DFH5型、GK1B型内燃机车改造为油电混合动力机车的可行性的研究.pdfVIP

中国金属学会冶金运输委员会2012年运输组织学会优秀论文选编 DFH5型、GK1B型内燃机车改造为油电混合动力机车的可行性研究 常界华 (武汉钢铁股份公司运输部设备管理部) 摘要：武钢的DF地和GK，。型机车使用都超过20年，技术落后，经济性差、能耗高。提出应用油电混合动力技 术对其进行改造的方案。改造费用较购买新车每台节约两百万元以上，预计改造后运行维护费用较改造前每台每 年减少三十万元以上。 关键词：油电混合动力改造机车 DFH，型 cK，。型 节能减排是贯彻落实科学发展观、构建资源节约型、环境友好型企业的必然选择；是推 进企业经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是企业可持续发展必然要求。为完成节能 减排目标，各企业都在探索新技术、新设备、新工艺、新能源的应用。运输部现有内燃机车 79辆，年消耗柴油6500吨，占总能耗的70％，控制柴油消耗既是运输部完成吨钢综合能耗 指标的要求，也是实现运输成本指标的要求。而79台机车中，有DFH，和GK。。型33辆。这 两种型号的内燃机车均为上世纪80年代的产品，技术落后，经济性差，能耗高，污染大， 铁道部已于90年代中期停止整车生产。为达到节能减排之目的，且最大限度降低企业成本， 我们提出了对以上车型进行油电混合动力改造的建议。 所谓油电混合动力，就是采用较小的传统内燃机和蓄电池作为动力源，混合使用热能和 电能系统，油、电动力互补的工作模式。油电混合动力是国家能源产业政策鼓励发展的一项 新兴的节能技术，目前在汽车上的应用国内外都有成功实例，而且铁道部南车集团资阳机车 厂生产的首台油电混合动力机车也于20lo年12月成功下线。在充分研究国内外成功实例和 先进技术的基础上，结合运输部现有的DFH，型、GK，。型等内燃机车特点和尽可能降低改造 费用的要求，我们开展了这两种内燃机车改造为油电混合动力机车的可行性研究。 1 DFH。型、GK，B型内燃机车的现状和特点： 武钢铁路运输除小运转作业外，大多运行速度低，一般在5—20krr以，载荷变化大，牵引 吨位从0—3000吨，交路短，一次运行时间在20分钟以内，这种作业型式导致机车频繁启 动、加速、制动、换向，平均功率在额定输出的50％左右。而DFH，型、GK。。型内燃机车采 用12V180刁型柴油机作为动力，传动方式为液力传动，在这种作业下存在以下不足： 1．1液力传动与电力传动相比，效率低15％以上。 15l 中国金属学会冶金运输委员会2012年运输组织学会优秀论文选编 1．2柴油机运转频繁处于交变负荷之中，油耗高，燃烧不充分冒黑烟，污染环境。 1．3机效一般在70％以下，有30％的时间机车没有作业，但是因柴油机保温、机车发电的需 要，柴油机仍要怠速运转，消耗燃油。 1．4大部分机车运用超过20年，柴油机、传动箱等主要部件技术状态下降明显，故障率高， 检维修费用高。 1．5国内于90年代中期停止整车生产，备件供应紧缺，严重制约检修维护效率。 2DFH。型、GK侣型内燃机车改为混合动力机车的方案o 2．1改造原则：机车动力性能和机车整车重量基本不变，机车主要结构尽可能少改动；方案 简单、成熟可靠、经济实用；改造后检修、操作和维护更加简便可靠。 2．2改造方案 2．2．1拆除12V180zJ型柴油机、液力传动箱、起动发电机和机车散热器、预热锅炉、控制风 管系及冷却系统部件。(DFH5型机车保留中间齿轮箱)。 2．2．2采用?昆合动力方案 2．3混合动力方案 2．3．1主传动原理框图 2．3．2主要技术参数 2．3．2．1机车最大速度：DFH5型35km／h、GKlB型40km／h 2．3．2．2机车持续速度：8．8km／h 2．3．2．3机车最大起动牵引力：28380kgf 2．3．2．4机车持续牵引力：19500kd 2．3．2．5牵引电机到轮对的总减速比 DFH5型：9．848(中间齿轮箱：1．787×二级车轴轮箱5．51) GKlB型：13．795(中间齿轮箱2．5×二级车轴齿轮箱5．51) 2．3．2．6柴油机发电机组： 152 中国金属学会冶金运输委员会2012年运输组织学会优秀论文选编 额定功率：300kw(柴油机额定输出功率368kw)