东风4B型内燃机车结构原理检修.pdf
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1、目录第一篇东风4B型内燃机车总论第一章东风4B型内燃机车综述.1第二章 东风4B型内燃机车技术参数和主要牵引经济性能.6第二篇16V2 40ZJB型柴油机及其辅助系统第三章 16V240ZJB型柴油机的总体.17第一节机型的发展简况.17第二节 16V 240ZJB型柴油机的总体布置及主要技术参数.18第三节柴油机的特性.25第四章运动件.28第一节活塞组.28第二节连杆组.34第三节曲轴组.39第四节扭转振动减振器.43第五节簧片式弹性联轴节及盘车机构.48第五章固定件.53第一节 机 体.53第二节主轴承.55第三节油底壳.61第四节气 缸.62第五节气缸盖.66第六节连接箱、泵支承箱及弹
2、性支承.69第七节曲轴箱防爆措施.72第六章配气机构.75第一节配气机构的总体布置.75第二节气门机构.77第三节气门驱动机构.81第四节配气机构的调整.91第五节配气机构的主要故障和诊断.94第七章增压系统.99第一节增压系统概述.99第二节进、排气管的布置及结构.101第三节空气滤清器.103第四节涡轮增压器.105第五节 增压空气中间冷却器.120第六节 增压系统在运用中的问题.1221第八章燃油系统.124第一节燃油的品质.124第二节燃油系统.125第三节喷油泵.129第四节喷油器.139第五节高压油管.143第六节燃油的实际喷射过程.143第七节燃油系统故障及判别方法.146第九章
3、柴油机的控制与调节.148第一节联合调节器弋的总体布置.148第二节调节器的转速调节原理.150第三节调节器的配速及功率调节.158第四节 联合调节器七的调整与试验.165第五节启动加速器.168第六节调节器的驱动及紧急停车.169第七节控制机构.172第八节联合调节器七的运用.177第十章机油系统.179第一节机油的品质.179第二节机油循环系统.181第三节 主要部件的结构.184第四节机油系统的运用与保养.192第H 一章柴油机的冷却与预热系统.195第一节冷却水质.195第二节 冷却水循环通路.196第三节 冷却水泵.198第四节 冷却室及散热装置.201第五节预热锅炉及预热系统.20
4、4第六节冷却水系统的运用与保养.207第三篇 东风4B型内燃机车电传动装置第十二章 东风4B型内燃机车电力传动工作原理.209第一节柴油机库引发电机组的理想特性.209第二节东风4B型机车的励磁调节系统.2n第三节牵引电动机的磁场削弱.215第四节机车牵引特性.218第五节电阻制动.221第十三章电 机.231第一节 东风4B型内燃机车电机.231第二节 同步牵引发电机.2342第三节牵引电动机.246第四节启动发电机.278第五节同步牵引励磁机与感应子牵引励磁机.282第十四章电 器.288第一节概 述.288第二节接触器.292第三节组合式控制电器.295第四节继电器.301第五节无触点电
5、器.308第六节无级调速装置.314第七节汞显灯及仪表.319第八节电阻器.325第九节熔断器与自动开关.328第十节电器的整体布置.330第H-一节硅整流柜.332第十五章东风4B型内燃机车电路图.336第一节 概 述.336第二节主电路.337第三节励磁电路.338第四节辅助电路.339第五节控制电路.342第六节 保护电路及信号显示电路.349第十六章 水阻试验和试运行.354第一节水阻试验前的准备.354第二节 空载试验.356第三节保护装置的试验.357第四节 负载试验 同步牵引发电机外特性调整).357第五节试运行.358第十七章 东风4B型内燃机车主要电气故障及应急处理.360第
