电力机车通风系统

【摘 要】电力机车是指由电动机驱动车轮的机车,它是从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车,电源包括架空电缆、第三轨、电池等,其所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供运行中的电力机车给,是一种非自带能源的机车.电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点.电力机车自1914年来到中国到今天,电力机车向大功率、高速、耐用方面不断发展,为保证电力机车没有空气污染,通风问题备受关注.

中图分类号：U264

引言

第一辆标准计电力机车于1842年由苏格兰R.戴维森发明,发展中国的电力机车始于1958年,同年12月28日中国历史上第一个电动机车台湾铁道路线制备成功.电力机车的发展有赖于发展电气化铁路,使用电力机车,能减少污染,如蒸汽机车、柴油机车运行时产生的废气,且可使用低污染的风力或水力发电,在行走时比柴油机车安静的多,进一步缩减了行车的时间.使用电力牵引车列,可以提高列车运行速度和承载重量,从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力.

一、电力机车的简介和工作原理

我国电力机车遵循大力发展电力牵引和内燃牵引,以电力牵引为主的方针,自第一条电气化铁路问世至今,实现了速度高、效率高、过载能力强、运输能力强、经济效果显著等优越性,按用途可分为客运电力机车、货运电力机车、客货两用电力机车、调车电力机车,按传动形式不同可分为具有个别传动的电力机车和具有组合传动的电力机车,按电流制不同可分为直流电力机车和交流电力机车.

机车先通过电弓从接触网（就是天上的电线）上受电,在经过机车上的牵引变压器,整流柜,逆变,然后传入牵引电机带动机车,最后通过车轮传入钢轨.形成一个巧妙的电路.电力机车的通风系统有：主变压器的油循环风冷系统、牵引电机和整流柜（有些车没有了）的离心通风机冷却系统和制动电阻带有制动风机冷却.

电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系统三部分组成,空气管理系统按用途可分为：供给机车和车辆制动所需压缩空气的空气制动路系统、供给机车电气设备所需压缩空气的控制气路系统和供给机车撒砂装置、风喇叭和刮雨器等辅助装置所需压缩空气的辅助气路系统.空气管路是风压的通道,能够为机车受电弓上升,机车制动,机车散热提供风源.

二、通风机的类型和特点

按照工作原理,通风机可分为两大类型.

1.离心式：离心式的通风机又被称之为鼓风机,它是工业上采用最为广泛的一种类型的通风机,此类型通风机的结构包括蜗壳、叶轮、电动机.总的来说离心式的通风机具有以下几个特点：风的压力比较大,其风力还比较集中,因此适用于比较远距离的通风.

2.轴流式：轴流式的通风机也经常被称之为风扇.这种类型通风机的结构：电动机、风道、叶片.一般而言轴流式的通风机具有以下几个特点：与离心式相反,轴流式风的压力比较小,其风力是较分散的,所以不适用于远距离的通风,但其体积小,转速快,效率也比较较高.

而电力机车通风系统的支路主要有：主变压器的油循环风冷系统,牵引电机和整流柜的离心通风机冷却系统,制动电阻带有制动风机冷却.

三、通风机在电力机车上的应用

离心式和轴流式的通风机在电力机车通风系统中均有被采用.由各自类型的通风机的特点可以看出,在有一些距车体比较远的设备,例如常见的牵引电机,一般都是用离心式的通风机来进行冷却；而一些设备由于其位置的局限性,比如制动的电阻柜,经常都是用轴流式的通风机来冷却.

四、SS4改型电力机车采用车体通风方式

分为三大通风系统：

1.牵引通风系统（两台离心式通风机）：车外冷空气→侧墙百叶窗→滤尘网

①1号硅机组→1号PFC电容柜→1号牵引通风机→1、2位牵引电动机→车底大气.

②2号硅机组→2号PFC电容柜→2号牵引通风机→3、4位牵引电动机→车底大气.

2.主变压器通风系统（1台轴流式风机）：主变压器通风系统通常只有一个通风的支路,冷却的对象是主变压器和平波电抗器（二者共同使用同一个油箱）,采用的是轴流式通风机,切每节的机车配有1台,其冷却的通路可表示为：

车外冷空气→侧墙百叶窗→滤尘网→主变压器油散热器→变压器通风机→车顶百叶窗→车顶大气.

3.制动通风系统2台（2台轴流式风机）：制动通风系统每一节机车都拥有两个完全相同但两者相互独立的通风支路,冷却的对象主要为制动电阻柜,所用的是轴流式通风机,每一节机车总共有2台.

其冷却的通路为：车底冷空气→进风口（不过滤）→I（Ⅱ）端制动通风机→风道→I（Ⅱ）端制动电阻柜→车顶百叶窗→大气.

共设置2台离心式风机、3台轴流式风机.

电力机车通风系统发展趋势：

①可进一步提高通风机的气动、装置及其使用的效率,用来减少电能消耗；

②未来可能将用动叶可调的轴流式通风机代替大型的离心式通风机；

③可减轻通风机的噪音；

④能够提高用于排烟、排尘通风机叶轮及其机壳的耐磨性；

⑤充分实现可变转速的调节和自动化的调节.

而电力机车通风系统常见的问题：

最重要的是通风机耐磨的性能以及耐磨的处理：因为大量的通风机被工厂、矿井、隧道等的通风和排尘等所应用,所以通风机的叶轮和机壳两者都有着不同程度的损坏,且有些地方会直接影响到生产是否能够顺利的进行,因此对通风机的耐磨性能的要求非常之高.

如今最经常使用的耐磨处理方式包括堆焊、喷涂、喷焊、涂覆高分子耐磨材料等,这些措施可相对的延长通风机使用的寿命.最近这几年,我们国家从国外引入了一种较为有效的耐磨处理方式,就是在叶轮或者是蜗壳便面粘贴亦或是镶嵌能够耐磨的陶瓷,因为这种耐磨陶瓷有着非常良好的耐磨性能,所以可以大大增强分机的耐磨性能.且如若粘贴了耐磨陶瓷片,此通风机在维护方面也比较便利,于是这种方法在我们国家的相关行业中得到了较为广泛的推广应用.

五、结语

为了能够满足铁路提速发展的迫切需求,电力机车从发明到如今都在不断的发展.我们国家的电力机车特别是电力机车通风系统的研制历程是模仿制造-独立自主的研制-批判性的消化吸收引进国外技术,以致可以自主的设计制造出更高水平的电力机车.目前我国已经研制出了SS8、SS6B、SS4B等多种类型的产品.相信随着科技的发展与社会的进步,电力机车通风系统会有更大的改善,且电力机车会有更加广阔的发展前景.