DF8DJ電阻制動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)車設(shè)電阻制動(dòng),通過控制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)施電阻制動(dòng)(牽引電機(jī)同步轉(zhuǎn)速小于實(shí)際轉(zhuǎn)速) ,而主回路不用任何操作轉(zhuǎn)換。制動(dòng)電阻設(shè)兩組,臥式安裝,最大功率2 ×2075kW,可滿足自負(fù)荷試驗(yàn)要求。在電阻制動(dòng)工況下,機(jī)車的輪周制動(dòng)功率約為3040kW,機(jī)車最大制動(dòng)力約為280kN。電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)互相聯(lián)鎖。

由直流起動(dòng)發(fā)電機(jī)通過變速箱帶動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng),起動(dòng)完成后轉(zhuǎn)為發(fā)電工況,發(fā)出110V 直流電,為照明、控制、行車安全控制、空調(diào)、蓄電池充電、空壓機(jī)電機(jī)等提供電源。起動(dòng)發(fā)電機(jī)是在ZOF -412 的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的,主要是將發(fā)電功率提高到90kW和擴(kuò)大運(yùn)用轉(zhuǎn)速范圍,以滿足機(jī)車輔助用電量增加和柴油機(jī)空載轉(zhuǎn)速降為350r/ min的需要。

主傳動(dòng)采用交直交電傳動(dòng)。主電路由雙星形繞組交流主發(fā)電機(jī)、牽引變流器、異步牽引電動(dòng)機(jī)、電阻制動(dòng)裝置等組成。柴油發(fā)電機(jī)組輸出三相交流電,經(jīng)主硅整流器整流成穩(wěn)定的中間直流電壓,再經(jīng)牽引變流器變換成電壓和頻率可調(diào)的三相交流電供給異步電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速,從而控制機(jī)車的速度和牽引力。牽引變流器采用架控式、元件為GTO (4500V/3000A) 、水冷式,最高中間直流電壓2600V ,中間直流回路設(shè)支撐電容和制動(dòng)電阻,支撐電容用以吸收整流回路輸出的交流分量和異步牽引電動(dòng)機(jī)返回的無功能量;制動(dòng)電阻在機(jī)車制動(dòng)時(shí)由微機(jī)控制投入,同時(shí)制動(dòng)電阻與GTO 元件串聯(lián)在中間直流回路還兼作中間直流電壓限制器,在機(jī)車牽引工況下用以吸收過高的直流電壓。機(jī)車牽引和制動(dòng)工況的控制由控制系統(tǒng)控制變流器實(shí)現(xiàn),電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速采用直接力矩控制方式。機(jī)車主電路中不設(shè)電空接觸器,機(jī)車方向的轉(zhuǎn)換由GTO 開關(guān)元件實(shí)現(xiàn), 線路得以大大簡化。

牽引變流器采用GTO大功率開關(guān)元件組成的相模塊,相模塊為水冷式,采用加有防凍液的冷卻水進(jìn)行冷卻。冷卻水泵和冷卻風(fēng)機(jī)均采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng),主整流模塊、變流控制用微機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)箱和冷卻水泵機(jī)組等均安裝在牽引變流器柜中。電氣室頂部設(shè)計(jì)成一個(gè)夾層,中間隔墻將其隔成電阻制動(dòng)間和變流器冷卻間,兩側(cè)肩均為活動(dòng)百葉窗。變流器冷卻風(fēng)扇從機(jī)車一側(cè)肩部吸氣,經(jīng)通風(fēng)機(jī)、冷卻散熱器,再從另一端排出車外,在風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有防水和濾清裝置。電阻制動(dòng)柜外形及接口尺寸與DF8B型機(jī)車的相同,制動(dòng)電阻柜的通風(fēng)機(jī)從制動(dòng)電阻分壓獲取動(dòng)力。該夾層采用活動(dòng)結(jié)構(gòu),以方便下層各機(jī)組的吊裝,夾層結(jié)構(gòu)采用專門的防雨、隔熱結(jié)構(gòu),即使雨水隨吸風(fēng)進(jìn)入夾層,也能及時(shí)排出。電氣室側(cè)墻上除照明窗外,兩側(cè)各設(shè)有一百葉窗,為提高進(jìn)入電氣間空氣的清潔度,在百葉窗進(jìn)風(fēng)口上裝有整體式機(jī)車側(cè)墻過濾網(wǎng),該過濾網(wǎng)采用特殊處理過的無紡棉作過濾材料,具有通風(fēng)量大、過濾精度高、拆卸方便、易沖洗、抗震性強(qiáng)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),在風(fēng)沙地區(qū)可確保進(jìn)入電氣間和牽引電機(jī)的空氣清潔。

