工矿冶炼工程厂区港口码头轨道牵引机车(大型柴油液力牵引机车)对于液力传动内燃机车,柴油机发出的动力传递到液力变速器的液压油中,液压油通过液力涡轮,液力变矩器和液力耦合器等原件将能量传递到车轮,变成驱动车轮的动力。大型柴油液力牵引机车广泛用于冶炼冶金、矿山采选工程、隧道工程、电力电厂调运机车、大型建材、化工、防工程、大型土建施工工程等行业厂矿区内部有轨运输以及地方铁路、机务段等作为调动运输牵引设备;低速、大牵引工矿液力传动机车,尤其在柴电混合动力、地铁工程以及防爆机车领域;长大铁路隧道、地铁隧道、长大公路隧道,大型地下工程施工牵引运输设备,隧道牵引机车;港口、码头运输集装箱、码头移动特大型机械设备牵引;轨道起重机车,物资储运库转运材料、设备;铁路货运场移动转运物资、材料、设备,货场编组火车厢;大型发电车厂内调运车皮;大型重型机械设备厂转运大吨位大型零件和设备;
工矿冶炼工程厂区轨道牵引机车结构紧凑重量相对较轻,相同重量的电传动牵引机车与液力传动牵引机车相比,液力传动内燃机车的功率更大,造价更低;柴油发动机发出的动力传递到液力变速器的液压油中,液压油通过液力涡轮、液力变矩器和液力耦合器等原件将能量传递到车轮,变成驱动车轮的动力。缺点是传动效率较低,油耗大,因为液体的流动是随意的,传递动力的过程中会因为流动的随意性损失一部分能量,而且液体在流动过程中自身也损失一部分动能,所以比电传动牵引机车效率低很多,一般来说电传动机车效率可达90%,而液力传动的机车只有83.3%,所以液力传动的机车经济性较差,也成为其保有量远不及电传动机车的重要原因,但电传动机车结构复杂,造价高。
***元件是液力传动箱中的液力变扭器,主要由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮通过轴和齿轮与柴油机的曲轴相连,涡轮通过轴和齿轮与机车的动轮相连,导向轮固定在变扭器的外壳上,并不转动。当柴油机启动时,泵轮被带动高速旋转,泵轮叶片则带动工作油以很高的压力和流速冲击涡轮叶片,使涡轮与泵轮以相同的方向转动,再通过齿轮把柴油机的输出功率传递到机车的动轮上,从而使机车运行。液力传动的输入轴与输出轴之间只靠液体为工作介质联系,构件间不直接接触,是一种非刚性传动。液力传动的优点是:能吸收冲击和振动,过载保护性好,甚至在输出轴卡住时动力机仍能运转而不受损伤,带载荷启动容易,能实现自动变速和无级调速等,因此它能提高整个传动装置的动力性能。
当大型柴油液力牵引机车起动和低速运行时,变扭器中的涡轮转速很低,工作油对涡轮叶片的压力就很大,从而满足机车起动时牵引力大的需求;当涡轮的转速随着机车运行速度的提高而加快时,工作油对涡轮叶片的压力也逐渐减小,正好满足大型柴油液力牵引机车高速运行时对牵引力要小的需求。由此可见,柴油机发出的大小不变的扭矩,经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。当大型柴油液力牵引机车需要惰力运行或进行制动时,只要将变扭器中的工作油排出到油箱,使泵轮和涡轮之间失去联系,柴油机的功率就不会传给机车的动轮了。
工矿冶炼工程厂区轨道牵引机车为中小型功率液力传动调车型机车。它宽度小,操作方便,维修方便,综合经济性能好,尤其是采用康明斯、斯太尔柴油机和液力变扭器,使机车噪音和废气排放都达到水平。因此,特别适用与运输量较大的地铁隧道掘进工程及冶炼矿区牵引运输,钢厂,冶炼厂,大型化工厂等地下工程巷道和厂矿区内部牵引运输作业,也可用于冶金,化工等大中型企业内部运输。
液力传动的内燃机车结构较电传动机车简洁,重量轻,不像电力传动机车同时需要发电机,整流柜/逆变器和电动机等部件才能运作。即在同样的机车重量下,液传机车的功率一般都比电传机车大。以中国的东方红3型(液传机车)和东风型(电传机车)为例,东方红3型重量为92吨,功率达1980kW;而东风型车重126吨,功率仅1500kW。而且液传机车不需要消耗电传机车电机设备所需要的大量铜金属,制造成本较低。另外,许多工矿企业使用液力传动内燃机车,因为电传动机车的发电机和直流牵引电机电刷会产生火花,容易引起粉尘或危险气体爆咋。
一般来说,液力传动机车比电传动机车效率稍高。当液力机车起动和低速运行时,变扭器中的涡轮转速很低,传动油对涡轮叶片的压力就很大,从而满足机车起动时牵引力大的需求;当涡轮的转速随着机车运行速度提高而加快时,传动油对涡轮叶片的压力也逐渐减小,正好满足机车高速运行时对牵引力小的需求,但因此也有加速慢的问题。所以柴油机发出的大小不变的扭矩,经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。在特定的负载条件下,液传机车的功率传递效率比电传机车略高。全负载情况下,液传的效率稍高于电传;半负载情况下,液传效率会进一步提升,而电传效率会进一步下降。功率越小,液力传动的优势就越明显,功率越大液力传动效率越低,依靠提高泵轮转速推高功率使变扭器发出高热,造成能量流失,这时电力传动更有优势。而且液力传动柴油机车的功率难以提升,因为液力传动装置受到泵轮、变扭器箱体金属强度的限制,只能有限度承受并传递非常巨大的液压力。至2006年,德国福伊特公司才研制出世界上首台功率达5000马力的液传内燃机车Voith Maxima 40cc,但电传机车早在十几年前已达到同功率级别。早期的液传机车技术未成熟,故障率稍高。但液力变扭器传动装置本身没有磨耗零件,只要金属质量、精度达标,机车可靠性可以相当高,保养也更便捷。然而在同等功率下,液力传动的机车,耗油量要高出10~20%,经济性较差。大多用于中速轻载或调车作业,对功率要求不高,而液传机车正拥有中低速牵引力较大的特点。