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1、动 力 系 统,金鹰重型工程机械有限公司,WWW.GEMAC-CN.COM,一、动力传动系统的基本组成和安装方式,GCY-300型重型轨道车采用液力传动方式，发动机采用电喷水冷柴油发动机，排放达到国排放标准，传动箱采用卧式液力传动箱，最高时速120km/h（牵引50t），起动牵引力大于47kN。（一）动力传动系统的基本组成GCY-300型重型轨道车动力传动系统由发动机、液力传动箱、动力辅助系统、分动齿轮箱、万向传动轴等部件组成,见图2-13。,图2-13 动力传动系统基本组成 1发动机；2液力传动箱；3分动齿轮箱；4万向传动轴； 5动力辅助系统；6发电机；7空气压缩机；8弹性联轴器,发动机通过
2、液力传动箱将动力输出到车轴齿轮箱以驱动整车走行，发动机前端通过弹性联轴器驱动分动齿轮箱从而驱动空气压缩机、工作油泵、散热油泵及75kW发电机等。1.发动机本车采用电喷水冷柴油发动机为运行提供动力，发动机的功率由最高运行速度、牵引性能、起动性能等共同确定。2.液力传动箱液力传动箱是将发动机输出的动力进行调整输出到车轴齿轮箱上，在整车起动和低速阶段，通过液力变矩器将发动机输出的动力采用增大扭矩降低转速的方式提升牵引力和加速度，在整车高速阶段通过液力耦合器获得更高的传动效率，同时可以调整最终输出传动比来保证整车的最高运行速度。3.动力辅助系统动力辅助系统包含发动机水循环系统、发动机增压空气空-空中冷
3、系统、燃油供给系统、发动机进排气系统、传动箱油冷却系统等。4.分动齿轮箱分动齿轮箱通过发动机前端传递的动力驱动空气压缩机、工作油泵、散热油泵和75kW发电机等，联接75kW发电机的输出法兰设有离合装置。,（二）动力传动系统的安装方式,根据高速铁路轨道车的功能需求，为了既保证高速铁路轨道车的载人、载物空间，又满足车辆的运行性能最优化，GCY-300型重型轨道车动力传动系统采用车下悬挂安装方式，车辆上部空间得到了有效利用，前部为司机室和乘客室，后部为起重机和载物平台；同时，由于动力传动系统布置在车下，有效的降低了司机室内噪声，为司乘人员提供了良好的工作环境。GCY-300型重型轨道车动力传动系统车
4、下分布如图2-14 。,图2-14 动力传动系统车下分布 1车轴齿轮箱；2传动轴；3传动箱；4发动机；5动力辅助系统；6分动齿轮箱,GCY-300型重型轨道车动力传动系统部件的安装采取防松、防脱措施，保证了高速铁路轨道车运行和作业的安全性。1.车轴齿轮箱安装如图2-15所示车轴齿轮箱安装在车轴上，轴向尺寸通过车轴上的台阶定位，径向定位由箱体上的安装座通过撑杆、减震器固定在转向架构架上。,图2-15 车轴齿轮箱的安装 1车轴齿轮箱；2撑杆；3减震器,2.传动轴安装传动轴安装在被连接的两个传动部件之间，每根传动轴均有伸缩补偿量，以补偿车辆在通过曲线时各传动部件之间的相对位置变化量。传动轴和传动部件
5、之间通过法兰连接，传动轴螺栓采用10.9级高强度螺栓，并采用弹簧垫圈或防松螺母进行防松。3.动力单元的安装动力单元由发动机和液力传动箱组成，两者由飞轮、飞轮壳通过螺栓联接构成一个整体，安装在一个公用支架上。动力单元的减震装置为橡胶减震器，安装在公用支架与车架联接的安装座之间。橡胶减震器具有三向隔振的功能，可衰减纵向、横向和垂向三个方向的振动，同时有效地遏制发动机在某一转速工作时与车架的固有频率相同而产生共振的情况。动力单元安装如图2-16所示 。,图2-16 动力单元安装 1发动机；2发动机纵向滑移支座；3公用支架4传动箱；5液力传动箱安装座；6橡胶减震器,4.动力辅助系统安装发动机的水循环系
