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[运输]纪念永远的DF4DJ内燃机车 [复制链接]

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离线2n3055
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-10-05
1996年12月,为了第一次铁路大提速开行120Km/h长大编组旅客列车需要
大连机车厂推出了DF4D型内燃机车,弥补了DF4B动力不足的缺陷
这款机车是比较成功的产品,虽然没有达到前辈DF4B的辉煌,但是在中国铁路历史上也是留下了浓重的一笔
基本快速旅客列车的牵引任务都交给它了
DF4D机车一般牵引按客3标尺(120Km/h)跑的客车
也有很少部分去跑客2(140Km/h),这一般都是小编组的城际特快,大编组的城际特快虽然也有拉的
但是机车功率不够,很难达速运行
DF4D还有货运型(DF4D-4XXX)和准高速型(DF4D-3XXX),这就不说它们了
位于南京站的DF4D0089号,配属上海铁路局南京东机务段
刚刚牵引K506到达南京




DF4D取得成功以后,大连厂曾经在DF4D的基础上生产过两台采用交流传动系统的试验车
和DF4D的区别就是把原来的交直传动系统换为了西门子的交流传动系统
一来为了缩小与国际上先进技术的差距
二来为了验证交流传动系统的优越型究竟有多好
当然,这都是快20年前的事了,那时候才是第3次铁路大提速,
什么CRH、复兴号,图纸还没出来呢
这两台试验车被命名为DF4DJ0001和DF4DJ0002,DF4D是平台,那个J代表交流传动
两台样车出来后配属北京铁路局丰台机务段,也干了不少活,
在2004年以后,这两台车完成试验任务后,一台被拆解,一台被送入博物馆
这个车照片还真没有,从网上找几张给大家看看吧,和DF4D就是涂装不一样
上面有明显的西门子LOGO




从电脑里翻出来一些他们的内部照片,权当为纪念

从司机室向后,第一间房是辅助室,里面有一台6105型柴油机
驱动一台50KW,400V 50Hz三相交流发电机
其作用是当主柴油机停机时,用来给空调、照明、电气系统供电,以及蓄电池充电
还能给冷却水加热,用于冬天机车预热用


辅助室向后,是冷却间,这里本应该是巨大的散热器,现在只剩下架子
由于这机车本身和DF4D通用,报废后用作配件机车,很多东西就拆走了
下面是风泵,提供制动和生活用风


巨大的散热风扇,直径1米,由液压马达驱动
温度通过石蜡黄铜敏感元件控制,温度高时转速升高,温度低时转速自动下降


冷却室向后,便是动力室,这里是主柴油机和主发电机的家
DF4DJ搭载的和DF4D一样的16V240JZD柴油机,全车的主要动力来源
排量199L,V型16缸双涡轮增压,中置凸轮轴,标定功率3240KW,运用功率2940KW
这个柴油机要是以现在标准看不算高性能,最起码都不是电喷的
也是,作为备件车,被拆走了很多零件







这是涡轮增压器,一共2台,体积可不小
从第一张图可见机车中部的2个烟囱冒出淡淡青烟,每个涡轮增压器对应一个烟囱
每8个气缸驱动一台涡轮增压器
这是国产的增压器,以前还有用ABB的进口增压器VTC254-13



如此大功率的柴油机,润滑是少不了的
当年,曾经某型号的试验机车什么都好,就是没事爱烧增压器,后来查明是滑油供给不足的缘故
像这种柴油机,启动前先得泵滑油大约1分钟,等滑油压力上去了
才能启机,否则很容易烧瓦拉缸,停机时,要至少卸载后等15分钟才能停机,一来是冷却,二来是润滑



气门摇臂


凸轮轴,这不是高速机,什么顶置凸轮轴什么的都没有
它是中置凸轮轴


曲轴和连杆


向上看看,隐约可以看到活塞底部,活塞直径240mm
可以当凳子坐


这个家伙是重要的辅机之一,叫做直流辅助启动发电机
之所以叫这个名字,是因为它的作用有2
其一,柴油机启动时,它作为串励电动机,由蓄电池驱动,启动主柴油机
其二,柴油机启动后,它作为交流发电机发电,为机车的其它设备提供DC110V电源
功率80KW,电压110V,电流728A,启动瞬间电流可以达到2KA左右





主发电机,永济电机厂专为DF4DJ设计的JF216型发电机
带有2个Y型绕组的同步无刷励磁交流发电机
也就是说一台发电机里有两组Y型绕组,独立的2个三相输出
这2组绕组完全隔离,只有中性线接在一起
每个绕组进入1台逆变器驱动一个转向架上的3台交流电动机
额定容量:3000KVA
额定电压:2030V
额定电流:2X427A
现在新出的交流传动内燃机车可以用主发电机当启动机用
柴油机启机时,主发电机变为电动机,由一组牵引变流器驱动


