技术装备 文章编号：２０９５—５２５１（２０１４）０５—００１４—０３ 轨道交通装备与技术 第５期２０１４年９月 ＨＸＮ５Ｂ型大功率交流传动内燃机车 整车型式试验浅析 齐志刚 黄 贵 谢经广 （南车戚墅堰机车有限公司 江苏常州 ２１３０１１） 摘 要：详细介绍了ＨＸＮ 型大功率交流传动调车内燃机车型式试验的情况，并对其 发展的前景进行展望。 关键词：ＨＸＮ， 型机车；大功率；调车；型式试验 中图分类号：Ｕ２６０．１４ 文献标识码：Ｂ ＨＸＮ 型大功率交流传动内燃机车（以下简称 ＨＸＮ 型机车）是为解决我国现有调车机车与干线 机车牵引定数不匹配而研制的新一代调车机车，适 用于大、中型编组站的编组、调车作业及小运转。该 铁科院、戚机公司共同开展了ＨＸＮ 型机车整车型 式试验。 ２ 试验情况 ２．１ 动力学性能和承载结构强度试验 机车以南车戚墅堰机车有限公司（以下简称戚机公 司）４０００马力等级机车平台为基础，充分借鉴既有 机车的技术，对机车可靠性、可适用性、可维护性及 嘹望条件等方面进行了优化设计和改善提高，并针 对调车机车的特点优化了机车的牵引性能…。为 了验证ＨＸＮ 型机车性能，在铁路总公司的组织下， 中国铁道科学研究院机车车辆研究所（以下简称铁 为了考核ＨＸＮ 型机车在实际运行中转向架等 关键承力部件的动应力，验证转向架等关键承力部 件的机械应力安全度是否满足机车设计条件及标准 规定的强度要求和运用里程（年限）要求，在北京铁 路局管内京承线及京秦线进行了动力学和承载结构 强度试验。 科院）负责进行了机车型式试验。试验结果表明， 机车各项性能均符合试验大纲要求，满足试验指标。 ＨＸＮ ０００１号内燃机车动力学检测参数中，轮 重减载率、轮轴横向力、轴向平稳性指标、横向平稳 性指标、车体垂向加速度和车体横向加速度均未有 超限值；脱轨系数全程未发现连续超限。 动应力试验所测ＨＸＮ ０００１号内燃机车主要 承载部件各测点最大应力值未发现超过相应材料许 １试验大纲概述 ＨＸＮ 型机车整车型式试验大纲是经铁路总公 司批复，戚机公司依据ＧＢ／Ｔ ３３１５—２００６《内燃机 车制成后投入使用前的试验方法》、ＧＢ／Ｔ ３３１４— 用应力，各动应力测点的等效应力幅均未超过相应 材料许用应力，符合大纲要求。 ２．２冬季防寒保温试验 ２００６《内燃机车通用技术条件》、￣４４００马力交流传 动调车内燃机车设计任务书》、《戚墅堰公司交流传 动调车内燃机车技术规范》生成的，主要进行动力 学性能试验、承载结构强度试验、冬季防寒保温试 验、牵引特性试验、最大起动牵引力试验、夏季高温 为了考核ＨＸＮ 型机车柴油机的低温起动性 能、司机室保温性能以及机车牵引性能，在哈尔滨铁 路局管内加格达奇、伊图里河、塔河区间进行了防寒 保温性能试验，具体试验项目及结果如表１所示。 冬季试验结果表明，机车在低温下启动性能良好，司 机室保温效果良好，在运行中机车牵引力发挥正常， 调整比较平稳，满足大纲要求。 高海拔试验、冷却系统性能试验、柴油机功率试验、 燃油消耗量试验、制动试验及其他大纲规定试 验 。试验在２０１２年１１月～２０１３年８月间进行， 收稿日期：２０１４—０１—１７ 作者简介：齐志刚（１９８６一），男，硕士研究生学历，助理工程师，从事 机车总体设计工作。 １４ 齐志刚等ＨＸＮ 型大功率交流传动内燃机车整车型式试验浅析 轨道变通装备与技术 第５期２０１４年９月 表１冬季防寒保温试验 ２．３牵引特性和最大起动牵引力试验 为验证ＨＸＮ 型机车的牵引特性和最大起动牵 引力，在环形铁道对ＨＸＮ ０００１号内燃机车进行了 牵引特性试验，分别对被试机车的１、３、５、７、８位的 牵引性能进行了测试，被试机车８位牵引特性曲线 与设计曲线相符（见图１）。 