機(jī)車分上、下兩部分,上部分為車體及安裝在其上的設(shè)備,下部兩端為轉(zhuǎn)向架,中間為燃油箱,燃油箱左、右兩側(cè)為蓄電池箱。車體以5 道間壁將其分成6 個(gè)室,從前往后依次為Ⅰ司機(jī)室、電氣室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室、Ⅱ司機(jī)室。兩個(gè)司機(jī)室具有完全相同的功能。由機(jī)車總體布置圖可見,除電氣室因裝牽引變流系統(tǒng)有較大改變外,機(jī)車其余部分的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)批量生產(chǎn)的DF8B機(jī)車相似。電氣室前端為低壓電器柜,柜門在司機(jī)室內(nèi)開。柜體立面與Ⅰ司機(jī)室隔墻焊固,底部與主車架鐵地板焊固,除必要的出氣孔和走線管外,全為密封結(jié)構(gòu)。柜內(nèi)采用正壓通風(fēng),風(fēng)源引自前牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)。司機(jī)室后端墻上對(duì)開有兩門,打開它可檢修和裝拆低壓電器柜內(nèi)的所有電器件。門采用特殊的密封結(jié)構(gòu),使低壓電氣柜形成的空腔具有良好的隔聲功能。電氣室中主要安裝有牽引變流器柜、起動(dòng)變速箱、起動(dòng)發(fā)電機(jī)、牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)機(jī)等。另外,在靠動(dòng)力室的側(cè)墻處布置行車安全裝置的控制柜、空調(diào)電源柜及空氣制動(dòng)閥柜。

機(jī)車按"重載5000t 、最高速度90km/ h"和"快運(yùn)貨物2000t 、最高速度120km/ h"牽引要求進(jìn)行設(shè)計(jì),車體和走行部按機(jī)車最大速度140km/ h 設(shè)計(jì)(牽引電機(jī)按滾動(dòng)軸承抱軸結(jié)構(gòu)考慮) 。機(jī)車軸重按23t 和25t 兩種裝車方案設(shè)計(jì),從23t 到25t 只需在機(jī)車兩側(cè)腰部加加重壓鐵。其總體技術(shù)水平要達(dá)到20 世紀(jì)90 年代末世界先進(jìn)水平。結(jié)合內(nèi)燃機(jī)車國產(chǎn)化交流傳動(dòng)系統(tǒng)能力和微機(jī)粘著控制水平,機(jī)車最大起動(dòng)牽引力:25t 軸重機(jī)車按560kN、23t 軸重機(jī)車按520kN 設(shè)計(jì)(相應(yīng)的粘著系數(shù)為0138 和01385) ;機(jī)車持續(xù)牽引力按410kN設(shè)計(jì)。

為確保安全和考慮微機(jī)粘著控制水平的進(jìn)一步發(fā)展,主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件采用冗余設(shè)計(jì),如牽引變流器、牽引電動(dòng)機(jī)按機(jī)車最大起動(dòng)牽引力600kN、持續(xù)牽引力420kN 設(shè)計(jì),牽引齒輪按機(jī)車最大起動(dòng)牽引力620kN、持續(xù)牽引力440kN 設(shè)計(jì)。該機(jī)車的研制原計(jì)劃分兩步進(jìn)行:第一步主要實(shí)現(xiàn)機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)交流化、國產(chǎn)化,即機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)及牽引發(fā)電機(jī)、牽引變流器裝置、異步牽引電動(dòng)機(jī)、微機(jī)控制系統(tǒng)(包括牽引變流器控制和機(jī)車防滑空轉(zhuǎn)控制) 、電阻制動(dòng)裝置等主要部件采用國內(nèi)研制件; 并研制采用電子噴射技術(shù)的16V280ZJ G型柴油機(jī),將柴油機(jī)裝車功率提高到4000kW(考慮到柴油機(jī)的研制進(jìn)度可能跟不上交流傳動(dòng)機(jī)車樣機(jī)的試制進(jìn)度,原設(shè)計(jì)評(píng)審和項(xiàng)目申報(bào)均提5000 馬力) ;走行部采用按傳統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的三軸轉(zhuǎn)向架。第二步是在機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)交流化、國產(chǎn)化基礎(chǔ)上進(jìn)一步將輔助傳動(dòng)系統(tǒng)交流化,走行部采用引進(jìn)美國EMD HTCR 徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)生產(chǎn)的三軸徑向轉(zhuǎn)向架。

軌距 1435mm

軸式 C0-C0

輪徑 1050mm

整備重量 138+3%t或150%t

通過最小曲線半徑 145mm

標(biāo)稱功率 3350kW

機(jī)車最大速度 120km/h

最大恒功速度 110km/h

持續(xù)速度 28.8km/h

起動(dòng)牽引力 機(jī)車23t軸重時(shí)為520kN機(jī)車25t軸重時(shí)為560kN

持續(xù)牽引力 410kN

外形尺寸(長X寬X高) 22300X3304X4736mm

燃油儲(chǔ)備量 9000L

機(jī)油儲(chǔ)備量 1200kg

冷卻水儲(chǔ)備量 1200kg

砂儲(chǔ)備量 800kg

機(jī)車全軸距 16.2m

轉(zhuǎn)向架軸距 2X1.8m

柴油機(jī)型號(hào) 16V280ZJG

柴油機(jī)標(biāo)定功率 4200kW

柴油機(jī)裝車功率 4000kW

牽引發(fā)電機(jī)型號(hào) JF220

牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào) Jdl20