针对东方红型内燃机车风源系统的故障分析

    一 内燃机车风源系统存在的问题
    东方红<5>型机车的风源系统由空压机、总风缸、空气干燥器及电控部件组成，作用是为机车的制动机和其他的辅助用风设备提供压缩空气。
    1.供风速度慢
    供风速度慢老型机车的风源系统中供风部件采用的是3W-1.6/9型空气压缩机，该型压缩机的供风速度是1.6m3/min，总风缸的储气量为1000L，风缸压力从0上升到900kPa需要10min，风缸压力由750kPa上升到900kPa需要93s。
    2.系统连续工作时间长，故障率高
    系统连续工作时间长，故障率高工矿企业铁路运输特点是，机车起动、换向、制动频繁，要求风源系统供风速度快。由于该车型风源系统供风速度慢，部件工作时间长，动作频繁，磨损增加，结果是系统故障率上升，造成机车运用率下降，机车检修、运用成本增加。
    3.电控部件多，控制复杂
    该系统中空压机是靠Z2C-62并励直流电动机驱动，由于并励电动机自身特点，在启动过程中要采取二级降压启动，因此，在电路中需要两个接触器和降压电阻。由于部件多，加之动作频繁，经常烧损接触器和电阻，系统故障率增高。
    4.部件自身性能差
    3W-1.6/9型空气压缩机由两个低压缸和一个高压缸组成，额定转速1500n/min，活塞和缸套的润滑是采用连杆上的油针飞溅润滑，因此，由于润滑不良经常出现摩擦副之间干磨和磨损加剧的现象。致使空压机的使用周期缩短，更换频繁。
    二 确定改造方案及实施
    1.方案确定
    方案确定关于该型机车无法满足翻渣作业要求，曾经考虑在翻渣线增添一座空压机站，但受资金和场地原因而无法实施，*终确定对该型机车风源系统进行改造。
    首先，对我部所有型号的内燃机车的风源系统的特点进行了调查和分析。特别是GK1C型内燃机车，该型机车属于我国第三代内燃机车，机车自2003年在我部投入使用后，以其优良的性能，高效的牵引能力为本钢的铁路运输生产做出了积极的贡献，特别是该型机车的风源系统，具有供风速度快，控制简单，部件质量优良的特点。*终我们在该型机车风源系统的基础上，结合老型机车的特点，制定出改造方案。要将老车型的风源系统进行全新改造，重点要解决以下几个问题：
    1）为了节省费用，尽可能地利用原风源系统中的部件。
    2）风源系统是机车安全运行的重要保证，改造方案必须在保证机车安全运行的基础上加以实施。
    3）在保证机车其他功能不变的情况下，对机车风源系统进行改造。
    4）风源系统在改造后具有以下特点：首先，供风速度快。第二，改变原有电控方式。第三，提高系统中部件的使用寿命。第四，风源系统运行安全可靠。
    2.具体实施具体实施
    2.1 提高风源系统供风速度
    提高风源系统中供风速度的**途径就是更换空气压缩机，我们选用的是Z-2.4/9型空压机，该型空气压缩机的供风速度是2.4m3/min，总风缸的储气量为1000L，风缸压力从0上升到900kPa需要6min，风缸压力由750kPa上升到900kPa需要35s.
    2.2 改变电控方式，减少系统故障率
    1）将原空气压缩机驱动电机由13kW并励式Z2C-62改为22kWZD316A型串励式，取消了原系统中降压起动电阻，充分利用串励电机的负荷特性，满足了风源系统工作需要。
    2）将原系统的供电电路进行改进，改为由主发电机直接供电，取消了中间环节，提高了逆流二极管的使用寿命，提高安全性。
    3）将原系统中的起动接触器CZO-150/10型改为S156K-33-110V型，并加装PRS-80C型保护装置，大大的提高了部件的使用寿命。简化电器元件的配置，提高了系统运行的可靠程度，降低了系统故障和检修成本。
    三 改造后应用效果分析
    1.应用效果
    应用效果我们在511号内燃机车架修中进行了改造，为了确保改造效果，实施了三个阶段的调试整改，一是架修后厂内调试，二是机车的试运调试，三是机车投入运用后的跟踪调试。通过三个多月三个阶段的调试，除对其中的部分小的环节进行了改进外，完全实现了实施改造的预期目标。具体优点有：
    1）风源系统供风速度明显提高。风缸压力从750kPa升至900kPa由原来的93s提高到现在的35s，提高2.5倍。
    2）故障率降低。由于对电控部分进行了改造，电器原件的故障率急剧下降，机车运用率得以提高。
    3）提高了空压机的使用寿命。原3W-1.6/9型空压机由于供风速度慢，由于机车用风量大，致使空压机工作时间长，加之空压机转速高（1500n/min）、润滑不良（靠油针飞溅润滑）等缺陷，每半年就要对空压机进行分解检修。改为Z-2.4/9型空压机后，供风速度提高，空压机转速为1000n/min，润滑方式为压力润滑，由专门的供油泵来完成，因此使用寿命4倍以上。
    4）机车运行安全可靠。我们对511号内然机车的风源系统的改造后，通过实际运用效果良好，同时也为下一步对老型机车实施改造提供了依据，又先后对六台该型机车进行了改造，达到了预期的效果。
    2.效益分析
    效益分析12台东方红<5>型机车风源系统改进后，将取得就巨大的经济效益，主要体现在以下几方面：
    1）降低油耗。由于机车风源系统故障，机车回厂修理，往返需要平均4h，每小时机车平均油耗为20L/h，经2005年、2006年统计，机车因风源系统故障回厂修平均每年单台14次。
    2）提高机车利用率。根据2005年、2006年的平均统计，机车因风源系统故障返修每台年平均14台次，平均在库时间为4.2天。
    3）节约备件资金。根据2005年、2006年的平均统计，机车因风源系统故障返修每台年每年需要更换1.6个空压机，其他备件（接触器、降压电阻、电机等）费用每台平均3.6万元。
    4）项目投资费用。该项目单台投资6.5万元，其中，空压机组投资4万元，其他备件费用2.5万元。
    四 结论
    随着本钢铁路运输内燃化的确立，内燃机车所承担的运输任务将不断加大，由于老型机车的受到自身特点的限制，将越来越不适应现代铁路运输的需要。通过这次风源系统的改造成功，积累了经验，同时也说明对老型机车实施改造，是实现老型机车技术升级，适应本钢铁路需要的有效途径。