨轴重:25吨轨距:1435mm/1520mm装车功率:3530kw起动牵引力:560kN持续牵引力:540kN最高速度:100km/h持续速度:18.2km/h

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