CN2790861Y - 低轴重大功率交流传动货运内燃机车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种货运内燃机车。机车分上、下两部分，上部分为车体，在车体上设置有间壁将车体分成六个室，在机车上设置有传动系统、冷却水系统、滑油系统、燃油系统、保温系统、空气滤清系统、牵引电机通风系统、空气制动系统，机车进行了轻量化设计，采用了R16V280ZJ型柴油机且主传动为交直交电传动。本实用新型的低轴重大功率交流传动货运内燃机车实现在23吨低轴重的情况下单机功率大于4400kW。

Description

低轴重大功率交流传动货运内燃机车

所属技术领域

本实用新型涉及一种内燃机车，特别是一种用于重载干线货运的低轴重大功率内燃机车。

背景技术

现有的货运内燃机车，一般来说，功率大的机车的轴重就大，轴重小的功率就小。在国内，除本车外尚无单机功率超过4400kW的货运内燃机车，在国外，单机功率超过4400kW的货运内燃机车，其轴重都超过30吨。为适应中国目前重载快捷的需求，需要一种低轴重大功率的内燃机车来牵引。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，主传动为交直交电传动，机车装用大功率R16V280ZJ型柴油机，采用了许多新技术、新结构。

实现本实用新型目的的技术方案为：一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，机车分上、下两部分，上部分为车体，在车体上设置有五道间壁将车体分成六个室，从右往左依次为第I司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室、II司机室，在动力室设置有柴油机和主发电机，在机车下部两端分别安装有转向架，中间设置有燃油箱，燃油箱两侧为蓄电池箱，在车架底部吊挂有总风缸，转向架上安装有车轮和交流异步牵引电动机，在机车上设置有传动系统、冷却水系统、滑油系统、燃油系统、保温系统、空气滤清系统、牵引电机通风系统、空气制动系统以及电气控制系统。

为了实现机车的轻量化设计，进一步地：车体采用桁架式侧壁承载结构；燃油箱采用承载式燃油箱结构；蓄电池箱采用阀控式密封碱性蓄电池；主发电机采用自通风无刷励磁方式；转向架为两台三轴、无心盘、轴箱拉杆式两系悬挂转向架，交流异步牵引电动机采用滚动轴承抱轴式悬挂，车轮采用整体辗钢车轮。

为了实现车机大功率牵引，进一步地：柴油机采用R16V280ZJ型柴油机，采用泵—管—嘴型式的电子喷射系统，通过MVC01-10/20控制器进行控制。

对机车传动系统进行了结构改进，采用的具有当今世界先进水平的轴控式交流传动系统，具体地：所述传动系统包括主传动系统和辅助传动系统，主传动系统采用交直交电传动，主要由JF222型交流主发电机、一体结构的主整流器和牵引变流器、JD123型三相交流异步牵引电动机和制动电阻装置组成，主发电机采用自通风无刷励磁方式，牵引变流器采用轴控方式，制动电阻装置共设制动电阻单元12个，每6个单元电阻组成一个电阻柜，每个电阻柜分别配置一套风机电机组供电单元冷却用；辅助传动系统将部分传统的直流电传动改为辅机交流电传动，并取消了静液压传动系统，而其交流辅助发电机为JQF409C型隐极三相同步发电机，通过变速箱与柴油机相连，恒压频比控制，输出的三相交流电供给冷却风扇电机、牵引电机通风机电机和牵引变流器内部的冷却风扇电机及循环水泵电机。