在铁科院环形线试验基地对ＨＸＮ ０００１号机 车进行的最大起动牵引力试验中，测得机车的最大 起动牵引力达到５６２ ｋＮ，满足试验大纲要求。 ２．４夏季高温和高海拔试验 为了考核机车在高温、高海拔下的性能，戚机公 司在乌鲁木齐铁路局管内的哈密、鄯善、乌鲁木齐以 及库尔勒进行了高温、高海拔试验。 （１）冷却系统性能试验。在乌鲁木齐铁路局管 内的哈密机务段鄯善车间，分别在排放模式、油耗模 式下对ＨＸＮ ０００１号机车的冷却系统性能进行了 试验，环境温度为３８℃。试验数据推算到外温为 ４０ｑｃ时，柴油机出口水温与油温均在评定指标范围 内，机车冷却性能试验结果符合要求。 （２）柴油机功率试验。在进行冷却系统性能试 验的同时，分别在排放模式、油耗模式下对被试机车 的柴油机功率（海拔７００ ｍ）进行了试验。试验结果 符合试验大纲规定的海拔不高于７００ ｍ、外温一４０ ～＋４０℃的条件下，柴油机功率３ ５３０ ｋＷ，增压器 最高允许转速４０ ０００ ｒ／ｍｉｎ，涡轮前排气温度限值 ６５０℃的要求。 ２．５燃油消耗量试验 为考核柴油机燃油消耗量，在北京环铁站场分 别进行排放优先模式和油耗优先模式下的燃油消耗 量试验；分别在ＥＰＡ ＴｉｅｒＩＩ（美国联邦环保署非公路 用柴油发电机排放标准）模式下１００％额定功率和 油耗优先模式下１００％额定功率、８０％额定功率、最 低空载转速（３３０ ｒ／ｍｉｎ）、最低工作转速（４００ ｒ／ ｍｉｎ）进行了试验。试验结果均满足试验指标。 ２．６制动试验 为验证ＨＸＮ 型机车的制动性能，在环形道进 行了制动方面的试验，包括空气制动试验和电阻制 动试验。 空气制动试验主要进行了１００ ｋｍ／ｈ自动制动 阀紧急制动运行试验，最短制动距离５２１．４ ｍ；１００ ｋｍ／ｈ、８０ ｋｍ／ｈ自动制动阀常用制动运行试验；１００ ｋｍ／ｈ、８０ ｋｍ／ｈ单独制动阀常用制动运行试验；１００ ｋｍ／ｈ机车紧急制动阀试验，最短制动距离５７９．４ ｍ；自动制动阀、单独制动阀与电阻制动互锁试验、 无人警惕试验、线路制动试验和ＬＫＪ减压１２０ ｋＰａ 试验，试验结果均符合试验大纲要求。 在电阻制动特性试验中，分别对被试机车的１、 ３、５、７、８位电阻制动性能进行了测试。被试机车８ 位电阻制动特性曲线与设计曲线相符（见图２），符 合要求 ｔ 堇 、 、 、 料 ●■ ‘■～ ０Ｏ 图２ ＨＸＮ５Ｂ０００１号机车８位电阻制动特性曲线 ２．７其他试验 在整个机车试验期间，还进行了称重试验、起吊 性能试验、电磁干扰试验、淋雨试验、限界检查试验、 １５ 齐志刚等ＨＸＮ 型大功率交流传动内燃机车整车型式试验浅析 轨道交通装备与技术 第５期２０１４年９月 司机室噪声试验、风笛试验、主（辅）发电机升温试 验、蓄电池一车试验、启动性能加速试验以及压缩空 创新、结合消化吸收引进技术而开发的新一代高可 靠性、油耗达１９８ ｇ／（ｋｗ・ｈ）和排放满足ＥＰＡ ＴｉｅｒⅡ 气系统气密性试验，相关试验结果均满足大纲规定 的要求。 ， 、 的机车柴油机。 （４）整个试验期间机车冷却系统控制良好、工 作可靠，在高温接近４０￣Ｃ时柴油机的油水温度距限 定保护值仍有一定余量表明机车冷却系统的性能 ，玷 ＨＸＮ， 型机车整车型式试验结果表明，机车的 优良，能满足机车在高温地区的正常运用。 整体性能均达到或者超过大纲以及有关标准的要 （５）机车配套采用的无刷交流同步发电机、辅 求，其总体性能达到了国际先进水平，完全能满足目 前国内编组场调车作业的需求。 