第二节 HXD1C型电力机车总体总成_HXD1C型机车构架与运用操作-QQ阅读男生武侠网

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第二节　HXD1C型电力机车总体总成

HXD1C型为六轴交流电力机车，轴式为C0-C0，属于交—直—交电传动的范畴，采用前后双端司机室顺向操纵，它由接触网供给高压交流电，属外动力电源，由机车车顶受电弓导入，在机车上经主变压器降压，再经机车主变流器整流并通过中间直流环节转变成直流电，然后再通过牵引逆变器、辅助逆变器将直流电变换成三相交流电，用来驱动交流牵引电动机及其他辅助三相交流电机，完成机车的牵引任务。机车内机械间纵向采用三个间隔，即机车前端Ⅰ端司机室、机械间与Ⅱ端司机室。其中Ⅰ、Ⅱ端司机室布置基本相同，机械间设备采用靠边对称布置，中间是走廊。机车外形纵向从左向右为Ⅰ端司机室外墙、机械间外墙与Ⅱ端司机室外墙横向从上到下为机车车顶、车体与走行部（图2-4）。

图2-4　HXD1C型机车外形

一、机车总体布置

图2-5　机车总体布置

机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成一个有机整体，互相配合，又各自发挥独特作用，共同保证机车性能的正常发挥。这三大部分设备主要装置在机械间，机械部件和电子部件、屏柜分别布置在机械间的左侧和右侧（图2-5）。在紧急情况下，中央走廊是一条畅通无阻的逃生通道。电缆和空气管路大部分以单独的导管布置在中央走廊之下，这样易于从上方进行检查与检修。车顶由4块顶盖组成。每台机车装备有两个完全相同的受电弓，受电弓安装在车顶上。若两个受电弓中一个出现故障，机车可以升另一个受电弓继续执行牵引任务。车顶上布置有第三方设备的无线通信天线。司机室能隔离噪声、高温和低温，具有现代化的人体工程学设计。

1.机车三大部分

机车三大部分是指机车电气设备、机车车体与机车空气管路系统。

（1）电气设备

机车电气设备的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能，实现能量转换，同时还实现机车的控制。

（2）车体

机车车体部分主要用来安设司机室和各种电气、机械设备，承担机车重量，产生并传递牵引力及制动力，实现机车在线路上的行驶。同时车体底部两转向架之间的部位安装着机车主变压器。

（3）空气管路系统

电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的各种风动器械使用，并实现机车及列车的空气制动。

2.机车设备布置

（1）车顶

机车车顶由4块顶盖组成。机车司机室顶端的网侧电路由一台受电弓、一台带高压接地装置的主断路器、一台避雷器、一台高压电压传感器、一台高压电流传感器及一台高压隔离开关等组成。机车的主电路通过车顶连接器在网侧相连，这使得同台机车仅使用一架受电弓便可实现整台机车的供电。通信用的天线设备分别安装在司机室顶和其他几块活动顶盖上。

（2）司机室

司机操纵台的设计符合人体工程学原理，布置为左手边控制，由司机侧和副司机侧组成（图2-6）。在操纵台前设有两把高度和前、后都可调节的座椅。在司机室司机侧后墙柜和副司机侧后墙柜上固定有另外两把可折叠的座椅供添乘用，在机车前部装有前窗玻璃清洗系统的水箱。

图2-6　司机室

1—后墙柜/司机侧；2—后墙柜/副司机侧；3—入口门；4—座椅；5—前窗玻璃清洗系统；6—司机操纵台；7—机械间门

（3）机械间

机车机械间在车体的中间，相对两端为Ⅰ、Ⅱ端司机室，机车机械间装置有电气/机械类设备。主要有供牵引电动机用通风机，空气压缩机机组及干燥器，低压电器柜，卫生间，主变流器柜，冷却塔（为主变压器与主变流器冷却），辅助变压器柜，辅助压缩机柜，机车制动柜。机车三项装置设备控制柜，辅助变流器柜，蓄电池柜及控制电源柜，网侧电源控制柜，6A系统控制柜，相应生活设施冷藏箱及微波炉安装架等。它们在机械间基本上属对称性装置（图2-7）。