为了实现车机低轴重大功率牵引，对机车其它系统进行了结构改进：具体地：在冷却室设置有冷却水系统和滑油系统。冷却水系统具有冷却装置，冷却装置设计成整体吊装的结构，由散热器、钢结构、冷却风扇电机组组成，散热器采用顶置式，由8块板式双流道铜散热器组成，并采用干式冷却系统，当柴油机水温较低时，冷却水不经过散热器而直接经水箱流回柴油机，当柴油机水温较高时，冷却水才经过散热器，冷却后再经水箱流回柴油机；滑油系统包括板式机油热交换器和机油化纤滤清器，机油化纤滤清器内设置有滤芯，滤芯排列为L形。在动力室设置有燃油系统、保温系统和空气滤清系统。燃油系统采用二级滤清，在燃油泵自燃油箱吸油管路I中设置一级滤清，过滤精度为75~80μm，在燃油泵出口管路至柴油机精滤器的管路II中设置二级滤清，过滤精度为25μm；保温系统采用起动柴油机来循环油、水，利用柴油机工作自身加热柴油机，并同时利用起动发电机向布置在水箱中的电加热器供电，以缩短加热时间；空气滤清系统包括增压器、滤清器和进风道，增压器采用单侧轴向进风直管，进风道采用铝板焊接结构，增压空气采用二级滤清，第一级为采用8只ND₅机车用旋风筒滤清器，第二级采用22只东风₁₁机车用纸质滤清器。在动力室和冷却室分别设置有牵引电机通风系统，采用了辅机交流电传动系统，牵引电机通风系统具有前牵引电动机通风机和后牵引电动机通风机，并由JD342型交流电动机驱动，供交流异步牵引电动机通风，前牵引电动机通风机采用外进风，同时向电器室内提供正压通风，后牵引电动机通风机从辅助室吸风。空气制动系统包括JZ-7型空气制动机、TSA-330A螺杆型空气压缩机、704-1型调压控制器，空气压缩机通过直流电机驱动，由调压控制器控制空气压缩机的开启和关闭，在空气压缩机与总风缸之间设置有风源净化装置，风源净化装置安装于动力室前间壁二上。

本实用新型所述的低轴重大功率交流传动货运内燃机车是目前国内单机功率最大、技术最先进的新一代大功率交流传动货运内燃机车，是目前国内唯一能单机牵引5000t、最高速度90km/h的内燃机车；双机重联后还能实现牵引5000t、最高速度120km/h的重载快捷货运，整车单位功率重量处于国际领先水平(美国GE的AC6000CW机车总重达193t)。

附图说明

图1是本实用新型机车总体结构示意图。

图2是本实用新型机车俯视结构示意图。

图3是图1左端结构放大图。

图4是图1右端结构放大图。

图5是图2左端结构放大图。

图6是图2右端结构放大图。

图7是II司机室结构示意图。

图8是辅助室结构示意图。

图9是冷却室结构示意图。

图10是动力室结构示意图。

图11是电气室结构示意图。

图12是I司机室结构示意图。

图中：1.空调  2.空调电器  3.测量仪表  4.柴油机  5.主发电机  6.前转向架牵引电动机通风机  7.制动电阻装置  8.I司机室  9.间壁一  10.电气室  11.电器柜  12.牵引变流柜  13.间壁二  14.牵引变流器外进风通道  15.万向轴  16.直流起动发电机  17.辅助发电机励磁控制柜  18.前转向架牵引电机通风机外进风道  19.风源净化装置  20.空气滤清器  21.增压器  22.单侧轴向进风直管23.动力室  24.间壁三  25.冷却室  26.风扇电机  27.风扇  28.散热器  29.起动机油泵  30.机油化纤滤清器  31.制动阀类板式安装架  32.间壁四  33.辅助室  34.间壁五  35.II司机室  36.扶梯  37.柴油机电喷控制箱  38.车体  39.手制动装置  40.交流异步牵引电机  41.后转向架牵引电动机通风机  42.螺杆空气压缩机  43.机油热交换器  44.调压控制器  45.水箱  46.总风缸  47.蓄电池  48.燃油箱  49.交流异步牵引电机  50.车轮  51.交流辅助发电机  52.变速箱  53.转向架  54.操纵台

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的描述。

如图1至图12所示的一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，机车分上、下两部分，上部为车体38，在车体上设置有五道间壁，间壁一9、间壁二13、间壁三24、间壁四32、间壁五34，将车体分成六个室，从右往左依次为I司机室8、电气室10、动力室23、冷却室25、辅助室33、II司机室35。各室的主要布局为：