6、统、发动机增压空气空-空中冷系统、传动箱冷却系统以及液压油散热系统集成在一个冷却装置上。燃油供给系统由燃油箱、燃油管路、手动泵、滤清器等组成，系统中增加了除水放心滤、排空手动泵等，以保证发动机正常工作；燃油箱采用对称结构，横穿整个车架下部。燃油箱安装如图2-17所示 。,图2-17 燃油箱安装 1燃油箱；2辅助悬挂；3上吊装支座；4加油口,发动机进气系统主要由进气管路、空气滤清器、进气预滤器等组成；空气滤清器通过螺栓联接直接安装在车架的支座上，进气预滤器安装在空气滤清器的进气口上，可将90%的大颗粒灰尘滤掉；进气管路安装在空气滤清器与发动机进气口之间，通过橡胶管和卡箍联接。发动机排气系统主要由
7、排气管路和排气消音器组成，排气管一端通过波纹管及卡箍与发动机连接，以隔断发动机到排气管的振动另一端通过法兰与消音器连接；排气管路采用隔热材料进行隔热；排气消音器采用双层结构，能有效降低消音器表面温度，防止人员接近时被烫伤。5.分动齿轮箱安装分动齿轮箱采用勾座的形式安装在车架的悬挂座上，安装座和勾座之间采用橡胶垫隔振，安装螺栓采用开口销防松。,二、发动机基本工作原理、性能特点,GCY-300型重型轨道车使用的发动机是潍柴WP12.480型电喷水冷柴油发动机，其性能参数、工作原理和性能特点如下。（一）发动机主要技术性能参数1.主要性能参数（见表2-2）,表2-2 发动机主要性能参数,2. 主要技术
8、规格（见表2-3）,表2-3 发动机主要技术规格,3.主要螺栓规格和拧紧技术要求（见表2-4）,表2-4 主要螺栓规格和拧紧技术要求,注： 角度值为扭紧到规定力矩后再扭转的角度。发动机上各部位所用螺栓、螺母的强度等级都有相应要求，相同规格不同强度等级的螺栓、螺母不得任意错装、调换。不允许超过重复使用次数，否则会造成严重后果。,（二）发动机主要系统工作原理,1.润滑系统（1）润滑油润滑系统的功能是减磨、冲洗、冷却和防锈，机油的使用应根据发动机的规定选用。多级机油更有利于冷起动性能，应优先选用。全年使用的多级机油如15W40等也仅可以在规定的温度范围内使用。对于偶尔的低温情况可以采取措施预热机油，
9、或者更换与环境温度相适应的机油。,图2-18 润滑油牌号选择表,机油的更换时间应根据维护保养需要确定。WP12欧发动机规定使用CF-4或CH-4级润滑油，根据环境温度选择润滑油的粘度等级（见图2-18），只能使用多级润滑油，禁止使用任何机油添加剂，油底壳的倾斜角度不允许超过规定值当发动机静止不动且车辆处于水平地面上时，油尺油面必须处于最大和最小标记之间。WP12系列发动机均不允许使用CE、CD、CC、CB、CA级润滑油。 每次更换机油时同时应更换机油滤芯。（2）润滑方式发动机采用压力润滑方式，具体为机油泵通过集滤器，将机油由油底壳中吸入，压向机油滤清器和机油冷却器，通过油路系统到达润滑位置。绝
10、大部分油量到达主轴承并由此通过曲轴上的油孔，到达连杆轴承。气缸套表面和活塞销是由喷嘴喷油来实现润滑。气门操纵系统、增压器、共轨油泵、空压机、中间齿轮轴承同样是通过油管和油槽实现压力润滑。活塞顶部是通过喷嘴喷油到内冷油腔冷却；机油是通过机油冷却器由冷却水来冷却。机油循环系统的机油压力是通过机油泵体内的限压阀来调整的。发动机起动时，由于机油温度低，粘度较大，机油压力短时间内会偏高，但随着发动机水温升高，机油温度上升，机油压力会逐渐下降。当发动机满负荷水温在8095时，正常机油压力为350kPa550kPa。,2.燃油供给系统（1）电控共轨系统WP12系列欧发动机采用了Bosch公司生产的高压共轨系
11、统（如图2-19）,使发动机能够满足最高160MPa的喷油压力，实现燃油量与正时的灵活控制，达到低排放与低油耗。,图2-19 WP12系列欧发动机电控共轨系统,WP12系列发动机的回油是经过气缸盖的内部回油，需要确保回油能够完全密封，回油管内不允许存在节流区域；回油管不可接触锋利的边缘，不可折成尖角，更不可被扭曲。回油管安装不当，会引起燃油泄漏到发动机上。 高压燃油经过气缸盖内部的进油接头通向喷油器。在对一个标准的进油接头进行适当的高压密封时，最小需要12kN的预压紧力，最大允许22kN。过大会引起进油接头过载而发生泄漏。（2）柴油粗滤器组件（如图2-20）。燃油粗滤系统是安装在油箱油路的下游