6、一节 柴油机启动前蓄电池组电路的故障.360第二节柴油机启动时的电气故障.361第三节 辅助发电机Q F的电气故障.363第四节空压机工作时的电气故障.364第五节 机车起动及运行中的故障.365第四篇东风4B型内燃机车车体和转向架第十八章机车车体.370第一节东风4B型内燃机车车体.370第二节车体通风、采光和隔热.374第三节司机室设备.3763第四节机车牵引装置.378第十九章转向架.380第一节 东风4B型内燃机车转向架综述.380第二节构 架.383第三节轴 箱.385第四节轮 对.388第五节旁承装置.390第六节牵引杆装置.391第七节弹簧装置.393第八节牵引电动机悬挂装置.3
7、98第九节基础制动装置.402第五篇辅助装置第二十章东风4B型机车的辅助传动装置.405第一节机械传动装置.407第二节机械传动装置的主要部件.410第三节静液压传动装置.416第二H 一章牵引电动机通风系统.429第二十二章空气制动系统.432第一节 空气制动系统的组成及特点.432第二节主要部件的作用及性能.434第三节空气制动系统检查试验.436第四节空气制动系统的运用、维护与故障处理.438第二十三章撒砂和风动装置供风系统.452第一节撒砂系统.452第二节风动装置供风系统.4534第一篇东风4B型内燃机车总论第一章东风4B型内燃机车综述东风4B型内燃机车为功率1990 k W标称功率
8、),交一直流电力传动,干线客、货两用的内 燃机车。图11、图 2分别为东风4B型内燃机车的外貌和机车总体布置图。东风型内燃机车整备重量为138+在柴油机运用功率为2430 k W 时,作为货运机车转向架 驱动齿轮传动比R=4 5),当司机控制器手柄 在满负荷位时,其起动牵 引力可达435 k N;持续牵 引力达324 k N;最大速度 为100k m/h;持续速度为 21.6 k m/h在计算工况 下,该机车可牵引3500t 列车,以23 k m/h的计算 速度通过皈的坡道。作为客运机车转向架驱动 图1-1东风4B型内燃机车齿轮传动比法=3 38),能牵引22节客车以120 k m/h的速度在
9、平道上运行。从牵引运输能力来看,东风4B型内燃机车 可以担当我国近期客、货运输扩编、重载以及提速的运输任务。东风4B型内燃机车装有一台16V 240ZJB型柴油机作为动力设备。16V 240ZJB型柴油机 为16缸、V型、四冲程、直接喷射开式燃烧室、废气涡轮增压、增压空气经中间冷却的大功率中 速柴油机。该型柴油机标定转速为1000 P min,最低空载稳定转速为430 V min;在标准大气状 况 大气压力为0.1013MP&大气温度为20。,相对湿度为60%)和标定转速下,标定功率为 2650 k W,最大运用功率 装车功率)为2430 k W;在标定功率下,燃油消耗率不大于21(T;目(k
10、 W h)o柴油机的气缸直径为240mm,活塞行程为275mm;16个气缸采用单轴、双列V 型排列,V型夹角50o柴油机采用铸焊组合龙门式机体;可转位式气缸套 可旋转120。);运动 件中采用并列连杆C型连杆),薄壁球墨铸铁活塞 或锻铝活塞),稀土合金球墨铸铁曲轴。燃 油系统中采用单体式喷油泵,其柱塞供油螺旋槽型线为单螺旋线。柴油机装有由步进电动机驱 动的转速功率联合调节器,以实现对柴油机进行无级调速控制。增压系统中采用两台 45Gp801A型增压器(1993年后,采用改进后的45Gp802y型增压器)。柴油机的功率输出 端通过连接箱与三相同步交流牵引发电机相连接,组成柴油机吸电机组。由于连接