I司机室和II司机室：

I司机室8和II司机室35的布置基本相同，仅第II司机室的间壁五34上设置手制动装置39的手把。

司机室宽畅明亮、视野良好、便于了望。前窗玻璃采用中空玻璃，侧窗采用铝合金窗框，前、后移动。

操纵台54上安置了全部驾驶和信息控制设备，左侧为正司机操纵台、右侧为副司机操纵台。操纵台结构及设备安装位置根据人机工程学原理设计，正司机侧布置有制动阀、控制手柄、换向手柄、控制开关、按钮、仪表、故障集中显示屏、LJK2000运行监控显示器和微机显示屏，副司机侧设有控制开关等信息控制设备、生活用电炉。

为了改善乘务员工作条件，司机室内设有电取暖器。此外，还设置了顶置式空调1，使夏季乘务员工作更加舒适。

室内四周壁充填隔热、隔音材料，使其形成一个隔热、隔音的密封结构，使室内噪音达到GB3450规定的要求。

顶部设有天花板，其上安置有照明灯和电风扇。

此外，司机室后方间壁上还设有紧急放风阀、灭火装置等设施。前窗的中空玻璃可根据用户要求选用电热玻璃。前窗下部设有刮雨器及玻璃自动洗涤器，以保持前窗玻璃的清洁明亮。

电气室：

电气室10左侧为牵引变流柜12，其内部包含主整流柜，并自带水冷系统，轴控方式，牵引变流柜12上方是为其冷却所设置的铝制外进风通风道14，冷却风经牵引变流柜12后向车体下部排出。电气室右侧后部为电器柜11，其内部包含低压电器、接触器、机车级微机、行车安全装置等。在微机箱EXP布置处的电器柜侧壁上，设置了微型强迫通风风扇，下进上出，用以冷却微机箱。

电气室前端上方为两台卧式制动电阻装置7，其安装架设计成整体吊装的结构，以便于牵引变流器、电器柜的吊装。

在电气室10与动力室23的间壁二13右上方设有前转向架牵引电机通风机电机组，其出风道与间壁二13合为一体，同时还可向电气室10提供正压通风，为电气室10内各电器创造良好的工作环境。该通风机的这种布置，可以充分利用机车上部空间，并缩短机车纵向长度。

电气室10左侧壁上设有带滤网的百叶窗，以利于夏季散热。

动力室：

动力室23内中部为柴油机发电机组，柴油机4为R16V280ZJ型，主发电机5为JF222型，无刷励磁，并采用自通风方式。主发电机5从车体下部吸风，冷却主发电机5后，一部分排向车外，另一部分排在动力室23内部，使动力室建立一定的正压，以利于柴油机4的正常工作。

主发电机5通过万向轴15、前变速箱分别与左侧的交流辅助发电机51、右侧的直流起动发电机16相连。

柴油机发电机组右侧设有燃油预热器、空气制动系统中的工作风缸，左侧设有两组燃油输送泵—电机组、燃油粗滤器，左后端设燃油细滤器。

在动力室23左右两侧壁前端均设有带滤网的百叶窗，可像门一样打开，以便于检修中传递工具及更换零部件。动力室23中部两侧均设有增压空气滤清器20，右侧壁后部上方设有两台车体通风机。