12、。可将流过系统的水和微小颗粒从柴油中分离出来（利用它的多层介质构造）。分离出来的水会被收集到位于过滤器底部的集水器皿之中，然后通过放水塞流出。当集水器满了或旋压过滤器已经替换,则需要将收集到的水放出。,图2-20 柴油滤清器组件 1进油口；2过滤器盖；3手泵；4放气螺丝 ；5安装用法兰 6加热器；7出油口；8旋压过滤器；9集水器；10排水螺丝；11出油口,该柴油粗滤器还可选择加装加热器，如果在粗滤器顶部安装了电加热器，那么当油流过粗滤器的时候，它将会被350W的加热器加热。由于粗滤器的能力受到最低过滤温度的限制，当更换旋压粗滤器或对输油管进行重装时，则需要利用手油泵给粗滤器或输油管进行排气。,
13、3.冷却系统冷却系统的功能是保证发动机在适宜的温度下连续工作。强制循环冷却为迅速达到运转温度提供了最好的保证，WP12系列发动机冷却系统原理如图2-21所示。冷却装置主要由水泵、节温器、膨胀水箱及管路附件等组成。,图2-21 发动机冷却系统原理图,（1）水泵WP12系列发动机机上水泵安装在发动机前端，发动机进出水室布置在气缸体排气侧，回水腔在上，进水腔在下。出水管终端有双联式节温器，两个节温器布置在出水管内部。节温器有两个出口，一路通往水箱，另一路通往水泵进水口即为小循环。当节温器开启时，冷却水全部经过散热器冷却后由水泵打入机体，避免发动机工作温度过高；当冷却水温度低于83，节温器处于关闭状态
14、，冷却水直接进入水泵进口，使发动机尽快升温，达到运行要求的热状态，避免低温磨损，延长发动机的使用寿命。节温器在83时开始开启，至95时全开。,（2）膨胀水箱一个冷却系统的冷却效率及功能在很大程度上取决于该系统是否附带系统压力或是否无气泡，这两种特性主要受膨胀水箱活力的影响。膨胀水箱的具体作用是：接收加热时膨胀的冷却液；接收从通风管路同空气一起溢出的冷却液，并分离出系统中的空气；储备一定量的冷却液用于补偿泄漏损失；冷却系统的稳压和限压；方便冷却液的加注或液面检查。膨胀水箱安装在室内活地板正下方，方便冷却液的加注。初次加注冷却液时，最多只能加到膨胀水箱的60%，其余40%供冷却液膨胀用。,4.增压
15、器及进排气系统WP12系列发动机的增压器为中置。三段式排气管结构。其采用电子加热法兰取代现欧机使用的火焰预热起动装置，可以有效解决冬季冷起动过程中冒“白烟”的现象，并实现-30环境下顺利工作。5.电气系统发动机电气系统包括充电发电机、起动机、电子控制单元（ECU）、电加热法兰、水温传感器、机油压力传感器、进气温度压力传感器、转速传感器及继电器等。（1） 充电发电机WP12系列发动机机的充电发电机额定电压为28V，带有晶体管调节器。发电机在车上与蓄电池并联工作，工作时发电机自激磁。发电机在安装、接线时要注意：必须充分冷却；必须防尘、防溅、防油；检查发电机皮带的张紧；只能与电压调节器和蓄电池连接运
16、行。,（2） 起动机WP12系列发动机的起动机为电磁控制、齿轮传动、以摩擦片式单向器传递扭矩的直流起动机，功率5.4kW。（3）电子控制单元如图2-22所示，WP12系列发动机采用BOSCH公司生产的电子控制单元（简称ECU），主要由控制模块及3根连接线束组成，采用CAN和K总线方式实现发动机与整车电控单元的自由通信，可实现整车故障诊断和报警处理，具有稳定的系统处理能力和多层次的系统保护和纠错措施，提高了发动机的可靠性和安全性。 发动机ECU安装在发动机上，主要连接线束由喷油器线束、传感器线束和整车线束组成，其中喷油器线束和传感器线束在发动机出厂时已安装完毕，轨道车生产厂家只连接整车线束。整车线束由一根10孔插件线束和一根42孔插件线束组成，其中10孔插接件为电源线束，42孔插接件为控制线束。整车线束原理图如图2-23所示。,电源线束发动机ECU共有2种电源供电方式，一种为蓄电池供电，即车辆电源总开关打开后即得电；另一种为钥匙开关电源（受控电源），即车辆电源总开关打开并且点火钥匙需要达到运转位。电源线束中的电源为蓄电池供电，其中1、4脚为正极，由蓄电池经保险后直接供电，5、8脚为负极，直接搭铁，9、10脚为备用。控制线束,
