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[鐵路科普]環(huán)保節(jié)能的貨運先鋒——和諧系列大功率環(huán)保內(nèi)燃機車

2022-09-02 09:51 作者:永磁-老鼠 0人讀過 | 我要投稿

“和諧系列內(nèi)燃機車”（注意不是“和諧號內(nèi)燃機車”）簡稱HXN，請不要將其與HXD（和諧型電力機車）和CRH（和諧號動車組列車）弄混淆。

和諧型內(nèi)燃機車（HXN）分別是由原中國北車集團大連機車車輛有限公司生產(chǎn)的和諧3系列內(nèi)燃機車（HXN3）和由原中國南車集團戚墅堰機車有限公司生產(chǎn)的和諧5系列內(nèi)燃機車（HXN5系列）兩種。（中國南車和中國北車已合并為“中國中車”）

和諧3型

由中車大連機車車輛公司與美國EMD內(nèi)燃機車公司聯(lián)合設(shè)計制造，型號HXN3，EMD型號JT56Ace。首臺機車于2008年7月2日正式下線。這是中車大連機輛公司繼批量生產(chǎn)和諧D3型電力機車后，推出的又一款具有世界先進水平的貨運機車。

該型機車以中國市場的需求為制造理念，使用了多個種EMD 先進技術(shù)，包括雙隔離駕駛室、采用EMD?技術(shù)的 265H 型6000馬力柴油發(fā)動機、低廢氣排放、電子燃油噴射、交流牽引傳動系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)以及在三個組成部件中運行的能力。出于提高機車乘務(wù)員舒適性的考慮，機車還配備了微波爐、空調(diào)、冰箱以及洗手間。

機車主、輔傳動采用了成熟可靠的交流控制技術(shù)。機車采用了微機控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊功能，具有三機重聯(lián)功能，微機控制的空氣制動系統(tǒng)。最高運用速度：120 km/h；持續(xù)速度：20 km/h；最大恒功速度：120 km/h；最大起動牽引力(按1013mm輪徑計算)：620 kN；持續(xù)牽引力：578 kN；軸重：25 t±3%。機車裝用4400 kW的16V265H柴油機，排放達到美國EPA Tier 2水平。采用TA20/CA9主輔發(fā)電機，1TB2938-5三相交流感應(yīng)式牽引電動機，CCBII制動機。由于采用交流傳動系統(tǒng)，機車的維護量大大降低，可靠性提高，機車全周期壽命成本大大降低。機車的大修周期達到180萬公里，最低基本維護間隔為3個月。

采用交流異步電機牽引。交流異步電機構(gòu)造簡單，沒有換向器裝置和電刷機構(gòu)，可選用高的轉(zhuǎn)速和大的傳動比（轉(zhuǎn)速可達4000rpm以上，直流電機最高2500rpm）。同時能獲得較大的單位重量功率（交流異步電機為0.68kW/kg，直流電機為0.33kW/kg）。由于采用先進的交流主傳動系統(tǒng)，可大大提高機車的粘著利用率，從而使機車的全天候粘著系數(shù)達到0.35以上。同時，由于采用交流電動機代替直流電機，使機車維護簡單方便，具有良好的動力學(xué)性能。

采用大功率電子噴射柴油機，可滿足機車牽引功率4400kW的要求和雙機牽引5000噸運行120km/h的要求，同時降低燃油消耗和廢氣排放。Tier2美國環(huán)保署二級排放標(biāo)準是美國政府制定的氣體排放標(biāo)準，于2005年1月1日起生效，是對新型發(fā)動機生產(chǎn)的特別要求（NAICS 333618號）。EMD的內(nèi)燃機車是第一批符合此項嚴格氣體排放標(biāo)準的機車。

采用模塊化、系統(tǒng)化微機控制技術(shù)的電控空氣制動系統(tǒng)是長大貨物列車制動系統(tǒng)的發(fā)展方向。

高原型

2015年1月21日11時25分，隨著一聲清脆的機車汽笛聲，兩臺HXN3高原型內(nèi)燃機車緩緩駛?cè)敫駹柲緳C務(wù)段機車整備場，標(biāo)志著HXN3高原型內(nèi)燃機車正式落戶雪域天路。

據(jù)了解，此次配屬給青藏鐵路公司格爾木機務(wù)段的30臺HXN3型內(nèi)燃機車，是由中國北車集團公司大連機車廠根據(jù)我國高原地區(qū)特殊的地理環(huán)境研制的交流電傳動高原型內(nèi)燃機車，機車自重150噸、運行限速120km/h、額定功率3100KW，機車具有功率大、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護工作量小的特點。和平原地區(qū)使用的HXN3內(nèi)燃機車相比，高原型HXN3內(nèi)燃機車采用單司機室操縱，增設(shè)了司機間休室，增加了機車制氧設(shè)備，機車柴油機不僅采用了高原型增壓器，而且機車牽引功率還具有自動修正功能，當(dāng)海拔和環(huán)境溫度發(fā)生變化時，柴油機輸出功率會自動修正，適用于擔(dān)當(dāng)高海拔地區(qū)的鐵路客貨列車牽引工作。HXN3高原型內(nèi)燃機車在拉日鐵路的投入使用，填補了我國高原鐵路客貨運輸生產(chǎn)無國產(chǎn)內(nèi)燃機車的空白。

