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型双动力源地铁工程车(2)

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摘要：

由于燃油箱没有布置在工程车中央，需要考虑燃油质量变动对整车质量分配的影响；同时，由于燃油箱安装在基座内部，高度有限，为提高燃油的利用率，在燃油箱上部（静音箱内）增加了副油箱，柴油机的吸油口设置在副油箱内。

机组的冷却进风口设置如图6所示，循环后的热风由排风室顶部格栅排出，该方式可以消除工程车前、后方向运行时排风背压对机组功率的影响，同时，向上的排风也可将机组排烟吹散，减少对站台内墙壁上广告设施的污染。

图6　柴油发电机组通风示意图

柴油机组的发电机输出电源为三相AC 690 V，经过三相整流后，额定工况下输出DC 900 V电源，此值选择在满足牵引负荷功率需求同时，还考虑了空载输出电压值和柴油机组突然卸载时可能出现的瞬间较高电压，从而使整流器输出电压抬高，对主电路造成不利影响。

柴油发电机组的恒速恒压控制系统具备电源的自调节能力，以维持不同负载功率情况下的电源电压和频率恒定。对于中小功率的柴油机组，采用恒定中高转速控制技术不仅成熟可靠，而且可以有效避免机组与工程车间发生共振现象。同时，相对于传统的内燃电传动控制方式，由于机组控制系统与整车控制系统解耦，使得电力工程车控制系统不必改变并可以兼容内燃机组系统，简化了此类电力—内燃双动力源工程车的控制方式。

5.2　控制系统

与传统的内燃电传动工程车控制系统相比，本项目中，柴油发电机组的控制系统（ECU和AVR）独立于工程车牵引逆变器—牵引电机组成的负载调整控制系统（DCU）。由于考虑空间、本身质量等因素，柴油发电机组的功率裕量不会很大，因此，在柴油机功率基本满足负载需求时，柴油发电机组的控制系统能否满足工程车在牵引工况下的功率调整率的要求就至关重要。由于柴油机组功率输出是对工程车负载需求的自适应调节，且功率调整受油门调整时间影响，若负载增加过快，当输出功率无法满足时，将可能导致柴油机熄火，尤其在柴油机组功率超过50%以后。因此需要适当延长负载调整控制系统（DCU）的加载时间，降低功率调整率，使两种控制系统有更好的匹配性。本项目通过降低负载调整控制系统（DCU）的加载调整率予以解决。工程车0至100%功率突加、减载试验参数曲线见图7，试验中，将0至250 k W功率的加载时间设置为3 s。

图7　柴油发电机组负载突变试验

试验中监测柴油发电机组的输出电源功率、电压、电流和频率。在0至100%功率突加过程中，在不到4 s的时间内，机组输出功率就达到了最大值，期间其他参数均有波动，但波动值均在牵引逆变器输入值的允许范围内。机组满载运行约24 s后，负载突降至0，机组响应迅速，没有出现飞车现象。整个过程柴油机运行正常。

柴油发电机组配备了完善的检测保护装置，关键参数，如油压、转速、水温、电压等都设置一级报警值和停机保护值。机组的重要参数都通过总线传输至司机室终端，但机组不会通过总线发出工程车控制指令。

表1　基于代码生成的逻辑控制矩阵项目　设计要求　实测值司机室噪声（50 km/h）/dB（A）78　68机组振动烈度（50 km/h）　不低于B级　A级（0.5 m m/s）0～100%加载频率偏差%，恢复时间/s　±，6.4 0～100%加载电压偏差%，恢复时间/s　±，2.1机组通讯传输（图5功能）数据显示正确　良好

6　结束语

工程车组装完成后，依据设计要求和电力机车、内燃机车和柴油发电机组等的相关标准编制了ZE R7型双动力源地铁工程车的型式试验和例行试验大纲，并在厂内和现场进行了试验和设计改进。在重点关注的柴油发电机组牵引工况时的主要技术性能指标方面，如噪声、振动、网络兼容性、电源调节能力与工程车负载调节匹配性等的试验结果见表1：

文章来源：《内燃机工程》网址: http://www.nrjgczz.cn/qikandaodu/2021/0223/521.html