[其他]一種機(jī)車推進(jìn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000004323
• 申請日: 1986-06-19
• 公開（公告）號: CN1003230B
• 公開（公告）日: 1989-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃德加·托馬斯·巴爾奇;理查德·愛德華·比爾斯基;阿吉思·庫坦奈爾·庫馬
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 王忠忠

一個內(nèi)燃發(fā)電機(jī)機(jī)車推進(jìn)控制系統(tǒng)包括對機(jī)車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和總功率敏感的裝置，當(dāng)請求更大的負(fù)載時，用于控制牽引負(fù)載加到發(fā)動機(jī)上的速率，以使加載率根據(jù)速度和功率乘積的增加而增加（在預(yù)定的最小和最大極限之間）。加載率也隨著燃燒空氣和柴油的比例增加到預(yù)定的無煙閾值之上而增加。

一般來說，本發(fā)明涉及諸如火車頭這樣的裝有渦輪增壓柴油機(jī)的內(nèi)燃電力牽引機(jī)車，特別涉及當(dāng)發(fā)動機(jī)速度和/或負(fù)載增加時，用于防止機(jī)車排出不希望的煙塵的一種改進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)。

象火車頭這樣的大型自推動牽引機(jī)車，通常使用熱原動機(jī)（典型的為16缸渦輪增壓柴油機(jī)）來驅(qū)動電氣傳動裝置，該裝置包括發(fā)電裝置，以對多個直流牽引電動機(jī)供電，這些電動機(jī)的轉(zhuǎn)子通過減速齒輪分別驅(qū)動車輛的輪軸組，發(fā)電裝置一般包括一個三相主牽引交流發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子機(jī)械地連接到發(fā)動機(jī)的輸出軸。當(dāng)勵磁電流輸送到旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的磁場繞組時，在交流發(fā)電機(jī)三相定子繞組中就產(chǎn)生交流電壓，這些電壓經(jīng)過整流后加到各牽引電動機(jī)的電框繞組上。

在“電動回轉(zhuǎn)”（motoring）或推進(jìn)運行方式期間，不管機(jī)車速度如何，機(jī)車柴油機(jī)根據(jù)油門位置和環(huán)境條件趨向輸出恒定功率。為達(dá)到最高性能，必須適當(dāng)控制牽引交流發(fā)電機(jī)的輸出電功率，以使機(jī)車?yán)冒l(fā)動機(jī)的滿功率。對于正常的列車運行提供中等輸出功率值，可使從最小到滿輸出進(jìn)行分級控制。但是，不管發(fā)動機(jī)在什么功率級，它的負(fù)載不準(zhǔn)超過它所能產(chǎn)生的功率。過載會引起過早的磨損，發(fā)動機(jī)失速或“停車”（bogging），排出過多的煙塵，或其它不良后果。在歷史上，已設(shè)計了一些機(jī)車控制系統(tǒng)，使得司機(jī)可從零到最大之間分級地選擇所需的牽引功率級，而且發(fā)動機(jī)能產(chǎn)生牽引力和附加的負(fù)載所要求的任何功率級。

發(fā)動機(jī)的功率與曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度和相對于這種運動的轉(zhuǎn)矩的乘積成比例，為了改變和調(diào)節(jié)有效功率的量起見，通常的作法是在機(jī)車發(fā)動機(jī)上裝設(shè)一個調(diào)速器，該調(diào)速器調(diào)節(jié)噴入每個發(fā)動機(jī)汽缸的加壓柴油燃料（即燃油）的量，以使曲軸的實際速度（RPM）與所需的速度相對應(yīng)。所需速度是在許可范圍內(nèi)，通過人工操縱油門的操縱桿或手柄來設(shè)置的，油門能在低功率位置（N₁）和最大功率位置（N₈）的8級（擋）之間可選擇地移動。油門手柄是位于機(jī)車駕駛室內(nèi)的操縱臺的一部分。（除了慣用的8個功率擋外，該手柄還有一個“怠速”位置和一個“停車”位置）。

油門手柄的位置決定了相關(guān)聯(lián)調(diào)速器的發(fā)動機(jī)速度設(shè)置。在一個典型的調(diào)速器系統(tǒng)中，一個電動液壓裝置的輸出活塞通過機(jī)械連桿傳動連接到一對可動的燃油泵齒條上，該燃油泵齒條依次連到多個噴油泵，這些噴油泵分別計量加到發(fā)動機(jī)各個動力汽缸的油量。調(diào)速器對所需速度（由油門操縱）與發(fā)動機(jī)實際速度進(jìn)行比較，其輸出活塞移動燃油泵齒條到達(dá)使它們之間的偏差減到最小值所必要的位置。

對8種不同速度設(shè)置中的每一種，發(fā)動機(jī)能產(chǎn)生一個相應(yīng)的功率常量（假定為最大輸出轉(zhuǎn)矩）。當(dāng)選擇油門擋8時，達(dá)到最高速（例如1050rpm）和最大額定總功率（例如4000馬力）。在正常情況下，每個擋的發(fā)動機(jī)功率與電氣推動系統(tǒng)所要求的功率相等，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的主交流發(fā)電機(jī)提供該功率加上某些電氣和機(jī)械傳動的輔助設(shè)備所消耗的功率。

主交流發(fā)電機(jī)的輸出功率（KVA）與所產(chǎn)生的電壓和負(fù)載電流的有效值的乘積成比例。該電壓值隨發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速而變，而且它也是交流發(fā)電機(jī)磁場繞組中勵磁電流值的一個函數(shù)。為了精確控制和調(diào)節(jié)供給電負(fù)載線路的功率，一般做法是調(diào)節(jié)牽引交流發(fā)電機(jī)的磁場強(qiáng)度以補(bǔ)償負(fù)載變化及使實際的KVA和所期望的KVA之間的誤差減至最小。該期望功率取決于發(fā)動機(jī)具體的速度設(shè)置。這種勵磁控制將形成一個平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，其結(jié)果使油門手柄的每個位置均具有基本恒定的最佳電功率輸出。