前间壁二13上设有空气净化装置19、辅助发电机励磁控制柜17，上方为前转向架牵引电机通风机6的铝制外进风通道14。

后间壁三24中部为贯穿动力室23与冷却室25间壁三24的干式冷却系统的水箱45，其上布有测量仪表4。该水箱45兼间壁功能。

冷却室：

冷却室25上部为冷却装置，其上部为顶置式散热器28，下部为两个冷却风扇27-电动机26组。

冷却装置下方前端左侧为板式机油热交换器43，中间为水箱45，右侧为起动机油泵29、化纤机油滤清器30。

冷却装置下方中间设有两台空气压缩机电机组42，空压机为TSA-330A型螺杆泵，配ZD319A型直流电动机。

冷却装置下方后端左侧为后转向架牵引电动机通风机41-电机组，从辅助室33吸风。右侧为制动机阀类板式安装架31。

冷却室25后间壁四32左侧设有轨轨润滑装置控制盒，中间为行车安全装置的电动紧急放风阀。

冷却室25两侧壁上共设6个侧百叶窗，其上半部可根据冷却水温度而自动开启、关闭，采用电磁阀控制气动风缸再驱动百叶窗的温控机构。

辅助室：

辅助室33设有空调机组逆变电源2及其控制箱、柴油机电喷控制箱37及其机车接口箱、复轨器40、铝制工具箱以及登上车顶的扶梯36等。

辅助室33两侧壁设侧百叶窗，以供后转向架牵引电动机通风机电机41组吸风。

机车上主要设置有如下系统：

传动系统：

传动系统包括主传动系统和辅助传动系统。

机车主传动系统采用交直交电传动，轴控方式，主要由交流主发电机5、主整流器和牵引变流器(做成一体)、交流异步牵引电机49和制动电阻装置7等组成。主发电机定子为双星形绕组，输出两路三相交流电，每一路通过一个三相全波整流桥将三相交流电整流成稳定的中间直流电压，再经过三组牵引变流器变换成电压幅值、频率可调的三相交流电，分别供给一个转向架53上的三台交流异步牵引电动机49，实现电动机的变压变频调速，从而控制机车的速度和牵引力。

机车采用分布式计算机控制系统，具有机车牵引和电阻制动控制、自负荷控制、粘着控制和辅机交流电传动控制、机车各系统的检测、保护和故障诊断显示等功能，使机车在牵引、电阻制动和自负荷等各种工况下都处于最佳状态工作。微机控制系统具有较完善的诊断、显示功能，可将故障发生前后数据进行自动记录，并可通过IC卡转储，以供分析。微机系统采用MVB实时控制光纤总线，通信可靠。机车级微机系统采用双机冷备份，故障时可通过一个转换开关切换到另一台微机系统继续工作，以提高机车工作可靠性。

主发电机5为JF222型，额定容量4200kVA，采用自通风无刷励磁方式，省去了外加的通风机、励磁机及励磁整流柜。主发电机5采用三相凸极式无刷励磁同步主发电机，发电机的转子上设主发电机的励磁绕组和励磁机的三相电枢绕组，励磁机输出电压经设置在同一转子上的旋转整流器向主发电机5的励磁绕组供电，而励磁机的励磁绕组则设在主发电机的定子上。励磁电流由机车控制级微机将110V直流电经斩波调节供给，通过调节励磁电流来控制主发电机的输出电压，从而控制中间直流电压。中间直流电压随柴油机转速的升高按线性变化关系上升，电压与转速的关系曲线为一过零直线，对应柴油机转速1000r/min的中间直流电压为1500V。

牵引变流器瑞士BOMBARDIR公司的产品，采用轴控方式，其内部还包含主整流柜，主整流元件型号为ZPA2000-44，变流器模块采用IGBT(3300V/1200A)元件，两种元件均采用水冷方式，柜内自带冷却水循环及风扇冷却系统，只需提供外进风通风道即可。主整流元件由株洲所提供，变流器模块则与地铁通用，为以后变流器国产化创造了条件。

牵引电动机为JD123型三相交流异步牵引电动机，相对于传统的直流牵引电动机，具有功率大、粘着性能好、维修量少等一系列重要优点，大大提高了机车的牵引性能，粘着系数达0.38，最大起动牵引力达560kN、最大恒功速度达120km/h；同时，由于其重量只有1800kg，比东风8B的ZD109C型直流牵引电动机每只约轻1200kg，有利于降低机车簧下质量，减小轮轨动作用力，这对大功率交流传动机车尤为重要。

机车设电阻制动，制动时通过变流器控制将制动电阻投入，制动电阻装置7设两组，卧式安装。最大功率2×2050kW，可满足自负荷试验要求。在电阻制动工况下，机车的轮周制动功率约为3600kW，机车最大制动力为220kN。

由于主传动采用了交直交系统，除变流器外，没有什么高压电器，故电器元件按照集中布置的原则，即将低压电器、接触器、机车级微机、行车安全装置等均布置在一个电器柜11内，布局紧凑。元器件的选用尽量考虑先进性和可靠性，如直流电磁接触器及中间继电器选用引进德国沙尔特宝技术生产的“沙尔特宝电器”，交流接触器采用澳大利亚CLIPSAL公司合作生产的“奇胜电器”。