11、箱只与机1图12东风4B型内燃机车总体布置图1一柴油机;2-同步牵引发电机;3-硅整流柜,启动发电机;5-励磁机;6-前转向架牵引电动机通风机;一电 器柜;8-制动电阻;9-励磁整流柜;10-燃油箱;1 1空气压缩机;1A辅助机油泵;13-燃油泵;1燃油粗滤器;15-空气滤清器;16-预热锅炉;1离心精滤器;18-膨胀水箱;19-预热锅炉油箱;2G-启动机油泵;21静液压油箱;22-静液压油热交换器;23-分配阀;2-机油粗滤器;25-前变速箱;26-机油热交换器;2静液压马达;28-冷却风 扇;2 A散热器;30工具箱;31励磁发电机;32-蓄电池安装箱;33-总风缸;3静液压泵;35-后变
12、速箱;36-后转 向架牵引电动机通风机;3 司机操纵台;38-前转向架;39-牵引电动机;40-砂箱;4 1制动缸;42一牵引杆座;43-轴箱;4顶百叶窗;45-动力室顶盖;46-减振器;4一侧百叶窗;48-牵引杆装置;49-轴箱拉杆;50-增压器;51中 冷器;52-测量仪表。2体相连接,使牵引发电机可以单独吊装。东风4B型内燃机车采用交喧流电力传动装置。牵引发电机为TQ FR VOOO型三相交流同 步径向自通风发电机泠却空气由车外吸入);它的额定容量为2985k VA,额定电流为393。2805A,额定转速为1100/min实用转速为1000 1 min)。牵引发电机由专用的GQ LT5型
13、感 应子励磁机励磁。感应子励磁机由柴油机通过启动变速箱驱动;它所产生的交流电经励磁整流 柜整流后给牵引发电机的励磁绕组励磁。这一励磁作用,由柴油机的转速功率联合调节器通过 功率调整电阻器自动改变励磁测速发电机的励磁电流来控制,从而达到牵引发电机能充分利 用柴油机功率的目的。牵引电动机为ZQ DR T10型直流串励电动机,它的额定功率为410k W,额定电压为55(/770V,额定电流为80(/570A,额定转速为640 1m迨最大转速为2365 V m in。东风型内燃机 车共设有六台牵引电动机,它们被并联在主电路中。需要指出,为提高客运机车恒功率速度,从 1991年东风4 2272号客运机车
14、开始,全部客运机车均采用ZQ DR T10C型牵引电动机;该型牵 引电动机额定功率为480 k W,额定电压为643 870V,额定电流为80W 590A,额定转速为 757 ymin,最大转速为2350/m in,最大电流为1H0A。机车主电路的整流设备为GTFT80V 770型硅整流柜;它主要由一些硅二极管组成三相 桥式全波整流装置。通过硅整流柜的作用,将牵引发电机的三相交流电流转换成为直流电流,再通过电缆将直流电流供向牵引电动机。东风型内燃机车设有电阻制动装置,每台机车装有两台制动电阻柜。在机车电阻制动 工况时,牵引电动机转换为他励直流发电机工况。牵引发电机经硅整流柜和制动接触器为电动
15、机励磁。电动机由轮对驱动而发电,并将产生的电流输至制动电阻,再转化为热能散逸,使动轮 产生制动力,从而使机车减速达到制动的目的。柴油机发电机组的功率输出端通过万向轴与启动变速箱相连接,从而驱动启动发电机、感应子励磁机和前转向架牵引电动机的通风机。该机组的控制端通过传动轴与静液压变速箱 连接,进而驱动静液压泵,并通过尼龙绳传动轴带动后转向架牵引电动机的通风机。柴油机的启动是通过由机车蓄电池供电的ZQ FyO型启动发电机完成的。在启动过程中,该启动发电机成为串励电动机工况,从而带动柴油机启动。柴油机启动完毕后,启动发电机转 换为他励发电机工况,由柴油机驱动其运转,并通过电压调整器使它的输出电压稳定
