TSD09型动力分散内燃液传摆式动车组(以下简称TSD09型摆式动车组)是由唐山机车车辆厂为广东三茂铁路股份有限公司研制的160km/h的摆式动车组。该车采用了大量的先进技术,其中柴油机为美国CUMMINS公司QSK19型卧式柴油机,液力传动箱采用德国VOITH公司的T311R,倾摆技术.采用德国ESW公司的机电倾摆系统。大连机车研究所为柴油机和液力传动箱配制了冷却装置。
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、 冷却系统
根据TSD09型摆式动车组运行要求,其冷却系统分为增压空气冷却系统、燃油冷却系统、静液压油冷却系统以及柴油机冷却水系统4个相互独立的冷却系统。其中增压空气冷却系统、燃油冷却系统、静液压油冷却系统分别用来冷却增压空气、燃油和静液压油;柴油机冷却水系统除冷却柴油机冷却水外,还冷却液力变矩器传动油。增压空气冷却系统、燃油冷却系统、静液压油冷却系统的热量直接通过空气冷却器、燃油冷却器、静液压油冷却器散发到外界空气中;而液力变矩器传动油中的热量则通过油水热交换器传递到柴油机冷却水循环系统内,再由水散热器散发到外界空气中。
1.1 增压空气系统回路
外界空气→空气滤清器→增压器→增压空气冷却器→柴油机气缸→排气
1.2 燃油系统回路
1.3 静液压油系统回路
油箱→静液压泵→静液压马达(驱动冷却风扇) →静液压油冷却器→油箱
1.4 柴油机冷却水系统回路
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、总体布置方案
根据TSD09型摆式动车组各冷却系统的散热要求、冷却器的传热特性以及车体空间布置、系统管路的连接等情况,经过对多个方案的详尽计算比较,最终确定了如下冷却方案:TSD09型摆式动车组冷却装置由水一空冷却装置和复合冷却装置组成,其布置示意图分别见图1、图2。其中水一空冷却装置冷却柴油机冷却水,复合冷却装置用来冷却燃油、静液压油和增压空气。水.空冷却装置由散热器、风扇、静液压马达、钢结构等组成;而复合冷却装置由燃油冷却器、静液压油冷却器、空气冷却器、风扇、静液压马达、钢结构等组成,其中燃油冷却器和静液压油冷却器并列位于前方,空气冷却器位于后方。两套冷却装置以及油水热交换器均悬挂于车下;冷却装置外侧设有防尘网和防护网,吸风式轴流风扇安装在内侧。(图另见)
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、 设计中运用的冷却技术
针对TSD09型摆式动车组冷却系统的独特性,设计中运用了多项新的冷却技术,开发了可靠性高的各冷却部件。
⑴ 空—空冷却技术
所谓空一空冷却技术就是指增压空气直接由外界空气进行一次冷却。而一般机车增压空气冷却系统基本上采用二次冷却法,即增压空气先经中冷器冷却,把热量传递到柴油机冷却水循环系统中,再由散热器散发到大气中。采用空.空冷却技术可以大大简化冷却系统,省去了一套水系统回路(包括中冷水泵、低温系统散热器、低温冷却风扇及其管路等),从而避免了柴油机因中冷器漏水引起水锤而导致机破的恶性事故的发生,增强了中冷系统的可靠性,减少了维修工作量。
⑵ 其它冷却技术
燃油冷却系统、静液压油冷却系统则采用耐高压高效油一空冷却技术,燃油和静液压油也直接由外界空气冷却,简化了结构,便于布置;水.空冷却系统采用高温加压冷却技术,提高了冷却装置的紧凑性;并单独设计开发了一种重量轻、效率高的整体铸铝风扇,为满足冷却要求提供了保证。
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、结论
(1)根据冷却装置通风性能试验和环线牵引热工试验,表明该冷却装置达到了设计要求,其结构设计是合理的。
(2)该冷却装置结构紧凑,占用空间小,可以悬挂在车架下方,间接扩大了机车内部的有效使用空间;结构简单,维护方便,基本不用专用工具就能对其内部冷却部件进行拆卸安装。
(3)复合冷却装置采用了能提高可靠性、维护性的空一空冷却技术以及耐高压高效油.空冷却技术;水.空冷却装置则采用高温加压冷却技术;设计开发了重量轻、效率高的直径为850mm的整体铸铝风扇,为满足动车组冷却要求以及行车安全提供了保障。而这些新的冷却技术的成功运用,则为其在大功率内燃机车上推广运用提供了宝贵的参考经验。