DF5B型內燃機車電空閥凍害原因分析及防范措施

劉明強 劉志利

摘要：根據DF5B型內燃機車冬運期間發生的故障統計，簡要分析造成機車電空閥凍害主要原因，闡述了應對DF5B型內燃機車電空閥凍害防范措施，通過實施以及在運用機車應用，2016年 冬運期間DF5B型內燃機車未發生電空閥凍害。

關鍵詞：DF5B型內燃機車；電空閥；凍害；措施

1.問題的提出

鐵法礦區鐵路牽引動力2004年開始由蒸汽機車轉型為內燃機車，目前，運輸部現有運用內燃機車共13臺，其中DF4B型機車5臺，DF5B型機車8臺。由于DF4B型內燃機車和DF5B型內燃機車結構設計不同，DF4B型內燃機車電氣室與柴油機機械間相隔，電氣室在車體內部，而DF5B型內燃機車電氣室設計在機車前部，不與柴油機機械間相連，所以兩種車型發生臨故的現象不盡相同。在對2013年至2015年機車冬運期間DF5B型內燃機車臨故統計中發現，DF5B型機車冬運期間臨故發生較多，由于冬運期間氣溫低，造成DF5B型內燃機車電氣室電空閥故障發生凍害，機車不能換向走車，影響機車正常運用，導致煤炭運輸缺少動力，造成路車在礦一次作業時間延長，生產秩序和行車安全受到嚴重制約，針對此情況我們進行細致調查研究、分析總結，進行技術攻關，采取了相應防范措施，對DF5B型內燃機車冬運防寒進行技術創新，通過機車冬運期間運用，收到了較好效果。

2.DF5B型內燃機車冬運期間發生的凍害原因分析

由2013年至2015年DF5B型機車冬運期間臨故故障統計表來看，電空閥凍害故障發生38臺次，其故障率占機車冬運期間凍害臨故50.66%，由此看來，解決電空閥凍害故障，造成機車不能換向走車，確保內燃機車安全運用，是刻不容緩的一項重要課題。

2.2.DF5B型內燃機車換向方式

DF5B型內燃機車換向作用方式[1]：機車的換向，是通過電空閥控制1-6C輔助觸頭構成1-2HKf線圈回路，同時由電空閥控制換向風缸的動作來實現的。

當需要換向時，首先將SK換向手柄放置到前或后的位置，然后將SK主手柄由0位提到1位，閉合的1-6C輔助觸頭便將1-2HKf電空閥的勵磁線圈回路接通，由風源凈化裝置來的壓縮空氣經電空閥進入換向風缸前或后的位置，并推動換向活塞移動，從而帶動1-2HKf轉鼓旋轉，并接通1-2HKf向前或向后的觸點位置，并由此決定了1-6D的勵磁電流方向，最終實現內燃機車前后換向。

2.3.冬運期間DF5B型機車電空閥凍害，造成機車不能換向臨修故障原因分析

DF5B型機車電氣室內的電空接觸器和組合接觸器均設有電空閥（主要指1-6C和1-2HK），在-10℃以下低溫狀態時易出現換向動作失靈的故障，表現為1-6C不吸合及換向困難。這主要是因為：當溫度降到-10℃以下時，無論是與1-2HK電空閥風路相連的換向風缸皮碗，還是與1-6C的主接觸器電空閥風管路相連的風缸皮碗，都會由于潤滑油脂的凝固變干而與缸壁接觸不嚴，從而導致1-6C觸點吸合不良，且出現換向作用不良；同時，當溫度降到-10℃以下時，DF5B型機車的風源凈化裝置對壓縮空氣的脫水作用降低，導致由電空閥風管路進入到換向風缸和主接觸器風缸的壓縮空氣含水，而使風管路內結冰，從而使由電空閥主導的換向作用無法實現，且主接觸器（1-6C）不吸合，此類故障的存在，嚴重影響了機車的正常運用。

3.DF5B型內燃機車凍害防范措施

為防止冬運期間DF5B型內燃機車電空閥發生凍害，2016年冬運之前，我們對DF5B型內燃機車電氣室電空閥防寒問題進行了深入的研究、試驗，采取了以下兩項創新防范措施：

3.1.機車電氣室外加裝防寒被

根據DF5B型內燃機車電氣室外型，自行設計并多次聯系外圍防寒被生產廠家，生產加工了防寒被，自行設計制作防寒被固定裝置，然后將防寒被安裝在DF5B型內燃機車電氣室外部。