主发电机的输出端子
请注意,输出端子有相同的两组,对应2组绕组的输出
它属于高电压低电流的发电机,所以连接电缆并不算粗




主发电机的后输出轴,去电气室,驱动辅助发电机、冷却风扇


这个大柜子取代了DF4D的整流柜,这就是交流传动的核心:牵引变流器
德国西门子制造,说白了就是一个大号的变频器
额定输出电压0-2080V
直流中间电压1200-2600V
额定输出电流825A
输出频率0-126Hz
内含两个独立的支路,主发电机来的2组三相交流电一支路一个
每支路含一个三相整流桥,一个脉宽调制变流器,IGBT的
每支路驱动一台转向架上的三台交流电机,两个支路独立运行,共受SIBAS32控制系统控制
任何一个支路出现故障都可以随时切除,避免故障扩大
PS:这就是当年的核心技术,那时候咱们可没有大功率的IGBT,交流传动的核心技术也在洋人手里
据说西门子对这车的限制很多,比如这个柜子就贴有封条,不能让咱们打开
对,车是你的你随便开,但是变流器是我们的,你不许动
坏了只能我们来人修,诊断信息都是传回德国去,然后德国总部说如何如何,这边西门子的人员再进行处理
听段里的人说,这变流器还是出过一些毛病的,问题是普通机车坏了,车间自己修好了很快能用
这车要是坏了,找售后,德国那边分析,再指导维修,要没修好还得再整,一弄大半个月没了
严重影响机车运用周转,所以,这两台车完成试验任务后,直接封存报废
我也是听说的哈,如有雷不同,纯属巧合胡编乱造




下面是电气柜,都是些低压电器,基本和DF4D一样
那三个大圆柱是保险丝,记得好像是200A的






这是制动阀组


传动轴,分动箱

驱动牵引电机通风机的尼龙绳传动轴,软传动

通风机,绿色管道后面隐约可见冷却风扇的液压油泵
一共2台,驱动2个冷却风扇,动力来自主柴油机,通过分动箱引出

风泵,一共2台,和DF4D一样的NPT-5型空气压缩机
提供制动用风和生活用风,DF4D有主风管
额定功率22KW,由Z2-82型直流电机驱动,电源来自机车DC110V电源
风量2.4m3/min



操纵台,和DF4D不同的是,多了一个牵引力表和微机显示屏(右侧)
其余的差不了多少,最高运行速度仍是145Km/h,但实际基本都在跑货车
最左边3个一样的是风表,显示主风缸、制动缸、列车管这些用风设备的风压
两个大表左边的是速度表,显示机车速度,最高量程160Km/h
红绿色的是牵引力表,0点在中间,左边红色区域是制动力,右边绿色区域是牵引力


司机控制器,和DF4D一样,TKS9型司机控制器
这个东西是这样用的:
右侧那个黑色的小圆柱是插换向手柄的,一共5个档位:前制、前、0、后、后制
这个用来控制机车行驶的方向,0就是原地不动,前就是前进,后就是后退
前制是前进状态下的电阻制动,后制是后退状态下的电阻制动
那个向前倾斜的操纵杆可以说是油门,分为5档:0、1、降、保、升
平时放在0位,此时柴油机怠速运转,牵引电路未接通
1位是柴油机怠速运转,牵引电路接通,此时如果机车没上闸,就会向换向手柄选择的方向上移动
但是因为柴油机此时功率很低,所以速度会很慢
降、保、升是3个控制档,手柄提到升位,相等于加大油门,柴油机转速会上升,输出功率增大
拉到降位,油门会逐步减小,柴油机转速会降低
“保”就是保持的意思,觉得速度合适了,放在“保”位,柴油机转速就不变了
其中“升”和“降”是不带自锁的,松手后手柄会自动回到“保”位

钮子开关,这都是机车的标配


辅助仪表们




LKJ,这还是LKJ-93,后来才有的LKJ-2000
下面是西门子的微机显示屏


大小闸,内燃机车的标配,JZ-7型制动机,手柄都没有装



最后,说说这个车究竟如何
其本质,还是一台DF4D,提供动力的柴油机功率就那么大,只是传动系统改造了
按汽车的话,可能就是CVT、AT之间的区别
但是,交直交传动和直流传动相比有什么优点呢?
首先可以低速大牵引力运行,也就是恒功运行区间更宽
DF4DJ持续速度19.9Km/h,DF4D持续速度却是39Km/h
其次,交流车粘着控制更好,启动牵引力最大555KN,DF4D(客运)是302KN
还有,交流电机相对直流电机来说,体积小,重量轻,没有电刷、换向器,维护简单
至于这个车开起来如何,真心不知道,丰机净拿它拉货了
总之,交流传动,是目前铁路牵引的方向