柴油机4采用泵—管—嘴型式的电子喷射系统，控制系统采用德国Heinzmann公司的MVC01-10/20的控制器，电控泵为奥地利Bosch公司的产品。该系统具有喷油控制精确、柴油机低转速稳定、有利于环保等优点。

机车控制及照明电路采用110V直流电源，起机前由机车蓄电池47供电、起机后由直流起动发电机16供电。

机车辅助传动采用机械传动、辅机交流电传动、辅机直流电传动三种形式，取消了交-直流传动机车上惯用的后变速箱和后万向轴、弹性联轴节等机械传动装置和静液压传动系统，仍保留传统的柴油机起动装置，另外设一台由柴油机经变速箱52驱动的三相交流辅助发电机51，从而实现辅机交流电传动。

交流辅助发电机51为JQF409C型隐极三相同步发电机，通过变速箱52与柴油机4相连，恒压频比控制，输出的三相交流电供给冷却风扇电机26、牵引电机通风机电机和牵引变流器内部的冷却风扇电机及循环水泵电机。当柴油机4转速为1000r/min时，输出电压为400V、101.6Hz的交流电，交流辅助发电机51的额定容量为400kVA。冷却方式为防护式自通风。交流辅助发电机励磁控制柜17采用双备份，故障时可切换到另一台励磁控制装置继续工作。

柴油机4由ZQF412型全叠片式直流起动发电机16起动，比东风8B、东风11机车通用的ZQF-80型直流起动发电机轻135kg，电气性能不变。

起动发电机16及交流辅助发电机51采用机械传动。

柴油机4起动时，由蓄电池47向起动发电机16供电，通过变速箱52、万向轴15带动柴油机4起动；柴油机4起动后通过万向轴15、变速箱52直接驱动直流起动发电机16和交流辅助发电机51。

柴油机4起动后，交流辅助发电机51向两台牵引电动机通风机及牵引变流器内部的冷却风扇电机和循环水泵电机供电，实现辅机交流电传动。两个冷却风扇分别由两个变极交流电动机26驱动，根据冷却需要，对每个电机进行变极控制，使其停止、半转速或全转速，并通过两个风扇转速的不同排列组合，实现多档不同功率输出。机车的两个通风机均采用三相交流异步电动机驱动，使其控制方便，结构简单，安全可靠。

柴油机4起动后，直流起动发电机16向空气压缩机电机、起动机油泵电机、燃油泵电机及车体通风机等辅助设备供电，这部分为直流辅机电传动。

冷却水系统：

在冷却室25设置有冷却水系统和滑油系统.。冷却水系统具有冷却装置，冷却装置设计成整体吊装的结构，由散热器28、钢结构、冷却风扇电机组等组成。散热器28采用顶置式，由8块板式双流道铜散热器组成，并采用干式冷却系统，即当柴油机水温较低时，冷却水不经过散热器28而直接经水箱45流回柴油机4；当柴油机4水温较高时，冷却水才经过散热器28，冷却后再经水箱45流回柴油机4。该系统有利于降低机车辅助功率，提高机车运用经济性。冷却风扇27为整体铸铝结构，压风式，直径φ1500mm，最高工作转速为1500r/min，由JD363型交流变极电机驱动。

滑油系统：

与东风8B机车相比，机油热交换器43由原来的管壳式改为板式，在相同的体积、重量下，热交换能力更大；机油化纤滤清器30的滤芯排列由原来的“—”字形改为“L”形，以实现在有限的空间内既满足性能要求，又有利于流道更加流畅，结构布置更加合理。

燃油系统：

燃油系统按柴油机配电控喷油泵的要求设计，设置二级滤清。在燃油泵自燃油箱吸油管路中设置一级滤清，过滤精度为75～80μm，以滤去燃油中较大颗粒的杂质。在燃油泵出口管路至柴油机精滤器的管路中另设置二级滤清，过滤精度为25μm。

燃油设预热设施。

燃油箱48为承载式结构。燃油箱48设计容量为7500L，有效容量达7000L。燃油箱48左右两侧安装蓄电池47。油箱表面喷涂阻尼浆作保护层，外表面再覆盖薄钢板，使燃油箱48有较好的保温性能。