3.2.機車電氣室內加裝電暖風機，在機車電氣室內設計制作固定架裝置，用以安裝電暖風機。

⑴.暖風機選擇形式：采用電暖風機，型號為PTC-DNF600，此電暖風機額定功率為600W，額定電壓為DC110V。

⑵.電源供給方式：以啟發電機（QF）發電狀態為暖風機電源供給模式，在發電狀態下，QF可穩定提供DC110V的電流。

⑶.暖風機固定方式：將暖風機以構架為基礎固定在電氣室地板上（電氣室進門處腳踏下方），距離1-6C在水平方向約300mm。

⑷.漏電保護方式：從安全角度出發，設DC110V漏電保護裝置，以實現安全使用暖風裝置的目的。

⑸.電源可控安全模式：采用暖風機安全供電模式，每使用60分鐘，停止供電10分鐘；同時，司乘人員可根據現場情況靈活處理各項突發問題；另外，在電氣室設1個控制開關，其與漏電保護裝置開關一起，構成電路雙開關結構。

通過這兩項防范措施的實施，極大地改善了電氣間的溫度，降低了電氣室（電空閥）因低溫凍害造成的機車臨故修。

4.防范措施實施應用情況

4.1.提高機車運用率，降低了機車臨故率

在2016年10月上旬，按照機車冬運防止電空閥凍害防范措施，開始對運用8臺DF5B型內燃機車進行安裝，通過冬運期間機車運用，效果非常明顯。根據統計2015年冬運期間因電氣室低溫造成的臨故（電空閥故障）共發生18起，而2016年冬運期間，未發生一起因低溫造成電空閥故障而引發的機車臨故，提高了機車運用率，降低機車臨故率，有效地保證了煤炭運輸生產動力需求。

4.2.減輕員工勞動強度

冬運期間機車發生臨故，由于低溫寒冷，處理因電氣室低溫造成的電空閥故障，須在檢修庫內進行，有時由于機車臨故多，檢修庫內檢修臺位緊張，處理機車故障不得不在庫外進行，員工處理機車故障時，不但由于寒冷室外作業處理故障時間長，而且增加員工勞動強度，同時影響機車正常運用。采取防范措施后，減輕員工勞動強度，縮短機車臨修入庫檢修時間，提高了工作效率。

5.經濟效益

冬運期間，處理內燃機車電氣間低溫造成的機車不能換向臨修至少需要一天時間，按2015年冬運期間因電氣間低溫造成的臨故共發生18起計算，處理該類機車臨修需要18天。而2016年冬運期間，未發生一起因低溫造成的機車臨故，提高了機車運用效率，因此冬運期間，機車因未出現該類臨修而在線路多正常運用18天。

2016年運輸部運量4.4億噸公里，按投入13臺機車運用計算，平均每天每臺內燃機車運量為=（4.4億噸公里÷13臺機車）÷365天

=92729.1885噸公里/天

因此可提高內燃機車在線運用天數18天，所創經濟效益（創產值）

= 平均每天單臺內燃機車運量×機車多在線運用18天×運價。

= 92729.1885噸公里/天×18天×0.43元/噸公里

=71.77萬元。

6.安全效益

以往DF5B型內燃機車在冬運期間，因電氣室內電空閥凍害發生機車臨故，造成機車停留在鐵道線路區間，不能獨立安全走車，運輸部調度要立即另派機車前往救援，將其牽引回修造公司進行處理，嚴重影響正常生產秩序和行車安全。

通過制定DF5B型內燃機車凍害防范措施的實施，確保了機車電氣室溫度在零上10℃以上，消除了因低溫造成的電空閥凍害，保障了正常生產秩序和行車安全。2016年冬運期間，未發生一起因低溫電空閥凍害造成的機車臨故，從而保證了機車安全運用

7.結束語

DF4B型和DF5B型內燃機車目前是鐵法能源公司運輸部煤炭運輸主要動力，在總結內燃機車運用、檢修經驗的同時，對內燃機車檢修進行必要的技術創新，提高機車運用率，降低機車臨故率，減輕員工勞動強度，提高檢修工作效率是十分必要的。

參考文獻

[1]朱建昌主編.《內燃機車電傳動》【M】.中國鐵道出版社. 2009年.北京

[2] 鐵道部大連機車車輛廠編.《東風4B型內燃機車電力傳動》【M】.大連理工大學出版社 .第1版.1989年5月

作者簡介：劉明強（1964—），男，高級工程師，2009年畢業于遼寧工程技術大學機械工程及自動化專業，現任鐵法能源公司鐵路運輸部修造公司副經理。

（作者單位：鐵法能源公司運輸部）