图2-7　机械间电气/机械设备位置

二、司机室设置

1.司机操纵台

司机操纵台位于司机前面，在几个面板上装有各种各样的控制部件（图2-8）。司机操纵台面下整体脚踏包括的脚动控制设备有无人警惕安全装置、撒砂装置和风笛（图2-8）。

图2-8　司机操纵台

1—分散式动力显示屏/制动屏显；2—运行监控器显示屏；3—人/机接口面板（机车操作显示屏）；4—压力表；5—打印机和音箱；6—副司机操纵台；7—司机操纵台；8—电子制动阀；9—列车无线电通信装置

2.司机操纵台局部设备

司机操纵台局部布置分局部1～6，即制动仪表盘（局部1，图2-9）；司机显示屏与通信及通信显示设备（局部2，图2-10）；制动系统总风与列车管压力表（局部3，图2-11）；机车警惕按钮与无线通信装置（局部4，图2-12）；机车司机操纵台各类扳键控制开关（局部5，图2-13）；机车司机操纵台司机控制器及相关按钮（局部6，图2-14）。

图2-9　司机操纵台局部1

1—牵引/制动力表；2—紧急制动按钮；3—速度表（0～160km/h）；4—紧急停车复位按钮

图2-10　司机操纵台局部2

1—司机显示屏（带有键盘，能够进行数据输入）；2—机车综合通信设备主控制盒，450MHz/GSM-R机车综合通信系统显示屏；3—450MHz/GSM-R机车综合通信系统送受话器

图2-11　司机操纵台局部3

1—总风缸和列车管压力表（双针压力表，量程：0～1200kPa）；2—转向架1和2制动缸压力表（双针压力表量程：0～1200kPa）

图2-12　司机操纵台局部4

1—记点灯；2—无人警惕安全装置；3—高音喇叭；4—400MHz/400kHz列车无线电通信装置

图2-13　司机操纵台局部5

1—主断路器（HVB）控制开关；2—受电弓控制开关；3—主压缩机控制开关；4—前窗玻璃加热开关；5—司机侧头灯开关；6—头灯正常减光开关；7—司机室灯开关；8—仪表灯开关；9—辅照灯开关（本务机车）；10—前面记点灯开关（本务机车）；11—后边辅照灯开关；12—后边记点灯开关；13—联机车头灯开关；14—重联机车辅照灯开关；15—重联机车记点灯开关

图2-14　司机操纵台局部6

16—手动过分相按钮开关；17—主司机控制器；18—高音喇叭按钮开关；19—自动警惕控制按钮开关（无人警惕安全装置）

3.司机室侧后墙设备布置

（1）司机侧后墙面布置

司机室后侧墙主要布置有中间为通往机械间的门与两侧为柜面，两侧壁柜柜深约为210mm。即司机侧后墙分为上下两层柜面式布置，上层左右为内嵌式柜与工具柜，中间柜面为凹面体装置着机车紧急制动阀。下层左侧为凹面墙体内镶嵌着添乘折叠椅，下层右侧为上下两层凹槽内镶嵌式储放着两枝灭火器（图2-15）。

图2-15　司机室后墙柜

1—司机侧后墙柜；2—紧急制动阀；3—司机室中间门；4—添乘折叠椅；5—灭火器；6—副司机侧后墙柜；7—多功能折叠座椅

（2）副司机侧后墙面布置

司机室后侧墙、副司机侧后墙也分为上下两层柜面式布置。上层左右对称为内嵌式电气设备柜，上层左侧为电气线路接线端子排；上层右侧内分上下两部分，上层为自动过分相信号处理器，下层为电气设备相应开关组。下层为凹面墙体内镶嵌着预留80mm的开折叠床空间（或多功能添乘折叠椅（图2-15中）。

三、机械间设备/车体与转向架

1.机械间设备

HXD1C型电力机车机械间设备基本为对称布置，即牵引与辅助设备分别由两套相同装置组成，分别对称布置在机械间的两端，机械间的中部是对称的主变流器，对称布置的左右冷却塔，对称布置左右三台牵引电动机的冷却风机（图2-16）。

