軌道內燃機車充電發電機發電不穩定原因分析及解決辦法

張興

摘要：文章針對軌道內燃機車充電發電機穩定性的問題，通過對人、機、料、發、環五個方面的分析，找到問題的根本原因，制定并實施了有針對性的解決方法，取得了顯著的效果。

關鍵詞：軌道內燃機車；充電發電機；發電穩定性；發電電壓；充電電流 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH183 文章編號：1009-2374（2015）14-0111-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.055

1 充電發電機概述

充電發電機廣泛應用于軌道內燃機車中（如圖1所示），且起著相當重要作用，整車電源都來自于充電發電機，發動機通過傳動帶帶動充電發電機向蓄電池充電以及向其他用電設備供電。軌道內燃機車電氣系統初期運行狀態良好。隨著運用時間的增加，軌道內燃機車出現蓄電池虧電，發動機停機后無法啟機的故障，造成內燃機車無法使用，嚴重影響了內燃機車調車及施工作業的正常進行和正常的安全生產秩序。

2 充電發電機發電穩定性分析

2.1 故障應急處理

軌道內燃機車發動機帶動充電發電機發出的電壓、電流通過傳感器顯示在控制系統顯示屏上，正常的電壓在27.0～28.0V范圍內，充電電流在0～1A范圍內。軌道內燃機車運用過程中出現電壓小于27.0V、電流顯示為0A的情況，說明充電發電機發電異常。

檢查充電發電機：通過對調兩臺軌道內燃機車的充電發電機，發現故障車的充電發電機在正常車上工作正常，正常車上的充電發電機在故障車上發電情況與上述異常現象相同，說明充電發電機沒問題。

檢查充電發電機傳動帶：對比兩臺軌道內燃機車的充電發電機傳動帶，發現故障車的傳動帶比較松弛，按壓同樣的撓度需要的力較小，說明可能因為傳動帶張緊力不夠造成充電發電機不能正常運轉，進而導致發電異常。調整充電發電機傳動帶張緊力：通過調整傳動帶位置調整螺母來調整充電發電機位置，進而調整傳動帶的張緊力，通過這樣的方法多次調整后，充電發電機能夠穩定地輸出在27.0～28.0V范圍內的電壓、0～1A范圍內的充電電流。通過以上檢查及應急處理，可以解決充電發電機發電不穩定的情況，保證軌道內燃機車正常運用。

2.2 初步分析

通過現場對故障現象技術分析，從人、機、料、發、環共五個方面考慮、分析及驗證，排除多種可能的影響因素（如表1所示）后發現，是由于內燃機車長時間處于劇烈震動狀態，充電發電機的調整螺母逐漸松動導致充電發電機傳動帶松動，加之廠家提供的充電發電機傳動帶張緊力標準操作誤差較大，傳動帶松動后，不能及時檢測到，最終導致充電發電機發電不穩定，蓄電池虧電，發動機停機的故障。

當蓄電池電量充滿時，蓄電池電壓在27.0～28.0V范圍內，充電電流顯示在0～1A范圍內。

當出現充電發電機發電電流減小或時大時小等不穩定情況時，滿足不了其他用電設備的需要，蓄電池就向其他用電設備供電，顯示屏顯示蓄電池充電電流為負值，負值表示充電發電機沒有給蓄電池供電，加之蓄電池開始向其他用電設備供電，該種情況持續時間較長時就會造成蓄電池虧電（如圖2所示），長時間使用導致蓄電池電壓降低，當低于17V時，電壓不足以使發動機ECU正常工作，ECU停止工作后，依靠ECU控制的發動機就會停機。

3 提高充電發電機發電穩定性的方法

3.1 影響因素分析

通過實際分析，發現影響充電發電機發電穩定性主要有兩個因素：

因素1：內燃機車運轉時劇烈震動，整車的減震只有輪對與轉向架、轉向架與車體的兩級減震措施，而發動機是通過緊固螺栓直接安裝在車體上，沒有減震措施，充電發電機是直接安裝在發動機機體上，充電發電機的位置調整螺母容易因發動機的震動而松動，導致充電發電機移位，傳動帶張緊力不夠，不能充分帶動充電發電機運轉，充電發電機轉速降低，發電電壓減小，發電電壓不穩。因此震動造成位置調整螺母松動導致充電發電機傳動帶張緊力不夠，嚴重影響了充電發電機的發電穩定性。

因素2：對于傳動帶的張緊力沒有易于操作的檢測標準及方法。廠家提供的傳動帶張緊力技術標準（以20～50N的力壓傳動帶，撓度為20～30mm）不易操作，主要表現在20～50N的力的大小不易掌握，依靠手壓施加的力很難判斷在該范圍內；20～30mm的撓度不易測量，因沒有參照基準，按壓的撓度用肉眼很難把握準確，而且不同的操作人員實施具體的操作過程中存在差別，造成標準的執行效果存在千差萬別。

3.2 解決方案

方案1：針對因素1，根據實際操作情況，在內燃機車檢修規程日常保養中規定充電發電機位置調整螺母的檢查標準，即充電發電機位置調整螺母無松動，防松線清晰無錯位，當檢查發現充電發電機位置調整螺母松動時，通過反復調整充電發電機位置后，觀察控制器顯示屏上的充電電壓以及充電電流，當充電電壓及充電電流符合技術標準后，再緊固充電發電機位置，能夠及時處理。這樣做的好處是機車震動無法避免，但因震動造成的松動可以及時發現，依靠畫防松線可以辨識，當位置調整螺母松動時，防松線就會錯位，就可以直接看到并緊固，避免更加嚴重的影響。

方案2：針對因素2，采用曲線救國的策略，將對充電發電機傳動帶的張緊力的直接檢測改變為對充電發電機發電效果的檢測，所以在內燃機車檢修規程日檢中制定充電發電機對蓄電池充滿電的標準，即蓄電池充滿電時，系統電壓不低于27.0V，充電電流在0～1A之間。如果充電不能滿足該標準，就需要調整傳動帶張緊力，對傳動帶張緊力的調整實際是對充電發電機位置調整螺母的調整。

這樣做的好處是將直接干預轉變為從效果干預，避免了直接干預存在較大的誤差，且不能預知效果的問題，又能保證充電效果。

4 實施情況及效果

（1）經過1個月的操作人員培訓，2個月的實際觀察，充電發電機充電標準易于執行，對充電發電機發電以及蓄電池充滿電的技術狀態把握比較及時、準確。當因充電發電機發電不穩定以及蓄電池虧電的情況發生時，能夠及時發現，調整充電發電機位置后，就可以避免蓄電池虧電造成的發動機停機的情況；（2）因內燃機車運用時震動劇烈，充電發電機位置螺母松動時，完全可以及時通過新的標準檢查處理，充電發電機發電不穩定的問題得以解決。

5 結語

（1）通過技術分析以及制定針對性的解決方案，解決了充電發電機發電不穩定的問題，通過近一年的跟蹤觀察，此類問題沒有再次發生；（2）該問題的解決避免了發動機因蓄電池虧電停機的情況發生，保證了內燃機車在車輛段內調車以及正線施工作業的安全進行；（3）通過實際操作，操作人員的技術能力有了大幅度的提高，包括對充電發電機位置調整的準確操作能力，掌握了充電發電的技術原理，理解了發電電壓、充電電流在顯示屏顯示的技術原理。

參考文獻

[1] 馬文烈，程榮龍.電工電子技術[M].武漢：華中科技大學出版社，2012.

（責任編輯：黃銀芳）