客车车内设备

第三篇客车车内设备客车车内设备：是指铁路客车上直接为旅客服务的设施。包括给水、取暖、通风、空调、电气等设备，以及为保障列车安全运行和各设备正常工作的监控、保护装置。第一章客车给水装置目的：供应旅客和乘务人员饮水、盥洗、冲刷和温水循环取暖装置补水等方面的用水。要求：不占用客室有效空间，保证列车运行稳定性，用水方便又不浪费，具有尽可能多的储水量冬季时能提供温水，本身结构简单和易于维修。分类：车上给水装置和车下给水装置。多使用车上给水装置。图3-1-2YW25G型客车供水系统第二章燃煤锅炉独立温水采暖装置客车采暧装置是冬季客车运行中为旅客创造车厢内适宜温度，保证旅客在旅行中感觉舒适。是客车上的重要设备之一，铁路客车采暧装置多采用独立温水采暖装置和电热采暖装置。独立温水采暖装置又分为燃油炉独立温水采暖装置与燃煤锅炉独立温水采暧装置。本章主要介绍燃煤锅炉独立温水采暧装置的原理、构造和使用。第三章客车电气装置电能在铁路客车上有着多方面的应用、如照明、电力拖动、电热、通讯、电视、自动检测和自动控制等。客车所需电能的供应，根据列车牵引动力的形式、客车电气化的列车编组情况和供电设备的经济性等，可以采用不同的方式，纵观国内外情况概括起来有这么几种；即分散式、集中式和混合式。分散式供电系统如图3-3-1所示。它是在每辆车上装一套独立的供电系统（在客车用电量较少情况下也可以两辆或三辆车共用一套），其电源多数采用轴驱发电机和蓄电池组并联，故又称车轴式供电，少数采用小型柴油发电机组。这种供电方式比较适合用电量较小的客车，它的优点是车辆可随意编组和摘挂；供电装置不占用车内有效空间；全列车输电干线贯通，电源并联运行，当某一电源发生故障时不至影响全列车供电。图3-3-1车轴式交直流供电装置1—钢轨；２—发电机皮带轮；３—控制箱；４—整流器；５—蓄电池;６—电扇；7—电灯；８—逆变器和荧光灯；９—发电机；10—传动带；11—车轴皮带轮；12—车轴，13—车轮．对于用电量较大并且固定编组的列车应采用集中供电，电能由车上的集中发电站或电气化铁道的接触网供给。鉴于目前列车牵引动力种类较多，空调客车正处在发展阶段，在某些情况下也有采用混合式供电。如照明与通风机由车轴发电机供电，取暖系统由接触网供电；列车或车辆正常时由柴油发电机供电，发生故障时可由各车轴发电机供电；带空调的车由柴油发电机组供电，不带空调的车由车轴发电机供电等。客车的供电电压，分散式一般４8Ｖ，集中式220/380Ｖ。客车分散式供电系统采用车轴发电机式供电，电源由一台大型交流感应子发电机和铅蓄电池组并联组成。发电机悬挂在转向架上，蓄电池组装在电池箱内悬挂在车体底架上，列车运行中，车轴通过皮带或万向轴传动驱动发电机发电。发电机发出的电能通过车体配线供给车上负载并同时向蓄电池充电，当列车低速运行或停车不能供电时，则由蓄电池代替发电机向负载供电。为防止电压随转速和负载的变化而变化，配套使用了KP-2A控制箱，使电压保持稳定。客车集中式供电系统采用交流三相四线制供电方式，线电压为400V,相电压为220V，频率为５０Hz。由编组中的发电车通过车端电力连接器和每辆车车体底架下铺设的两路电力主干线分两路向全列车送电，每路容量为300Kw。每辆空调客车通过车体底架的两路电力主干线分线盒，将两路交流电源引入到车上配电室电源控制柜内，向车内交流用电设备供电，同时应急电源装置向车内48V直流负载供电。本章主要对分散式供电系统和客车集中式供电系统中的供电、用电及电力的输送进行介绍。。第一节客车用铅蓄电池在客车供电装置中，蓄电池被广泛使用。在列车单独式供电系统中，蓄电池组与轴驱式发电机并联使用，作为旅客列车低速运行或停站时车上用电器的电源；在列车集中供电系统中，蓄电池作为柴油机的起动电源和客车应急电源。客车上蓄电池使用量大，制造、检修成本高，寿命短。客车用蓄电池是一种化学电源，可多次进行充电与放电。