图2-16　机车机械间电气/机械设备布置

1—牵引电动机冷却通风机；2—冷却塔通风机

2.车体

机车车体采用整体全钢焊接结构，包括底架、侧墙、司机室、后端墙等。车体顶部装有4个可拆卸的顶盖。车体侧墙上部结构设有带过滤器的通风风道。

车钩及缓冲器安装在底架的两端。

车体侧梁每侧设有4个检修作业用的吊车销孔。

机车车体侧构架底部设有4个架车支承座和供检修用的4个支承点，在车体支承座架起距轨面高度不超过2500mm的条件下，转向架和主变压器可从车体下推出（图2-17）。

图2-17　机车车体

3.转向架

（1）转向架的构成及功用

转向架主要由构架、轮对、驱动单元、一系悬挂和二系悬挂、一系减振器和二系减振器、牵引装置（转向架和车体的连接装置）、制动装置和转向架附属装置等组成（图2-18）。

图2-18　转向架

1—一系减振器；2—一系悬挂；3—转向架构架；4—二系减振器；5—二系悬挂；6—轴箱拉杆

机车产生的牵引力和制动力经过轴箱拉杆6从轴箱传递到转向架构架3，然后再经牵引杆传递到车体，用来牵引列车运行，或降低列车运行速度。

转向架构架是一个简单、封闭的H形框架，有两根侧梁，通过一根中间横梁和前后端梁连接在一起。横梁和前后端梁由箱形焊接截面制作而成。机加工时，所有连接点及加工面都有固定的公差。因此，转向架具有可互换性，其组合部件或模块也容易更换。

轮对通过水平排列的、有着金属橡胶球轴承的单侧车轮轴箱拉杆导向，金属橡胶球轴承同时传递牵引力到构架。在任何情形下，构架都作用于两个轮对轴箱的一系弹簧上。

（2）悬挂装置

①机车转向架悬挂系统是保证机车安全运行的关键部件，它是由一二系弹簧、减振器及轴箱定位组成（图2-18）。

HXD1C型机车转向架悬挂结构有两个特点：一是二系采用高扰弹簧，二是轴箱采用单侧轴箱拉杆定位，轴箱拉杆两端采用球形橡胶关节。

通过调整一、二系弹簧调整垫可实现机车23t、25t轴重的变换。

②电机悬挂装置一端采用抱轴悬挂，另一端采用摆杆弹性悬挂在构架上，同时电机悬挂加装了防脱落装置（通过安装在构架牵引梁上的安全托来实现）。

（3）轮对轴箱

转向架车轮采用整体碾钢车轮，材料为ER8；在车轮两侧装有制动盘，制动盘与车轮之间通过螺栓连接；车轮踏面采用符合TB/T 449的JM3磨耗型踏面。

4.转向架主要技术参数

一系悬挂方式　　钢弹簧+单轴箱拉杆+垂向减振器

一系垂直止挡间隙（mm）　　

一系横向止挡间隙（mm）　　12

一系弹簧工作高度（mm）　　189±2

二系悬挂方式　　钢弹簧+垂向减振器+水平减振器

二系弹簧工作高度（mm）　　497±2

基础制动方式　　轮盘制动单元（带蓄能）

限界　　符合GB 146.1—1983-1B

5.传动装置

HXD1C型机车转向架的传动装置采用抱轴驱动，主要由电机、抱轴箱、传动齿轮箱等组成；传动轴承采用滚动抱轴承。

电力机车牵引齿轮传递功率大（电机功率可达1225kW），齿轮线速度高（最大可达26m/s）。因此齿轮为高速重载传动，并能抵御瞬时5～6倍的冲击载荷。齿轮箱采用了独特的密封结构，车轮侧的迷宫密封与箱体作成一体，电机侧的迷宫密封采用球墨铸件，其结构即保证齿轮箱的密封，又保证齿轮润滑由不进入抱轴箱。

