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HXN5型大功率交流传动内燃机车（ES59ACi）GE-QS/CO-COHXN5机车外形头灯雨刷器沙箱近照灯供风管重联管车梯司机室门外走廊空调安装蓄电池HXN5大功率交流传动内燃机车•机车总体概述•机车主要技术参数•机车及主要部件特点铁路机车制动HXD3一、机车总体概述•HXN5型机车设置为单司机室，交流牵引电传动的内燃机车，采用外走廊,与DF5、DF7C机车类似。•轴列式：C0－C0，三轴转向架单独驱动，与DF8B、DF4D型机车相同。•HXN5型机车外形尺寸：21133×3119×4770mm。国产DF4B机车外形尺寸：21100×3309×4755mm。•机车司机室方向为前端，也称为短端；机车冷却室方向为后端，也叫做长端。司机侧称为B侧（左侧）,副司机侧称为A侧（右侧）。前端，也称短端后端，也称长端•从前端开始：依次为司机室－电器间－电阻制动间－柴油机间-空气间－冷却间－下部走行部1.司机室：司机室内布置主、副操纵台各一个，主台向前端，副台向后端。司机室设有构成机车上的人-机接口的设备：司机控制器、制动阀控制器、FB—备用制动机控制器、智能显示器、车载设备（监控、列调、机车信号）、打印机及电气开关设备。较比国产机车司机室增置了冰箱、烤箱、电加热饮水机、空调、换气扇、大功率加热器，副司机后侧设置了车载卫生间等人性化设施，改善了乘务人员的工作条件。司机室主台司机控制器制动阀控制器智能显示屏1KLJ—2000司机室内的显示器是控制计算机,通过使用一个串联的通信网络控制机车上所有其他计算机和装置运行,包括控制柴油机运行、辅助系统控制、牵引设备等智能显示屏2FB—11制动机2.电器部件电器部件分设在七个控制区,CA1—6、CA9，主要设有主发励磁控制器（TAC）、牵引电机控制器（TMC）、牵引通风机控制器(TBC）、电喷系统控制单元（ECU），整流装置(RMA、RMB、RMC)、逆变器（INV），蓄电池充电控制器（BCC）、辅发励磁控制器(AAC)、冷却风扇电机控制器(RFC1、RFC2)。以上部件采用集成电路板形式，由微机进行网络数据传输，对机车进行控制。较比国产机车减少了中间、电磁、电空有触点接触器，消除了触头打磨和调整环节。同时也减少了接触电阻大产生的过热故障。3.电阻制动间•电阻制动装置安装在电器间的后面。电阻制动装置由三组电阻栅和风扇组成，比DF4B机车上多一组。形式与DF4B立式不同采用卧式。•用于冷却交流牵引相模块和第一转向架牵引电机组的冷却风机安装在电阻制动风扇下面•主发电机通风机和空气制动支架也安装在电阻制动风扇的下面电阻动风机电阻制动电阻带4.柴油机间柴油机间主要设置柴油机、机油滤清器、燃油滤清器、热交换器等部件。柴油机型号为GEVO16，全长4987.9mm，高度2491.7mm，45°V型排列，单水泵，双增压器、双中冷器均布置在柴油机前端。发火顺序：先右后左，按1－3－7－5－8－6－2－4缸顺序爆发。国产DF4B型柴油机，型号为16V240ZJB,5020mm，高度2990mm。50°V型排列,16缸,4冲程,双涡轮增压器,双中冷器。柴油机发火顺序，按1－14－3－10－7－12－5－9－8－11－6－15－2－13－4－16缸顺序爆发。5.空气间为了保证洁净的空气进入柴油机内进行燃烧，机车设置了空气滤清间。空气滤清间主要安装了空气滤清装置。燃烧空气首先通过V形网吸入，然后空气经过惯性滤清器（又称旋风筒式滤清器），最后是在袋状滤清器中进一步滤清。滤清后的空气被吸入增压器,压缩后送入水冷式中冷器进行冷却，进气总管将压缩空气分配给各个气缸（动力组）进行燃烧，燃烧后的废气从动力组中排出，驱动增压器的涡轮机，然后进入消声器（排气烟囱）。6.冷却间设有散热器（单节）、水箱、冷却风扇及电机、1－6牵引电机通风机、除尘风机、空气压缩机、CA9控制区（压缩机控制开关、电磁阀）。