謝仕川，李錦輝，郭瑩瑩

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

超大功率重載交流傳動電力機車組(下稱“神24電力機車”)是由中車株洲電力機車有限公司為包神鐵路在CEA1A1型(12軸)電力機車動力單元基礎上開發(fā)的超大功率電力機車組。目前包神鐵路限制坡道12‰，主要采用“3+0”無線重聯(lián)和“2+1”無線重聯(lián)牽引萬噸2種形式，神24電力機車從減少司乘人員、降低運營成本的角度出發(fā)進行設計，應用于包神鐵路線路的萬噸牽引作業(yè)。

神24電力機車采用6節(jié)編組形式，整車內(nèi)部貫通，僅需要1組乘務員值乘，機車輪周功率28 800 kW，起動牽引力2 280 kN；編組形式多元化，可結合線路需求實現(xiàn)8軸、12軸、16軸、20軸和24軸的靈活編組。

機車風源系統(tǒng)的設計是為了保證機車在其運用工況過程中能滿足其用風的需求，神24電力機車風源系統(tǒng)設計配置為A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)分別配置一臺廣東標頂公司的BT-3.0/10AD5型螺桿式空氣壓縮機，同時A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)機車總風缸容積設計為1 000 L，C1節(jié)、C2節(jié)機車總風缸容積設計為500 L。

本文針對神24電力機車的運用環(huán)境，開展其適應性的風源系統(tǒng)設計的驗證研究。

2 風源用風需求分析

神24電力機車為6節(jié)編組的交流傳動電力機車組，擔當包神鐵路萬噸牽引作業(yè)，根據(jù)業(yè)主輸入條件，神24電力機車將牽引108輛貨車車輛，滿載載重重量為10 000 t，貨車車輛制動設備相關參數(shù)如表1所示。

根據(jù)其貨車車輛的制動設備相關參數(shù)，計算得出其用風風源需求(見表2)。其中標準大氣壓力P0取100 kPa。

表1 貨車車輛制動設備參數(shù)

表2 貨車車輛的風源需求

根據(jù)風源系統(tǒng)設計，機車車輛制動設備相關參數(shù)如表3所示。

根據(jù)其機車車輛的制動設備相關參數(shù)，計算得出其用風風源需求，如表4所示，其中大氣壓力P0取100kPa。

表3 機車車輛制動設備參數(shù)

表4 機車車輛的風源需求

根據(jù)以上計算，得出神24電力機車牽引萬噸列車時，列車總的空氣消耗量：Q=QL1+QL=1 363.5 L/min+618.25 L/min=1 981.75 L/min。

3 風源系統(tǒng)供風裝置設計參數(shù)

根據(jù)風源系統(tǒng)的設計：A節(jié)、B節(jié)、D1節(jié)、D2節(jié)分別配置1臺廣東標頂公司的BT-3.0/10AD5 型螺桿式空氣壓縮機，對應配置1臺BD-AD5.0/10型雙塔式空氣干燥器，由壓縮機及干燥器組成的供風模塊相關技術參數(shù)如表5所示。

4 風源系統(tǒng)供風模塊供風能力的計算

根據(jù)風源系統(tǒng)的設計，壓縮機啟停邏輯為當機車檢測總風低于750 kPa時，由CCU控制機車4臺壓縮機中的2臺輪流進行工作(實際工作供風模塊n1c=2)，并結合供風模塊的技術參數(shù)，進行風源系統(tǒng)供風模塊供風能力的計算，如表6所示。

表5 供風模塊相關技術參數(shù)

表6 供風模塊供風能力計算

根據(jù)上述計算，可以得出神24電力機車的風源系統(tǒng)設計滿足技術條件中關于風源的技術要求。

1)機車連掛108輛貨車車輛時，充風時間不大于25 min。

2)空壓機工作率宜大于60%。

3)空氣壓縮機每小時啟停數(shù)不超過15次。

5 結語

經(jīng)過充分的驗證計算以及現(xiàn)場應用情況，神24電力機車風源系統(tǒng)的設計既保證了機車壓縮機的工作率，打風能力也可滿足機車實際運用的需求，同時確保了機車空氣制動系統(tǒng)動力源的安全可靠。