6.转向架（走行部）车载监测装置

转向架（走行部）车载监测装置是结合机车车载安全防护系统（6A系统）的要求，研制的集成于6A系统的机车走行部故障检测子系统，实现对机车走行部轮对轴承、电机轴承、抱轴承、轮对踏面和传动齿轮在线安全监测，保障走行部安全（在后文第十一章第二节内对此有详尽叙述）。

四、牵引装置转向架及辅属装置

因为HXD1C型机车为重载货运电力机车，因此牵引装置是该机车转向架关键部件之一。牵引装置的强度和刚度必须考虑5倍转向架质量惯性力的冲击载荷；同时为了减少轴重转移，牵引点距离轨面的距离尽可能低；为了保证转向架与车体的相对运动，牵引装置采用了橡胶关节和销套结构；为了有效传递牵引制动力，牵引装置纵向刚度要尽量大，HXD1C型牵引装置纵向刚度达到50MN/m。

1.牵引装置结构

HXD1C型机车转向架牵引装置由牵引杆（一）、牵引杆（二）、连杆、销套及橡胶关节组成（图2-19）。

图2-19　牵引装置结构

1—牵引杆（一）；2—连杆；3—牵引杆（二）；4—橡胶关节

2.牵引装置连接机构

牵引杆（一）和牵引杆（二）为焊接结构，连杆为铸造结构，牵引杆（一）和牵引杆（二）之间的连接采用销套结构（其中的牵引销采用的是不锈钢材料，滑套、滑环采用的是复合材料）。连杆与牵引杆之间采用橡胶关节连接，牵引杆与构架和车体之间采用橡胶关节连接。

3.构架

转向架构架为H形构架，由侧梁、牵引梁、前端梁和后端梁组成，除个别安装座以外，结构基本上是对称的。该构架焊接后，构架变形小，残余应力分布均匀，因此机加工后不需要退火；构架采用等刚度设计，构架的各个零部件的应力水平比较低，且应力变化趋势平稳；安装座结构简单。

4.转向架附属装置

（1）轮缘润滑及撒砂扫石器装置

转向架上装有2套轮缘润滑装置，位于转向架的1、4位，该润滑装置采用脂润滑，其额定工作气压700kPa，最大工作气压1000kPa，额定工作电压DC110V（波动范围：88～121V）。

①轮缘润滑装置（图2-20）。每台机车装备了一套轮缘润滑系统。

图2-20　轮缘润滑装置

1—油脂罐；2—喷嘴

轮缘润滑装置（图2-20）安装在1位轮对上，防止因轮轨间的干摩擦引起的车轮磨损。润滑装置包括一个电子控制器（CCU），4个喷头、4个油脂罐和空气管路系。

②撒砂、扫石器装置。针对启动困难或紧急制动防止车轮滑行，机车每个转向架上安装4套砂箱撒砂、扫石器装置，位于构架端部，每砂箱容积为0.1m3。扫石器由安装座和橡胶板组成。当机车采取紧急制动或CCU出现防空转、防滑行保护动作时，机车会自动进行撒砂。在启动困难或天气不良运行时，为了防止车轮空转，司机可以使用司机室内脚踏开关人工撒砂。砂面可以通过砂箱加砂口目视检查。砂箱装有加热及计量装置，额定撒砂量（在风量为4.5kPa时）（750±50）g/30s；加热电压220V，功率100W。

（2）轴箱止挡

HXD1C型机车转向架设置有一系垂向、一系横向止挡，它们均为刚性止挡，其中垂向为25～28mm，横向为10mm。HXD1C型机车转向架设置有有二系垂向、二系横向止挡。垂向止挡为刚性，横向止挡，垂向间隙为30mm，横向为35mm（不考虑弹性量）。

（3）整体起吊装置

HXD1C型机车整体起吊装置是作为机车自带的部件之一，它采用钢丝绳结构将车体与转向架连接（图2-21），钢丝绳连接结构不影响机车运行时车体与转向架之间的相对运动。在整体起吊时，车体将构架升起，同时通过一系垂向减振器将轮对提升起（图2-22）。