完,谢谢观赏







[ 此帖被2n3055在2017-10-12 20:10重新编辑 ]
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只看该作者 1楼 发表于: 2017-10-05
大家伙,看时间坐好不少4D拉的车。
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只看该作者 2楼 发表于: 2017-10-05
这是多少缸的机器? 不了解火车头,是柴油机吧?
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只看该作者 3楼 发表于: 2017-10-05
我朋友办了个小企业就买了一台(洋二)柴油机当备用发电,德国货AEG的, 好像原先就是机车的。我记得牵引发电机输出是个很奇怪的电压和频率,好像是 三相675V,85HZ。


为了改到能使用的工频,降速使用,还加个变压器。然而降速使用的柴油机并不好使,低速有劲儿使不出呼呼冒黑烟,不出力。后来我给出了个主意,卖掉原装MAN的V12柴油机换个拆车金杯面包发动机,做个聚氨酯橡皮底座加个齿轮箱减速和弹性联轴器 ,一下就好使了,也不共振了。
离线2n3055

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只看该作者 4楼 发表于: 2017-10-05
回 samhrc 的帖子
samhrc:我朋友办了个小企业就买了一台(洋二)柴油机当备用发电,德国货AEG的, 好像原先就是机车的。我记得牵引发电机输出是个很奇怪的电压和频率,好像是 三相675V,85HZ。
为了改到能使用的工频,降速使用,还加个变压器。然而降速使用的柴油机并不好使,低速有劲儿使不出呼呼冒黑烟, .. (2017-10-05 17:02) 回 samhrc 的帖子

估计是DF11G的辅助发电机,MTU的V12柴油机
整流柜输出600V直流的,所以不是标准400VAC的
降转速使用柴油机没在工作区间里,肯定有力使不出
不过你可真行,人家以前可是400KW多的,金杯的发动机才多大功率啊
离线samhrc

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只看该作者 5楼 发表于: 2017-10-05
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2n3055:估计是DF11G的辅助发电机,MTU的V12柴油机
整流柜输出600V直流的,所以不是标准400VAC的
降转速使用柴油机没在工作区间里,肯定有力使不出
不过你可真行,人家以前可是400KW多的,金杯的发动机才多大功率啊 (2017-10-05 17:32) 回 2n3055 的帖子



废品价来的,是准备要那台MAN柴油机的,他跟老板熟,发电机是赠品没有励磁控制一概没有。当时一看盘车能转动就拉回来了。回来一看发电机一点问题没有,柴油机是电子控制的,机械也没啥毛病,就是缺不少东西都搞不懂,请人来给修的,修好一看就是赚了。出手就干赚了几万块钱,还白送一台好的发电机。

老板说是铁路上来的,是什么上的我到不清楚。不是机车就是空调车的发电车,AEG的,他励。


金杯车发动机给它调整到3800转左右,用它原车的变速箱挂上一档输出到1000转,用接弹性联轴器到发电机,它正好就是50Hz。 励磁也好办,拆掉原车上的空调压缩机,修改一下皮带轮换上一个AVR自励磁的小交流发电机,输出单相220V,一路给原发电机的冷却通风机用。另一路接一个自耦调压器,调整到110V整流,给励磁线圈。实验一下,输出是400V就合适。当然不能自动调节了。

带满几十个千瓦是一点点问题没有的,电压机本不跌落。虽然冷却通风机功率下降了,但是发电机跟本就不热。倒是功率上来,金杯发动机有点冒黑烟。我串联了两个水箱一起散热不怕开锅。 这个机器做的非常成功,因为它是减速工作、柔性连接,噪音震动都很小。就是烧汽油有点费,二期工程改成烧液化气就好了。
[ 此帖被samhrc在2017-10-05 21:22重新编辑 ]
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只看该作者 6楼 发表于: 2017-10-05
技术在进步
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只看该作者 7楼 发表于: 2017-10-05
DF4系列非常的经典,比如DF4B就分布在全国各地,可以说有铁路的地方就有它的影子。
这个司控器是我当年最喜欢的,相当于无极变速箱。速度到了就松手,它自己会维持在一定的转速,跑山区特别好用。还见过传奇般的老师傅仅使用司控器完成了起步、运行和减速,到最后停车时才用大闸一把对标。
还有那个硅油风扇有时候真让人头痛,温度老高时它却慢悠悠转不起来,只得拿东西顶死,要不机械间就变成个大蒸笼了。
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只看该作者 8楼 发表于: 2017-10-05
难道楼主是铁道宅
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只看该作者 9楼 发表于: 2017-10-05
回 czxsw1 的帖子
czxsw1:DF4系列非常的经典,比如DF4B就分布在全国各地,可以说有铁路的地方就有它的影子。
这个司控器是我当年最喜欢的,相当于无极变速箱。速度到了就松手,它自己会维持在一定的转速,跑山区特别好用。还见过传奇般的老师傅仅使用司控器完成了起步、运行和减速,到最后停车时才用大闸一 .. (2017-10-05 22:13) 回 czxsw1 的帖子

老司机啊!硅油离合器不靠谱,干嘛不直接连接一直转呢?