在此之前，HXN3型內(nèi)燃機車先后在兩次在青藏鐵路格拉段、拉日鐵路牽引試驗列車進行高原鐵路適應(yīng)性試驗，從而為HXN3型機車的設(shè)計改造和后期的機車運用管理工作積累了大量數(shù)據(jù)資料。

格爾木機務(wù)段在接到鐵總將30臺HXN3型內(nèi)燃機車配屬拉日鐵路使用管理的通知后，高度重視，統(tǒng)籌安排，多次召開專題會議，就全面做好HXN3型內(nèi)燃機車接收、庫內(nèi)整備、運用管理和職工培訓(xùn)等工作做出了具體安排部署。相關(guān)車間科室則在全面總結(jié)分析HXN30301、0302機車運用管理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，按照責(zé)任分工，科學(xué)制定了機車運用管理工作方案、機車設(shè)備檢修工藝標(biāo)準、庫內(nèi)機車整備作業(yè)流程和職工培訓(xùn)工作方案，從而為HXN3G型內(nèi)燃機車在拉日鐵路按期投入運用提前做好了各項準備工作。

HXN3K型內(nèi)燃機車

HXN3K型內(nèi)燃機車是交流傳動客運內(nèi)燃機車，由中車大連機車車輛有限公司研發(fā)及生產(chǎn)，最高運營速度160km/h，為目前國內(nèi)最大功率的客運型內(nèi)燃機車之一。HXN3K型機車可緩解全路準高速機車運用的緊張狀況，填補中國內(nèi)地交流傳動大功率機車在準高速范圍內(nèi)實際運用的空白。機車目前已完成型式試驗，準備進入運用考核階段。

HXN3B型內(nèi)燃機車

HXN3B型內(nèi)燃機車是交流傳動調(diào)車內(nèi)燃機車，由中車大連機車車輛有限公司研發(fā)及生產(chǎn)，該車主發(fā)輸入功率3250kW（4400馬力），為目前最大功率調(diào)車內(nèi)燃機車之一。HXN3B型機車可解決目前調(diào)車場既有直流調(diào)車機車難以滿足整列牽出的狀況，并具有持續(xù)牽引力大、低油耗、低排放、低輔助功率消耗、運行速度高、可靠性高、操作方便等技術(shù)特點。機車目前已實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

和諧5型

中國南車集團戚墅堰機車車輛公司制造的HXN5型內(nèi)燃機車裝用GEVO 16型柴油機，柴油機額定功率4660 kW，是國內(nèi)功率最大的交流傳動內(nèi)燃機車。其最大運用速度和最大恒功率速度為120 km/h，機車軸重為25t，采用軸控式交流傳動技術(shù)，裝用大功率IGBT變流器，單司機操作，可三機重聯(lián)，將逐步成為中國鐵路干線貨運的主型內(nèi)燃機車。

2000系

和諧5型內(nèi)燃機車（2000系）的基本參數(shù)與和諧5型內(nèi)燃機車大致相同，其最大區(qū)別在于和諧5型內(nèi)燃機車（2000系）為雙司機室，而和諧5型內(nèi)燃機車為單司機室。

和諧5B型

總體介紹：HXN5B型大功率交流傳動調(diào)車內(nèi)燃機車裝用R12V280ZJ型柴油機、CDJF212型主輔發(fā)電機和CDJD113型交流感應(yīng)異步牽引電動機。采用燃油電子噴射系統(tǒng)、高壓比可變渦輪增壓系統(tǒng)、IGBT模塊軸控式大功率交流牽引系統(tǒng)、基于MVB總線和多處理器的實時網(wǎng)絡(luò)分布式微機控制系統(tǒng)、遠程故障診斷系統(tǒng)、集中通風(fēng)系統(tǒng)及軸箱單拉桿定位轉(zhuǎn)向架等先進技術(shù)。該機車具有性能優(yōu)、經(jīng)濟性好、綠色環(huán)保、適用性強、可維護性好、可靠性高等特點，是一款適用于大、中型編組站的編組、調(diào)車及小運轉(zhuǎn)作業(yè)的高品質(zhì)“節(jié)能、環(huán)?！毙驼{(diào)車內(nèi)燃機車。

HXN5B型大功率交流傳動調(diào)車內(nèi)燃機車具有牽引力大、起動加速快的特點。柴油機油耗低，標(biāo)定工況燃油消耗率為198g/kW.h。機車優(yōu)化了冷卻水系統(tǒng)控制參數(shù)，并采用由牽引電機溫度控制通風(fēng)量等新技術(shù)，有效降低了基礎(chǔ)輔助功率。在機車待命狀態(tài)下可停止柴油機工作，采用蓄電池為機車生活設(shè)施及輔助設(shè)備供電。機車采用燃油電控噴射技術(shù)、高壓比可變噴嘴增壓等技術(shù)，排放達TierⅡ水平。機車裝用6A監(jiān)控系統(tǒng)，以確保行車安全。

機車基本參數(shù)：

1.用途調(diào)車兼小運轉(zhuǎn)

2.軌距1435mm

3.傳動型式交－直－交電傳動

4.軸式Co'－Co'

5.輪徑1250mm

6.軸重25t

7.計算整備重量150t

8.機車裝車功率3530kW

9.機車速度

a最大速度100km/h

b最大恒功速度100km/h