保温系统：

由于机车采用干式冷却系统，当柴油机4停机后，散热器28内不存水，大大地减小了散热面积，而水箱47里的冷却水散热比较慢，可在较长时间内保持水温，所以取消了传统的预热锅炉，采用起动柴油机4来循环油、水，利用柴油机4工作自身加热柴油机4，并同时利用起动发电机16向布置在水箱47中的电加热器供电，大大缩短打温时间。

空气滤清系统：

为了减小柴油机4增压器进风阻力，将原增压器吸气弯头改为单侧轴向进风直管22，同时为了减重，空气滤清器20进风道采用铝板焊接结构。

增压空气采用二级滤清，第一级为8只ND₅机车用旋风筒滤清器，第二级为22只东风₁₁机车用纸质滤清器。

牵引电机通风系统：

由于采用了辅机交流电传动系统，使机车牵引电机通风机布置非常灵活。机车共设2台相同的牵引电机通风机，均由JD342型交流电动机独立驱动，分别供前、后转向架牵引电动机通风。其中前转向架牵引电动机通风机6采用外进风，同时向电器室内提供正压通风，后转向架牵引电动机通风机41从辅助室吸风，以防止与冷却室的冷却风扇抢风。

空气制动系统：

采用JZ-7型空气制动机，装用2台TSA-330A螺杆型空气压缩机42，供风量为2×2.4m3/min。空气压缩机42由直流电动机驱动，经704-1型调压器控制空气压缩机42的开启和关闭，使总风缸46空气压力保持在750～900kPa范围内。总风缸46安装在车架下部燃油箱48的后端。在空气压缩机42与总风缸46之间设有风源净化装置19(双塔式)，该风源净化装置19安装于动力室23前间壁上。空气制动系统中还装有空气制动与电阻制动的空电联锁装置、风喇叭和刮雨器等。

在动力室23设置有柴油机4和起动发电机16，在车架下部两端分别安装有转向架53，中间设置有燃油箱48，燃油箱48两侧为蓄电池47，在车架底部吊挂有总风缸46，转向架53上安装有车轮50和交流异步牵引电动机49，在机车上设置有传动系统、冷却水系统、滑油系统、燃油系统、保温系统、空气滤清系统、牵引电机通风系统、空气制动系统。

本实用新型的设计思路主要是对货运机车的轻量化设计及功率的提高，主要体现在：

一.货运车机的轻量化设计：

①采用阀控式密封碱性蓄电池替代原酸性免维护蓄电池，可减重约1吨，而且体积也减小约1/6。

②采用轻型材料，如：牵引变流器水冷系统的外进风道、前牵引电动机外进风道、柴油机空气滤清器至增压器的风道、工具箱等，设计中采用了铝合金件。

③优化设计主发电机，确定合理的容量，使其在满足要求的前提下重量降低到最小。另外由于主发电机采用自通风无刷励磁方式，故还可以省去外加的通风机、励磁机及励磁整流柜，进一步减重，同时使总体布置更为方便。

④采用全叠片式直流启动发电机、螺杆型空气压缩机组等新的重量较轻的部件，不仅减轻了重量，而且性能得到进一步提升。

⑤主整流柜与牵引变流器合二为一，可以省去独立的整流柜安装结构。

⑥取消传统的带预热锅炉的预热系统，采用启动柴油机并发电的电热保温系统，而且辅助室纵向长度也相应缩短，更有利于减重。

⑦采用承载式燃油箱技术。经过充分的调查、论证，并借鉴国外机车的先进技术，决定采用承载式燃油箱技术，同时优化燃油箱结构，设法减少燃油箱无效容积，不仅使机车重量达到了要求，而且由于柴油机支承部分刚度的大幅度提高，对柴油机乃至整个机车的抗振性能有极大的提高，从而可大大减少和避免由于振动而引起的各种故障问题。

二.在提高内燃机车功率方面，采用R16V280ZJ型柴油机。

R16V280ZJ型柴油机是为满足铁路运输进一步“提速、重载”的要求，而设计的新一代大功率机车用柴油机。通过利用AVL先进的计算软件及数据库的大量数据，通过进行的大量开发试验及在此基础上不断进行的改进工作，柴油机的主要性能指标已基本达到设计任务目标值的要求，特别是燃油消耗率比较低，且油耗曲线平坦，并通过了UIC100小时性能试验和UIC360小时耐久性试验。

