何剛

摘 要：NS1602型鐵路起重機(jī)配置的發(fā)動(dòng)機(jī)主要有三種，分別為一主一備風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、兩臺(tái)等功率的水冷機(jī)械式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及兩臺(tái)等功率的水冷電噴控制的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)電氣控制、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的停車、發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及一些輔助控制方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：鐵路起重機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)；電氣控制

中圖分類號(hào)：TH213 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）27-0072-02

Abstract： There are mainly three kinds of engines of NS1602 railway crane， the main and the standby air-cooled diesel engine， two water-cooled mechanical diesel engines of equal power， and two water-cooled EFI control diesel engines of equal power. The electrical control of the engine mainly includes the electrical control of the engine fuel system， the starting of the engine， the stopping of the engine， the timing of the engine， the condition monitoring of the engine and some auxiliary control system.

Keywords： railway crane； engine； electric control

隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸線路規(guī)模不斷擴(kuò)大，客貨運(yùn)輸車輛的運(yùn)行速度，密集程度越來越大，對(duì)鐵路事故應(yīng)急救援工作提出了更高的要求。鐵路起重機(jī)作為一種鐵路專用起重設(shè)備，因其能順鐵路線運(yùn)動(dòng)，承擔(dān)沿線各種環(huán)境下的起重作業(yè)，具有很好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性。隨著鐵路和相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路起重機(jī)也隨著不斷發(fā)展，在我國，鐵路起重機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為能處理鐵路行車脫軌事故，排除線路障礙，鐵路建設(shè)施工的關(guān)鍵起重設(shè)備，在保證鐵路安全運(yùn)行和鐵路建設(shè)發(fā)揮著極為重要的作用。

NS1602型鐵路救援起重機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的配置方案可分為三種類型，第一種是配備一主+一備兩臺(tái)風(fēng)冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、第二種是配備兩臺(tái)等功率的機(jī)械式水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、第三種是配備兩臺(tái)等功率的電噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。前兩種配置方案中的發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械式燃油系統(tǒng)，第三種配置方案中的發(fā)動(dòng)機(jī)采用電控噴油燃油系統(tǒng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)電氣控制、發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的停車、發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及一些輔助控制方面的內(nèi)容。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制來說，機(jī)械式燃油系統(tǒng)與電控噴油燃油系統(tǒng)區(qū)別比較大。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的控制

為保證起重機(jī)長期停車后易于起動(dòng)，燃油系統(tǒng)中的油箱上部安裝了直流油泵，直流油泵為車用油箱專用油泵，直流油泵不工作時(shí)，燃油從油箱經(jīng)柴油機(jī)自吸式燃油泵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，通過司機(jī)室控制面板上的控制旋鈕來控制直流油泵，直流油泵可方便的排除燃油供給系統(tǒng)中低壓管路中的殘余空氣。通常每臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都有一臺(tái)對(duì)應(yīng)的直流油泵。同時(shí)在油箱上部安裝了油位傳感器，油位傳感器的電信號(hào)傳輸?shù)剿緳C(jī)室控制面板上的油位表，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前燃油箱的容量。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制

在上述三種發(fā)動(dòng)機(jī)配置方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)都是通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

對(duì)于采用機(jī)械式燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的鑰匙開關(guān)，直接控制起動(dòng)繼電器來控制起動(dòng)電機(jī)，但是對(duì)鑰匙開關(guān)進(jìn)行控制時(shí)，必須增加禁止重復(fù)起動(dòng)的功能，也就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火成功正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，輸出一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)控制回路，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)之后即使接通發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)鑰匙開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繼電器回路也不能工作，從而實(shí)現(xiàn)禁止重復(fù)起動(dòng)的功能，以免損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)和飛輪。

對(duì)于采用電控噴油燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)直接傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU（如圖1所示），ECU上有三個(gè)插槽，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器線束、噴油器控制線束及整車線束。發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制線路接入整車線束中的對(duì)應(yīng)針腳，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通過操作人員的控制信號(hào)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，控制信號(hào)也是通過整車線束輸出的，ECU本身就具有禁止重復(fù)起動(dòng)的功能。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)開始工作，并且發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火成功后，應(yīng)立即松開起動(dòng)開關(guān)。為了保護(hù)蓄電池，多次起動(dòng)過程中，每次間隔時(shí)間要超過一分鐘。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)成功后，發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)同時(shí)也開始發(fā)電，給蓄電池充電并且向起重機(jī)電氣系統(tǒng)供電。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)的停車

發(fā)動(dòng)機(jī)不得在滿負(fù)荷工況下突然停車。發(fā)動(dòng)機(jī)卸載后應(yīng)經(jīng)短時(shí)間的空轉(zhuǎn)使機(jī)體溫度平衡后，讓發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)到怠速時(shí)再操作發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

