淺論電力機車的通風系統

周喜軍+袁文輝

【摘 要】我國電力機車遵循大力發展電力牽引和內燃牽引，以電力牽引為主的方針，自第一條電氣化鐵路問世至今，實現了速度高、效率高、過載能力強、運輸能力強、經濟效果顯著等優越性，按用途可分為客運電力機車、貨運電力機車、客貨兩用電力機車、調車電力機車，按傳動形式不同可分為具有個別傳動的電力機車和具有組合傳動的電力機車，按電流制不同可分為直流電力機車和交流電力機車。

【關鍵詞】電力機車離心式；離心式；軸流式

一、前言

我國電力機車遵循大力發展電力牽引和內燃牽引，以電力牽引為主的方針，機車先通過電弓從接觸網（就是天上的電線）上受電，在經過機車上的牽引變壓器，整流柜，逆變，然后傳入牽引電機帶動機車，最后通過車輪傳入鋼軌。形成一個巧妙的電路。電力機車的通風系統有：主變壓器的油循環風冷系統、牽引電機和整流柜（有些車沒有了）的離心通風機冷卻系統和制動電阻帶有制動風機冷卻。

二、通風機的類型和特點

按照工作原理，通風機可分為兩大類型。

（一）離心式：離心式的通風機又被稱之為鼓風機，它是工業上采用最為廣泛的一種類型的通風機，此類型通風機的結構包括蝸殼、葉輪、電動機。作用原理：當葉輪在蝸殼內作高速旋轉時，葉片間的空氣也被迫作高速旋轉，在離心力的作用下，沿葉輪甩出來，以一定的速度沿蝸殼經出風口進入風道，由于葉輪間形成真空，外界空氣不斷從葉輪軸向進風口被吸入，把空氣的流速轉變為壓強，使風道的風壓得到升高。

（二）軸流式：軸流式的通風機也經常被稱之為風扇。這種類型通風機的結構：電動機、風道、葉片。作用原理：葉輪在電動機驅動下高速旋轉，由于葉片有一定的斜度，形成空氣的軸向流動，葉輪背面形成真空，外界空氣不斷補入

三、通風機在電力機車上的應用

離心式和軸流式的通風機在電力機車通風系統中均有被采用。由各自類型的通風機的特點可以看出，在有一些距車體比較遠的設備，例如常見的牽引電機，一般都是用離心式的通風機來進行冷卻；而一些設備由于其位置的局限性，比如制動的電阻柜，經常都是用軸流式的通風機來冷卻。

我國直流傳動電力機車及動力車通風系統基本上是采用車體通風方式，如除SS7D和SS9改機車之外，所有SS型電力機車和DDJ1型（大白鯊）動力車都是采用這種通風方式。其具體過程是空氣從側墻大面積百葉窗進入，經過濾網進入車體機械室，然后由各通風支路風機送入各相應需要冷卻的部件進行強迫通風冷卻。K型電力機車采用慣性濾清進風方式，進風口百葉窗和慣性濾清器安裝在車體側墻后部的左右兩側。車體兩側走廊構成了車體冷卻通風的支路，機車上所有的通風機都是從車體內吸風的，因此8K機車通風系統也屬于車體通風方式。

四、我國交流傳動電力機車及動力車通風系統

我國交流傳動技術的發展，促進了機車通風方式的變革，豐富了機車通風方式的內容和型式，為獨立通風方式和車頂夾層通風方式在電力機車及動力車上的應用創造了有利的條件。與直流傳動機車相比，交流傳動機車的通風系統具有以下兩個特點：（1）要進行通風冷卻的部件相對較少，通風系統比較簡單。交流傳動機車需要通風冷卻的部件主要是牽引電動機和主冷卻器（即主變流器水散熱器和主變壓器油散熱器的合成）；而直流傳動機車需要進行通風冷卻的部件通常還有硅整流機組、電抗器、制動電阻柜等。很明顯，直流傳動機車的通風系統更復雜，而且要求更苛刻。（2）風冷卻的部件對冷卻空氣的清潔度、含水量的要求相對寬松。交流傳動牽引電機允許含水滴狀的空氣進入其內部，對空氣的清潔度要求也相對寬松；而直流牽引電機嚴格禁止水滴進入牽引電機內部，因為換向器對空氣中的灰塵比較敏感，冷卻空氣的含塵量過多或灰塵顆粒過大將直接影響到牽引電機的正常工作。另外，由于交流傳動機車變流器的冷卻采用水冷系統，水的散熱是通過散熱器進行的，冷卻空氣中的塵、雨水不與變流器元件直接接觸，所以不會直接影響變流器元件運用；而直流傳動的硅整流器是直接風冷方式，冷卻空氣中的塵、雨水將會直接損害整流器件的可靠性。基于以上特點，交流傳動機車的通風系統一般采用獨立通風方式（如AC4000和DJ1機車）或者車頂夾層通風方式（如DJJ1型和DJJ2型動力車﹑DJ型和DJ2型電力機車）。

五、而電力機車通風系統常見的問題

最重要的是通風機耐磨的性能以及耐磨的處理：因為大量的通風機被工廠、礦井、隧道等的通風和排塵等所應用，所以通風機的葉輪和機殼兩者都有著不同程度的損壞，且有些地方會直接影響到生產是否能夠順利的進行，因此對通風機的耐磨性能的要求非常之高。

如今最經常使用的耐磨處理方式包括堆焊、噴涂、噴焊、涂覆高分子耐磨材料等，這些措施可相對的延長通風機使用的壽命。最近這幾年，我們國家從國外引入了一種較為有效的耐磨處理方式，就是在葉輪或者是蝸殼便面粘貼亦或是鑲嵌能夠耐磨的陶瓷，因為這種耐磨陶瓷有著非常良好的耐磨性能，所以可以大大增強分機的耐磨性能。且如若粘貼了耐磨陶瓷片，此通風機在維護方面也比較便利，于是這種方法在我們國家的相關行業中得到了較為廣泛的推廣應用。

六、結語

為了能夠滿足鐵路提速發展的迫切需求，電力機車從發明到如今都在不斷的發展。我們國家的電力機車特別是電力機車通風系統的研制歷程是模仿制造-獨立自主的研制-批判性的消化吸收引進國外技術，以致可以自主的設計制造出更高水平的電力機車。目前我國已經研制出了 SS8、SS6B、SS4B 等多種類型的產品。相信隨著科技的發展與社會的進步，電力機車通風系統會有更大的改善，且電力機車會有更加廣闊的發展前景。

【參考文獻】

[1].黃兆安 王俊.電力電子技術.機械工業出版社，2000

[2].趙嘉濤.電力機車電器.北京：中國鐵道出版社，2004

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