7、转向架转向架设置为两组，采用C0-C0三轴，单独驱动。与国产既有货运机车相比，采用三点承载，牵引方式为牵引中心销传递。取消牵引杆、拐臂、横轴装置。牵引中心销既承担转向架与车体的连接，又传递牵引力。机车制动方式为踏面制动。停车制动采用单元制动方式。8、交流传动原理交流传动机车与我国现有的直流传动机车相比，主要是牵引电机由直流改为交流，同时增加了将直流电变为交流电的变频器（逆变器）。工作过程：柴油机带动主牵引发电机旋转，发出三相交流电，经过整流模块整流后变为直流电，进入牵引变频器后逆变成调频调压的三相交流电，供交流牵引电机。直流传动机车没有变频器，整流后的直流电直接供给直流牵引电机。柴油机旋转主发机发出三相交流电模块将交流电整流成为直流电变频器将直流电逆变为三相交流电交流牵引电机交流传动直流传动直流牵引电机9、柴油机启动、移车机车采用主牵引发电机启动，取消了DF4B机车的启动电机及变速箱，同时，机车具有蓄电池移车功能，较DF4B机车外接电源移车方便。启机：蓄电池给牵引变频器供电，逆变成三项交流电，供主牵引发电机，主牵引发电机由发电机变为电动机，得电后旋转带动柴油机启机。移车：蓄电池给牵引变频器供电，逆变成三项交流电，供给牵引电动机，实施移车功能，蓄电池移车速度为5km/h。启机蓄电池组移动机车通常使用第六变频器启机及移车，当第六电机故障时，使用第五变频器，其它变频器不具有这两种功能。第二部分：机车主要技术参数1.机车特性曲线（牵引特性）当机车运行速度达120km/h时，轮周功率为3440KW，制动力为350KN。较比国产机车DF4B型轮周功率1950KW高1.7倍；制动力较比DF4型212KN、DF8型制动力240KN高1.4-1.6倍。2.机车特性曲线（电阻制动特性）在全功率下持续牵引力620KN，轮周功率3980KW。持续牵引力较比国产机车DF4型435KN、DF8型480KN高1.2-1.3倍，轮周功率较比DF4型1985KW高2.0倍。3.机车主要技术参数限界：符合GB146.1-83，与国产机车相同轨距：1435mm，与国产机车相同轴列式：CO—CO，与DF4B机车相同机车全长：22295mm，DF4B机车全长21100mm，比DF4B机车略长额定功率（主发输入功率）：4400kW，DF4B机车主发输入功率：2235kW，约为DF4B机车的2倍。牵引功率（轮周）：4003kW，DF4B机车牵引功率：1990kW，约为DF4B机车的2倍。电阻制动功率：4004kW，DF4B机车电阻制动功率：2136kW，为DF4B机车的1.9倍。最大速度：120km/h，DF4B机车货比：100km/h，客比：120km/h持续速度：25km/h，DF4B机车货比：21.6km/h，客比：28.5km/h恒功率速度范围：22.3～120km/h3.机车主要技术参数最大起动牵引力：620kN，DF4B机车最大起动牵引力：435kN，为DF4B机车的1.4倍。齿轮传动比：85：16（相当于5.3：1）DF4B机车齿轮传动比货比：63：14（相当于4.5：1），客比71：21（相当于3.38：1）机车重量：150t±3%（较比DF4B机车138t重12t）轴重：25t±3%（较比DF4B机车23t重2t，提高粘着力）牵引传递方式:牵引销方式，DF4B机车牵引传递方式：牵引杆式车轮：整体碾钢轮轮径：新轮1050mm,全磨耗950mm曲线通过：三机重联以5km/h速度可通过半径为145m的曲线，与DF4B机车相同最小摘挂曲线半径：250m，与DF4B机车相同3.机车主要技术参数燃油箱容积（可用）：≧9000L，DF4B燃油箱整备容积：≧9000L，可用容积为6000L。沙箱容积：≧800kg，与DF4B机车相同自负荷试验：电阻制动装置容量满足机车最大自负荷试验车钩中心线距轨面高度：880±10mm，与DF4B机车相同柴油机型号：GEVO16燃烧室压缩比：16.8：1（DF4B型机车12.5：1）额定功率时的最大爆发压力:19.5MPa（较比国产DF4B型机车11.9MPa高7.6MPa）各缸间爆发压力差不大于:1MPa，DF4B机车缸差：0.59MPa第三部分：机车及主要部件特点1.