机电传动、全微机控制等技术的采用对提升整个机 车的技术档次，减少机车的维护工作量，增强运用过 （１）ＨＸＮ 型机车牵引力与国内其他调车内燃 机车牵引力相比有了较大提高，机车起动时的牵引 力最大达到５６２ ｋＮ，持续牵引力高达５４０ ｋＮ，远高于ＤＦ 型的４３５ ｋＮ和３２４ ｋＮ，起动牵引力提高了 ２９％，持续牵引力提高了６６．７％。 （２）ＨＸＮ 型机车起动加速相较于ＤＦ， 型有较 大提高，５ ０００ ｔ和６ ０００ ｔ重载起动加速到３０ ｋｍ／ｈ 时，时间缩短了近４０％，距离缩短了近５０％，大大提 高了调车机车重载作业的效率。 （３）ＨＸＮ 型机车装用的Ｒ１２Ｖ２８０ＺＪ型柴油机 程中故障诊断的及时性等都起到了积极的作用。 由此可以看出，与我国现有调车内燃机车相比， ＨＸＮ 型大功率交流传动调车内燃机车各系统均有 较大进步，所采用的多项技术均达到了国际先进水 平，是我国目前单机功率最大、技术先进、性能优良 的新一代重载调车内燃机车，可有效解决调车机车 与干线机车牵引定数不匹配的问题，提高调车机车 作业效率，具有良好的推广应用前景。 参考文献： ［ ］冯强・引进大功率交流传动内燃机车的选型…・内燃机车，２００８ 装车功率达３ ５３０ ｋＷ，是戚机公司为满足我国铁路 大功率调车机车和新一代铁路次干线、支线内燃机 车的需要，在Ｒ１６Ｖ２８０ＺＪ型柴油机基础上通过自主 （上接第３页） ［２］ …．ｃＪ型交流传动货运内燃机车试验情况及前景展望 铁道机车车辆，２００４（２）：１３一ｌ７．口 （编辑．林素玲） 格后才能投入使用。 ４ 结束语 焊后综合处理系统集成机械、材料、液压、电气、 计算机控制等多方面技术，是适合我国既有线钢轨 焊接接头焊后热处理、矫直及外形精整作业的专业 化、自动化综合性施工设备。现场使用结果表明，焊 后综合处理系统设备运转可靠、平稳，运行状况良 好，具有操作简便、优质、快速、高效等优点，能满足 现场钢轨焊接接头焊后综合处理的各项要求。采用 试验验证内容包括：①对试制的焊后综合处理 系统所达到的实际技术指标进行验证，检测其是否 达到设计目标；②对经焊后综合处理系统处理后的 焊接接头，验证其性能是否达到ＴＢ／Ｔ １６３２—２００５ 标准的规定和要求；③焊后综合处理系统的上线施 工作业和现场使用考核。 样机综合处理后的Ｕ７１Ｍｎｋ、Ｕ７５Ｖ钢轨闪光焊 接头经铁道部产品质量监督检验中心检验，落锤、静 弯、断口、疲劳、拉伸、冲击、硬度等试验结果及显微 的感应加热、液压四向矫直和固定支点仿形打磨技 术，使得综合处理后的焊接接头质量符合ＴＢ／Ｔ １６３２—２００５标准要求，大大提高了钢轨焊缝质量和 作业效率，提升了既有线维护质量和技术水平。 目前我国既有线钢轨焊接接头焊后处理的综合 性施工设备尚属空白，面对广阔的既有线维护需求 组织等均符合ＴＢ／Ｔ １６３２—２００５标准中高速铁路接 头的相关规定和要求，矫直作业及外形精整作业效 果也达到设计要求，经外部专家组检验评判，作业效 果合格。 ２０１２年１０月，焊后综合处理系统样机在济南 铁路局换轨工程施工中投入使用，运行至今，上线施 工作业和现场使用结果表明，焊后综合处理系统设 备运转可靠、平稳，运行状况良好，具有操作简便、优 质、快速、高效等优点，能满足现场钢轨焊接接头焊 空间，加快焊后综合处理系统及设备的开发应用，对 保证无缝线路焊接接头的质量和保障铁路的行车安 全具有重要意义。 参考文献： ［１］丁韦，宋宏图，高振坤，等．现场钢轨焊接接头热处理设备研制及 工艺研究［Ｊ］．热加工工艺，２０１３（１）：１６６—１６８．口 后综合处理的各项要求。 ｌ６ （编辑：林素珍）