對(duì)于采用機(jī)械式燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，控制開關(guān)直接控制停車電磁閥來實(shí)現(xiàn)的，操作發(fā)動(dòng)機(jī)停車開關(guān)使得停車電磁閥得電工作，停車電磁閥的電磁鐵得電之后閥芯動(dòng)作，閥芯動(dòng)作之后拉動(dòng)熄火開關(guān)切斷油路。這類發(fā)動(dòng)機(jī)的停車開關(guān)是自復(fù)位的，要操作該開關(guān)待發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將至零完全停車之后才能松開該開關(guān)，整個(gè)過程一般需要持續(xù)幾秒鐘。

對(duì)于采用電控噴油燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的停車信號(hào)直接由司機(jī)室傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU整車線束。發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣控制線路接入整車線束中的對(duì)應(yīng)針腳，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通過操作人員的控制信號(hào)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的停車，控制信號(hào)也是通過整車線束輸出的。該停車開關(guān)和上兩類發(fā)動(dòng)機(jī)的停車開關(guān)有所不同，它可以是自鎖的開關(guān)，只需要將開關(guān)旋轉(zhuǎn)到停車位，發(fā)動(dòng)機(jī)在ECU的控制下就可以自動(dòng)切斷噴油器的輸出，實(shí)現(xiàn)停車。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)速

對(duì)于采用機(jī)械式燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油機(jī)的調(diào)速是通過調(diào)節(jié)噴油泵的搖臂來實(shí)現(xiàn)的，最早的油門操縱系統(tǒng)由手動(dòng)油門和腳踏油門組成，手動(dòng)油門由手動(dòng)油門操縱總成和滑輪組、鋼絲繩組成。手動(dòng)油門操縱總成采用齒條結(jié)構(gòu)形式，它可將發(fā)動(dòng)機(jī)速度穩(wěn)定在一定的數(shù)值上，減輕司機(jī)的工作強(qiáng)度。腳踏油門采用靜壓油缸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其工作原理為踩動(dòng)踏板時(shí)，踏板推動(dòng)總泵油缸頂桿，頂桿推到總泵活塞，活塞移動(dòng)使工作介質(zhì)（制動(dòng)液）受壓產(chǎn)生壓力，通過管路進(jìn)入工作缸，推動(dòng)工作缸活塞和校正桿及搖臂，搖臂使發(fā)動(dòng)機(jī)油門加速，當(dāng)松開踏板時(shí)，踏板回位彈簧、搖臂回位彈簧使油門回位達(dá)到減速的目的。若要長時(shí)間穩(wěn)定在某一轉(zhuǎn)速，可用手動(dòng)油門來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)展到之后油門操縱系統(tǒng)演變?yōu)橛烷T踏板和手油門均為電子式的，輸出電信號(hào)來控制直線電機(jī)。通過直線電機(jī)加鋼絲繩來控制噴油泵的搖臂的角度，油門的增加和減少通過直線電機(jī)的伸出和縮回來實(shí)現(xiàn)，在油門電機(jī)的推桿上安裝鋼絲繩，鋼絲繩的另一端連接在噴油泵的搖臂上。

對(duì)于采用電控噴油燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的油門踏板和手油門也為電子式的，油門操縱系統(tǒng)的信號(hào)通過整車線束傳送給ECU，ECU根據(jù)得到的電信號(hào)直接控制噴油器噴油量的多少來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的功能。

5 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中還需要把發(fā)動(dòng)機(jī)幾個(gè)比較重要的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這些參數(shù)主要有轉(zhuǎn)速、機(jī)油壓力、冷卻水溫度（水冷柴油機(jī)）或者是氣缸溫度（風(fēng)冷柴油機(jī)）等。

對(duì)于采用機(jī)械式燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，需要將這些參數(shù)對(duì)應(yīng)的傳感器的電信號(hào)接入對(duì)應(yīng)的表上，但是對(duì)于采用電控噴油燃油系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的所有傳感器的信號(hào)都通過傳感器線束傳遞給ECU，我們只需要給每條發(fā)動(dòng)機(jī)配置一塊集成好的發(fā)動(dòng)機(jī)儀表如圖2所示，該儀表可以通過J1939協(xié)議和發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU進(jìn)行通訊，發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU得電和儀表通訊成功后，ECU會(huì)自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和故障信號(hào)傳送到儀表上，這些參數(shù)在儀表上都可以實(shí)時(shí)查看。

6 發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助控制

發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助控制主要還包括進(jìn)氣口預(yù)熱、冷卻水預(yù)熱等。進(jìn)氣口預(yù)熱是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)同時(shí)進(jìn)行的。但是對(duì)于高寒地區(qū)使用的水冷柴油機(jī)來說，起重機(jī)在整備狀態(tài)時(shí)是需要讓冷卻水維持在合適的溫度以便發(fā)動(dòng)機(jī)易于起動(dòng)，這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水預(yù)熱系統(tǒng)，通常該系統(tǒng)是利用基地的交流電源對(duì)冷卻水進(jìn)行預(yù)熱的，當(dāng)冷卻水溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，預(yù)熱系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)切斷加熱系統(tǒng)電源。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的電氣系統(tǒng)控制也會(huì)發(fā)生日新月異的變化來滿足實(shí)際的需要。

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