柴油机GEVO16是由涡轮增压器驱动,16缸45度排列,四冲程的大功率柴油机。柴油机功率为4660KW，较DF4B机车柴油机功率2426KW高2234KW，柴油机上两个增压器、两个中冷器均设在自由端，采用双排气总管，每个总管驱动一个增压器；DF4B机车为一个总管驱动两个增压器，两增压器前后端各一个。采用单水泵循环；较DF4B机车少一个循环水泵。采用电子控制燃油喷射系统，电子控制高压柱塞式燃油喷射泵，取消了联合调节器和供油拉杆装置；柴油机启动方式为蓄电池逆变为交流电后供给牵引发电机启动。曲轴箱内为负压,曲轴箱内压力低于大气压。柴油机结构发动机布局:16个气缸分两侧排列,每侧8个。两侧呈45度V型相对。连接主发端为后端，安装增压器端为前端。从柴油机后端(主发端)向前看,左边为左侧,右边为右侧。气缸由前端向后端右端为右1缸至右8缸,左端为左1缸至左8缸。柴油机的左右侧及前后端与机车的左右侧及前后端相反，柴油机的左侧为机车的右侧，柴油机的前端朝向机车的后端。与DF4B型机车类似。柴油机加油孔及油尺柴油机油尺柴油机加油孔柴油机加油孔及油尺在柴油机左1缸下侧。油尺标有FULL（满油位）和ADD（低油位）。柴油机油位标准：在柴油机怠转下，油位在油尺的FULL（满油位）和ADD（低油位）两刻线间。柴油机加油孔盖为涨塞式，为日常补油用。柴油机动力组总成•动力组包括摇臂箱、气缸盖、缸套定位装置、缸套、连杆、活塞、活塞销，统称为柴油机动力组。•气缸盖通过螺栓紧固在气缸套上，整个动力组用液力张紧方式紧固，整体为长动力组，摇臂箱盖、气缸盖、缸套、定位座为短动力组，日常维修时可根据需要，分别吊长动力组或短动力组。•活塞裙部与活塞销座为分体式。活塞裙部只起导向作用，动力由活塞销座承载。•气缸盖进排气门带有旋转机构，每二年调整气门。DF4B每辅调整气门周期约为二个月。特性:连杆活塞组缸套缸套定位装置气缸盖摇臂箱盖GEVO16柴油机高压油泵高压油泵、高压油管安装在柴油机内部，高压油泵采用电磁阀控制，根据机车负载变化，由计算机控制供油量。与DF4B机车相比，没有供油齿条和供油拉杆。示意图部分为失电位，由于提升阀没有关闭，从供油管来的燃油经提升阀回到回油管后，回燃油箱。高压油泵不向喷油器供油；当机车负载发生变化，计算机控制电磁阀得电吸合，提升阀关闭，切断低压燃油回流路，柱塞将泵内燃油加压经高压油管向喷油器提供燃油。回油管内有600—640Kpa压力，为高压油泵各部件提供润滑和冷却。高压油管提升阀柱塞2.主辅发电机•主发电机与辅助发电机一体,由柴油机曲轴带动旋转，型号为5GM201E1。•主发电机输出通过整流器、牵引逆变器、向交流异步牵引电机供电；主发电机兼作柴油机启动电机，当柴油机启动时，蓄电池通过逆变器逆变三相交流电，供给主发启动柴油机。•辅助发电机发电供给机车上辅助设备用电。由于机车上取消静液压装置，冷却风扇由交流电机驱动，辅助发电机还为冷却风扇电机供电。与DF4B机车相比，取消了励磁机、测速电机、启动电机及静液压系统。主牵引发电机辅助发电机滑环辅助发电机有三组绕组，每组均能输出三相交流电：第一组输出201V交流电，为主、辅发电机励磁；第二组输出402V交流电，为空压机电机、冷却风扇电机、主发电机通风机电机、排尘风机电机、牵引电机通风机电机供电；第三组输出76V交流电，为蓄电池充电及车上空调、逻辑电源、无线电设备供电。3.交流牵引电机•牵引电机采用交流电机。具有以下优点：•电机单位体积和单位重量下功率大。采用无专门机座的轻量化结构以及由专用铜合金的导条和专用铜合金的端环焊接而成，转子没有线圈，大大的减少了转子的故障率•适应性能强。在恶劣的风沙、雨雪气候、酸碱性气体影响侵蚀以及沿海多雨潮湿的环境下能可靠应用•匹配性能高。能够消除机车本身布置时的轴重不等、牵引时的轴重转移、机车轮径的差异、电机制造中的特性差