根据极板所用材料和电解液性质的不同，蓄电池一般可分为酸性（铅）蓄电池和碱性（镉镍和铁镍）蓄电池两种。一、TG型铅蓄电池的构造客车使用的酸性蓄电池为TG型，如TG-315型蓄电池（T—铁路用，G—电池采用管式正极板，315—容量为315A·h），电池标称电压为2.0V。TG型铅蓄电池的结构见图3-3-2，它是由顶盖、硬沥青封口、正极板群、负极板群、隔离板、胶槽、浮标、浮标套、注液孔盖、极柱卡和防波板等组成，槽内灌注有比重1.260±0.005（30℃）的稀硫酸作为电解液。图3-3-2TG型蓄电池1-负极板；2-电池槽；3-正极板；4-防波板；5-硬沥青封口；6-注液乳盖；7-浮标；8-浮标乳盖；9-电池盖；10-极柱卡；11-浮标套；12-隔板。第二节客车用镉镍蓄电池我国铁路客车从一九八七年开始使用镉镍蓄电池，近几年应用更是越来越广泛。镉镍蓄电池为碱性蓄电池，与酸性蓄电池相比，其具有腐蚀性小、对环境污染小；寿命长（预计浮充使用15年左右）；维护简单；自放电小及低温性能好；过充电与过放电恢复能力强等优点，但价格较高。碱性镉镍蓄电池的型号规格有多种，目前铁路客车使用较多的为GN300—（3）型（G—负极镉代号，N—正极镍代号，300—容量为300A·h，（3）—为3型单体镉镍蓄电池）电池标称电压为1.2V。一、镉镍蓄电池的构造镉镍蓄电池是方形口袋式，其结构如图3-3-5所示。它主要由正极板、负极板，隔离物（隔膜），壳体和电解液五大部分组成。二、镉镍蓄电池的工作原理镉镍蓄电池总的电化反应可用下列方程式表示：充电时，正极板被还原为氢氧化亚镍，负极板被还原为金属镉，电解液液面升高。放电时，正极板形成氢氧化镍，负极板形成氢氧化镉，电解液液面降低。注意：电解液在充、放电过程中浓度不发生变化，这一点与酸性蓄电池不同。第三节客车感应子发电机在客车车轴式交流发电机供电装置中，采用了感应子发电机。这种电机的转子上无绕组，只是一个实芯的（爪极式电机）或由硅钢片叠成的齿轮状圆柱体。转子旋转时齿和槽依次掠过定子齿面，由于齿和槽的交替变化引起气隙磁导的变化，而在定子工作绕组中产生感应电动势，故人们把转子称为感应子，发电机也就称为感应子发电机。客车用感应子发电机按功率分有三种，即3kW（J3型）、5kW（J5型）、7kW（J7型），本书以J5型为例给予介绍。一、J5感应子发电机的构造图3-3-6J5型感应子的外形图J5感应子发电机由机座、定子铁芯、转子铁芯、激磁绕组和电枢绕组、端盖、轴承及轴承盖等部分组成。二、J5型感应子发电机的作用通过轮轴转动，带动发电机转子不断旋转，使通过电枢绕组的磁通量不断变生变化，从而产生感应电势，向外输出三相交流电。第四节KP-2A型控制箱我们知道要想保证车上用电器正常使用，就必须使感应子发电机输出电压基本恒定。要维持输出电压不变，必须使激磁电流随负载增减和转速的改变而作相应的改变，以达到自动控制发电机端电压的目的。KP-2A型控制箱是和J5型发电机配套使用较多的一种自动控制装置。其型号的含义：K——客车用；P——配电箱，即控制箱；2——设计序号；A——第一次改进设计。一、KP-2A型控制箱的作用KP-2A型控制箱的主要作用是通过自动调节发电机激磁电流的大小，使发电机输出电压保持稳定。KP-2A型控制箱主要由主整流电路、稳压电路及辅助电路组成。1、主整流电路作用是将发电机发出的三相交流电变成直流电供给负载。2、稳压电路激磁、测量及触发器回路构成了控制箱的稳压电路。激磁回路的作用是向发电机激磁绕组提供方向不变，但大小随时间变化的脉动直流电。测量回路的作用是把测得的发电机电压的变化经半波整流后变为锯齿波电压，输送给触发器回路。触发器回路作用是根据测量回路所提供锯齿波电压的大小，控制BG1、BG2的开关时间，从而控制了向SCR1提供触发脉冲的早、晚。3、辅助电路KP-2A型控制箱的辅助电路由限流充电、起激和过压保护回路组成。限流充电回路的作用是是将蓄电池充电电流值限制在整定值范围内，延长蓄电池的使用寿命和保证电机、控制箱的正常工作。