采用两台三轴、无心盘、轴箱拉杆式两系悬挂转向架，交流异步牵引电动机采用滚动轴承抱轴式悬挂，轴箱采用滚动轴承加拉杆的定位方式，车体与转向架之间采用低位牵引杆装置，轮对采用全加工进口整体辗钢车轮。该转向架与东风8B机车转向架的主要不同之处是——电机悬挂采用滚动轴承抱轴结构、车轮采用全加工进口整体辗钢轮、悬挂参数根据动力学性能计算的结果进行了调整。另外，设计时还沿用了东风8B型机车转向架的一些成熟结构，如焊接构架、牵引杆装置、单元制动器等。

三.为了满足机车23t轴重时最大运用速度为120km/h的使用要求，对转向架进行了优化设计。

研制时进行了详细的动力学性能优化计算，并根据动力学性能计算的结果进行了机车悬挂参数的调整。设计和制造过程中按优化后的悬挂参数进行了结构调整设计和制作，实现了动力学性能计算的优化结果。电机悬挂系统也进行了适应较高运行速度的针对性设计，选用了进口的驱动轴承、优化了滚动抱轴箱的结构；为适应交流牵引电机的要求，牵引主动齿轮与电机轴的配合采用内插式过盈配合结构，研制时成立了攻关组，并针对研制过程中出现的问题进行了改进，满足了机车实际运行的需要。

动力学性能试验表明，机车具有较好的动力学性能，满足了机车全速度区段的运行性能要求。运行考核期后的拆检情况也表明，各系悬挂系统、电机滚动轴承报轴系统的驱动轴承和抱轴箱等关键元件、内插式牵引齿轮结构以及其它各种受力零部件状态良好。

四.为该机车而专门设计开发新型高效的干式冷却系统。

干式冷却系统在设计和制造过程中，借鉴了ND₅型内燃机车冷却系统的成熟技术。干式冷却系统经过高温冷却能力试验表明其各项技术性能参数完全满足交流传动机车正常运用的要求，具有较高的工作可靠性、可维护性及经济性。

该系统将机车高低温水系统分成大小两个循环回路，通过冷却水系统中加装的调温器来控制大小循环的工作。散热器28为顶置式大块型双流道散热器，冷却风扇布置在其下部，风扇27采用压风式，冷却风扇由双速交流电机驱动，电机转速由微机根据机车高低温水系统水温联合控制两风扇27转速有5种组合。机车冷却水系统的2只调温器选用了英国Amot公司的温度控制阀，分别控制高、低温水系统的大小循环。

作为国内首台采用干式冷却系统的干线货运大功率交流传动机车，东风_8CJ型交流机车在寻求解决大功率内燃机车冷却途径方面进行了积极尝试。初步的实践已表明：干式冷却水系统可以使柴油机在设定的温度范围内经济有效地工作。采用大块型双流道散热器使冷却装置结构紧凑，有利于机车总体布置。

五.作为轻量化设计的的承载式油箱。

承载燃油箱48的结构机理是利用原燃油箱的钢结构重量和其所占用的空间来加强车体钢结构的承载能力；减少车体中部承载结构的重复结构和燃油箱吊装结构、改变燃油箱的储油结构，以减少钢结构和底油储量达到减重的目的。由于采用了燃油箱承载结构，车体中部的刚度得到了很大的提高。通过模态分析，在车体和车体支撑跨度加长后车体的刚度将会降低。而采用了燃油箱承载结构后，车体刚度获得极大的提高，满足了设计要求。通过车体静强度试验证明该车体的刚度比东风_8B强。通过15万公里的运行考核后，经拆检一切情况良好，未出现变形和裂损。油箱底部集污排污功能基本良好。运用和拆检结果表明，首次采用的燃油箱参与承载的桁架式车体钢结构，不仅重量轻，而且车体中部刚度好，车体整体结构合理，强度和刚度均符合设计要求，能满足运用需要。