16、在110V,向蓄电池充电,并向辅助电路和控制电路供电。东风型内燃机车冷却装置分为高、低温两个循环系统。水冷却器采用56组扁管肋片式 高效强化铜质水散热器 高温系统24组,低温系统32组),散热器呈V型布置。两台冷却风扇 安装在机车散热器组V型空间顶部;冷却风扇采用静液压驱动。风扇驱动系统中,设有带灵敏 感温元件的温度控制阀;随着机车工况的变化,控制风扇的开、停并进行无级变速,以实现对柴 油机油、水温度的自动控制。机车的预热系统主要由预热锅炉、循环水泵、各阀类及管路组成。由预热系统保证柴油机 在规定的油、水温度下起动。东风型内燃机车的空气系统采用两台NPT5型空气压缩机。空压机在额定工况下,转
17、速为1000 1 min,供风量为2400 17 m in,风压为0.60.9M P也空气压缩机除供空气制动机系 统用风外,还供机车自动控制系统和撒砂系统用风。东风型内燃机车的制动系统采用JZT 型空气制动机。东风型内燃机车采用内走廊框架式承载车体。车体为一全焊钢结构,由侧壁、顶棚,底3架、四组内部隔墙和两端司机室组成。四组内部隔墙将车体分为I端司机室、电气室、动力室、冷却室和n端司机室五个部分。为方便部件的拆装,在电气室、动力室和冷却室的顶部均制成 活动顶盖。除两端司机室设有两侧侧门外,在动力室两侧也开有侧门。在各间室的隔墙上也都 开设通道门。整个车体钢结构外表敷设2 5mm厚的钢板作为外皮
18、,外皮也起承载作用。在车体 钢结构内设有隔热、防寒材料,并设有通风、采光孔口。司机室内设操纵台。操纵台上布置有司机控制器、JZ型空气制动机的自动制动阀和单 独制动阀、一系列的操纵按钮、各种仪表、信号显示装置和机车速度表等。司机室内设有保证行 车安全的三项设备中的报警盒、信号灯、无线调度电话以及电动放风阀等。司机室内设正、副司 机座椅,暖风机、电风扇、电炉,使司机室内无论冬夏均能保持适宜温度。司机室前方和侧向的 玻璃窗视野宽广,便于 望。前方玻璃窗外侧设有风动刮雨器。侧窗可手动起落。司机室的后 壁安装机车手制动装置的手柄。II端司机室后壁上设有圆形玻璃窗,可便于观察风扇工作状 态。I、n端司机室
19、的后壁、顶部、侧壁、前窗和地板等围护结构较为严密,司机室内平均噪声级 为 83d B(A)oI端司机室后为电气室。电气室内安装有电器柜、制动电阻柜、硅整流柜、三项设备控制柜 以及工具箱等。由辅助传动机构的启动变速箱驱动的启动发电机、感应子励磁机、测速发电机 以及前转向架的牵引电动机通风机均布置在电气室后部地板上。励磁整流柜、电阻制动控制 箱、直流变换器、制动系统的分配阀、继动阀以及空气制动与电阻制动联锁的电磁阀等均布置 在电气室的后隔墙上。电气室还设有通往车顶的人孔和梯子。机车中部为动力室。室内布置柴油机发电机机组。动力机组的纵向中心线与机车中心线 相重合。该机组通过八个橡胶锥弹性支座固定在车
20、体底架上。动力室侧壁上装有旋风式柴油 机空气进气滤清器以及车体通风机。地板上安装有燃油滤清器、燃油输送泵、燃油预热器;启动 机油泵,机油滤清器;冷却水系统的管路和阀类。膨胀水箱安置在动力室后壁最高位置处,以利 于水系统的水量发生变化时,从膨胀水箱中得到补偿。动力室的左后角安置预热系统的预热锅 炉及其控制柜、预热水泵、辅助机油泵等。动力室与第n司机室之间为冷却室,冷却室上方布置v型散热器组及冷却风扇。散热器 下方安装有静液压变速箱,后转向架牵引电动机的通风机、机油热交换器、机油滤清器、以及空 气压缩机等设备。冷却风扇和牵引电动机的通风机均由静液压变速箱驱动。机车内部每侧均设有500mm宽的人行通