起激回路的作用是提供助磁电流，保证发电机快速发电。过压保护回路的作用是当发电机电压超过过压保护整定值时，自动熔断保险，发电机停止发电，防止因电压过高而造成负载、电机及电路元件的损坏。指示灯亮显示发电机发电。电压整定值电位器（R2）：调节R2可使发电机输出电压发生变化。振荡调节电位器（R1）：调节R1可消除发电机电压振荡。开关K1：“工作”位，产生助磁电流，电机发电；“停止”位，发电机停止发电。开关K2：“总电流”位，A显示发电机输出的总电流；“电池电流”位，A显示蓄电池的充放电电流；V直流电压表，运行中它显示整流后直流侧电压，停车时则显示蓄电池的端电压。发电机不发电可首先检查面板上的保险丝。第五节客车用电器用电器是客车电气设备的重要组成部分。随着客车舒适性的提高，对车内用电器的要求也将越来越高，本节将对一些常见用电器设备进行介绍。一、车辆照明车辆照明是车辆的一个重要的组成部分，照明系统能否正常工作，关系到车辆的安全运行和旅客乘坐的舒适性，荧光灯使用最多。（一）车内照明的卫生要求对于任何照明设备都要求实用、经济、美观。现代客车上照明广泛采用荧光灯。铁道车辆采用照度来评价车内照明卫生是否符合标准。照度是人眼所能感觉到的可见光的明暗程度，可用照度计测定。1．照度照度(平面照度)指单位面积上的光通量。2．水平照度水平面上点的照度，称为水平照度。3．照度均匀度给定平面上照度变化的度量。（二）荧光灯荧光灯是一种冷光源，光线柔和，发光效率高，由灯管、镇流器和启辉器组成，如图3-3-9所示。图3-3-9荧光灯组成图灯管由灯丝、灯头和玻璃管三部分组成。（a）灯管（b）灯丝图3-3-10荧光灯管1-灯脚；2-灯头；3-灯丝；4-荧光质；5-玻璃管；6-铜引出线；7-镀镁丝；8-灯丝9-氧化物阴极二、BY-2系列逆变器BY-2系列逆变器可将车内48V直流电变成65V，20~30KHZ的交流电，供车内荧光灯灯具使用，BY-2型号的意义为：B——变换器，Y——荧光灯用，2——设计序号。按其输出功率的大小，BY-2系列逆变器可分为A、B、C、D四个型号。输出功率分别为15W、30W、45W和60W。BY-2系列逆变器由四大部分组成，即主振荡器、负载回路、高温过流自保护电路以及电源输入电路。BY-2B外形尺寸为49mm×50mm×187mm，安装在灯具一起，可供两根15W的荧光灯使用。三、BY-40W逆变器为了提高客车照度，我国铁路客车采用了国际通用的40W荧光灯管，与之配套使用了BY-40W型逆变器。该型荧光灯逆变器是在BY-2系列逆变器基础上改进而成，保留了BY-2系列逆变器主振荡部分，同时克服了BY-2系列逆变器启辉时预热时间过短，灯丝冷态启辉，造成冲击电流大，谐振电压高，起动功率大等缺点，在性能上有了明显提高。BY-40W型逆变器电路由主振荡电路，启辉电路，灯丝预热装置，电源输入电路四大部分组成，供一根40W的荧光灯使用。四、客车电扇客车电扇根据安装场所不同，可分为吊扇、壁扇及顶式电扇三种。其中，以安装于客车顶棚上型号为ZSW-300型顶式电扇用得最多。下面将介绍这种电扇的构造和工作原理。（一）构造和工作原理顶式电扇由叶片、防护网罩、电机、支架、摇头机构和底座组成，其结构参看图3-3-11所示。电扇所用的电机为小型直流串激电动机。它包括转子、定子和机体三部分。图3-3-11ZSW-300型电扇构造1-防护网罩；2-叶片；3-转子；4-定子；5-前盖；6-后盖；7-底座；8-路徽.五、铁路餐车电冰箱铁路餐车设置电冰箱的目的，就是为中、长途的旅客提供良好的餐饮服务，使他们比较舒适地到达各自的目的地。随着人民生活水平的日益提高，对所乘车辆的服务质量、服务档次的要求也越来越高，而在这些要求之中，餐车的服务是至关重要的一个环节，它直接影响着旅客的旅行生活。因此，餐车除服务人员必须提供最佳服务外，其各种设备也必须时刻处于最佳工作状态。餐车电冰箱便是这重中之重，