六.采用了大功率制动电阻装置

机车的制动电阻装置7共设制动电阻单元12个，每6个单元电阻组成一个电阻柜，每个电阻柜分别配置一套风机电机组供电单元冷却用。该装置功率大、耐压高、单元阻值大、结构尺寸紧凑，研制时电阻带、绝缘材料均采用了新材料、新结构。经试验，性能参数均满足设计要求。

Claims (3)

1.一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，其特征是：机车分上、下两部分，上部为车体(38)，在车体上设置有间壁一(9)、间壁二(13)、间壁三(24)、间壁四(32)、间壁五(34)，将车体分成六个室，从右往左依次为I司机室(8)、电气室(10)、动力室(23)、冷却室(25)、辅助室(33)、II司机室(35)，在动力室(23)设置有R16V280ZJ型柴油机(4)和主发电机(5)，在机车下部两端分别安装有转向架(53)，中间设置有承载式燃油箱(48)，承载式燃油箱(48)两侧为阀控式密封碱性蓄电池蓄电池箱(47)，在车体(38)底部吊挂有总风缸(46)，转向架(53)上安装有车轮(50)和交流异步牵引电动机(49)，在机车上设置有传动系统、冷却水系统、滑油系统、燃油系统、保温系统、空气滤清系统、牵引电机通风系统、空气制动系统，车体采用桁架式侧壁承载结构；转向架(53)为两台三轴、无心盘、轴箱拉杆式两系悬挂转向架，交流异步牵引电动机(49)采用滚动轴承抱轴式悬挂，车轮(50)采用整体辗钢车轮。

2.根据权利要求1所述的一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，其特征是：所述传动系统包括主传动系统和辅助传动系统，主传动系统采用交直交电传动，主要由JF222型交流主发电机(5)、一体结构的主整流器和牵引变流器(12)、JD123型三相交流异步牵引电动机(49)和制动电阻装置(7)组成，主发电机(5)采用自通风无刷励磁方式，牵引变流器采用轴控方式，制动电阻装置(7)共设制动电阻单元12个，每6个单元电阻组成一个电阻柜；交流辅助发电机(51)为JQF409C型隐极三相同步发电机。

3.根据权利要求1所述的一种低轴重大功率交流传动货运内燃机车，其特征是：在冷却室(25)设置有冷却水系统和滑油系统，冷却水系统具有冷却装置，冷却装置设计成整体吊装的结构，由散热器(28)、钢结构、冷却风扇电机(26)组组成，散热器(28)采用顶置式，由8块板式双流道铜散热器组成，并采用干式冷却系统，滑油系统包括板式机油热交换器(43)和机油化纤滤清器(30)，机油化纤滤清器(30)内设置有滤芯，滤芯排列为L形；在动力室(23)设置有燃油系统、保温系统和空气滤清系统，燃油系统采用二级滤清，在燃油泵自燃油箱吸油管路I中设置一级滤清，过滤精度为75～80μm；在燃油泵出口管路至柴油机精滤器的管路II中设置二级滤清，过滤精度为25μm，空气滤清系统包括增压器、空气滤清器(20)和进风道，增压器采用单侧轴向进风直管(22)，进风道采用铝板焊接结构，增压空气采用二级滤清，第一级为采用8只ND₅机车用旋风筒滤清器，第二级采用22只东风₁₁机车用纸质滤清器；在动力室和冷却室分别设置有牵引电机通风系统，采用了辅机交流电传动系统，牵引电机通风系统具有前转向架牵引电动机通风机(6)和后转向架牵引电动机通风机(41)，供交流异步牵引电动机(49)通风，并由JD342型交流电动机驱动，前转向架牵引电动机通风机(6)采用外进风，同时向电器室(10)内提供正压通风，后转向架牵引电动机通风机(41)从辅助室(33)吸风；空气制动系统包括JZ-7型空气制动机、TSA-330A螺杆型空气压缩机(42)、704-1型调压控制器(44)，空气压缩机(42)通过直流电机驱动，由调压控制器(44)控制空气压缩机(42)的开启和关闭，在空气压缩机(42)与总风缸(46)之间设置有风源净化装置(19)，风源净化装置(19)安装于动力室(23)间壁二(13)上。

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