21、道。人行通道贯通电气室,动力室和冷却室。东风型内燃机车的走行部是两台可以互换的三轴转向架。转向架采用箱形全焊结构的 构架;牵引电动机轴悬式安装;具有两系弹性悬挂;采用四个尼龙摩擦式旁承传递垂向载荷;用 一组低位牵引杆件系统传递牵引力和制动力;在车体和转向架构架之间设有弹性侧挡。当机车 曲线运行时,弹性侧挡与牵引杆件系统一起形成一个中心区域,以使转向架绕此中心区域相对 于机车车体作回转运动。转向架除中间动轴外,每根动轴的轴端都设有橡胶锥元件,用以承受 侧向力。轴箱采用轴箱拉杆定位。基础制动装置采用每轮独立的制动单元,每个动轮均设有一 个制动缸、单侧单闸瓦制动,并附有闸瓦间隙自动调节器。鉴于东风型
22、内燃机车为客货两用 机车,因此其转向架应满足防止动轮空转以及运行稳定性的要求。为此在转向架的结构选型 上,采用了牵引电动机顺置排列,低位牵引杆和较软的一系弹簧悬挂,以减少轴重转移现象,提 高机车粘着重量利用系数。机车采用两系悬挂系统。一系悬挂为圆弹簧与液压减振器并联,可 吸收垂向低频振动;两系悬挂由橡胶堆组成,位于旁承上方,其静挠度较小,可吸收高频振动。机车车体下部中央吊装燃油箱。燃油箱前后两端安设总风缸。燃油箱左右两侧各安置六 4个蓄电池箱。蓄电池为DGT20型酸性蓄电池,由48个单节蓄电池串联构成蓄电池组,分别安 装在蓄电池箱内。蓄电池总电压为96Vo蓄电池电源主要供柴油机启动用电以及柴油
23、机停机 时机车辅助设备用电。机车辅助用电和照明用电的电压为直流110V。在机车内部两侧通道上、电器柜、膨胀水 箱、水散热器装置以及司机室内,司机操纵台上均设有照明灯具。机车司机室外侧顶部设有具备头灯减光装置的前照灯,以符合机车等会列车时,应将头 灯灯光减弱的规定。车体前部和两侧设有标志灯和信号灯。在车架下面设有照明灯,可便于 检查走行部。机车司机室外侧顶部上方设有风笛组,以进行联络性鸣笛和警告性鸣笛。风笛组由两个低 音风笛 向前)和一个高音风笛 向后)组成。东风4B型内燃机车的牵引装置由下作用式TB1595内燃、电力机车车钩和全钢摩擦式二 号缓冲器组成。车钩中心线在平道上距轨面高度为880+l
24、Ommo为了机车安全正常运用,在司机室内备有二氧化碳灭火器。在机器间内备有泡沫灭火器和 二氧化碳灭火器等消防器材。此外,机车还备有红、黄两色信号旗。红、黄、绿、白四色手提信号 灯具,六支响墩和三支信号火炬等信号用具。东风4B型内燃机车的限界为GB146 1-8砥标准轨距铁路机车车辆限界车限一1A,车 限一1B)O5第二章 东风4B型内燃机车技术 参数和主要牵引经济性能一、东风4B型内燃机车技术参数机车主要技术参数用途.干线客、货运传动方式.三相交通流电力传动轨距.1435mm走行部型式.转向架式机车限界 中华人民共和国机车车辆限界GB146.183车限一 1A和车限一 1B运用条件.机车可在+
25、4”40。长隧道内或风沙地区条件下正常运行功率机车标称功率.1990k W柴油机标定功率.2650k W柴油机装车功率.2430k W机车速度最大速度持续速度机车轮周牵引力机车起动牵引力持续牵引力通过最小曲线半径2&9k m/h 装 410C 电动机)客运 120k m/h货运 100k m/h客运28.5k m/h装410电动机)货运21.6 k m/h客运327k N装410电动机)344k N装410C电动机)货运435k N客运243k N装410电动机)232k N装410C电动机)货运324k N轴式.Co Co轮径.1050mm轴重.(23 3%)t机车整备重量.(138+3%)
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