東風8DJ內燃機車

結合內燃機車國產化交流傳動系統能力和微機粘着控制水平,機車最大起動牽引力:25t 軸重機車按560kN、23t 軸重機車按520kN 設計(相應的粘着係數為0138 和01385) ;機車持續牽引力按410kN設計。

為確保安全和考慮微機粘着控制水平的進一步發展,主傳動系統的主要部件採用冗餘設計,如牽引變流器、牽引電動機按機車最大起動牽引力600kN、持續牽引力420kN 設計,牽引齒輪按機車最大起動牽引力620kN、持續牽引力440kN 設計。該機車的研製原計劃分兩步進行:第一步主要實現機車主傳動系統交流化、國產化,即機車主傳動系統及牽引發電機、牽引變流器裝置、異步牽引電動機、微機控制系統(包括牽引變流器控制和機車防滑空轉控制) 、電阻制動裝置等主要部件採用國內研製件; 並研製採用電子噴射技術的16V280ZJ G型柴油機,將柴油機裝車功率提高到4000kW(考慮到柴油機的研製進度可能跟不上交流傳動機車樣機的試製進度,原設計評審和項目申報均提5000 馬力) ;走行部採用按傳統技術設計的三軸轉向架。第二步是在機車主傳動系統交流化、國產化基礎上進一步將輔助傳動系統交流化,走行部採用引進美國EMD HTCR 徑向轉向架技術生產的三軸徑向轉向架。

機車分上、下兩部分,上部分為車體及安裝在其上的設備,下部兩端為轉向架,中間為燃油箱,燃油箱左、右兩側為蓄電池箱。車體以5 道間壁將其分成6 個室,從前往後依次為Ⅰ司機室、電氣室、動力室、冷卻室、輔助室、Ⅱ司機室。兩個司機室具有完全相同的功能。由機車總體佈置圖可見,除電氣室因裝牽引變流系統有較大改變外,機車其餘部分的結構與現批量生產的DF8B機車相似。電氣室前端為低壓電器櫃,櫃門在司機室內開。櫃體立面與Ⅰ司機室隔牆焊固,底部與主車架鐵地板焊固,除必要的出氣孔和走線管外,全為密封結構。櫃內採用正壓通風,風源引自前牽引電機通風機。司機室後端牆上對開有兩門,打開它可檢修和裝拆低壓電器櫃內的所有電器件。門採用特殊的密封結構,使低壓電氣櫃形成的空腔具有良好的隔聲功能。電氣室中主要安裝有牽引變流器櫃、起動變速箱、起動發電機、牽引電動機通風機等。另外,在靠動力室的側牆處佈置行車安全裝置的控制櫃、空調電源櫃及空氣制動閥櫃。牽引變流器採用GTO 大功率開關元件組成的相模塊,相模塊為水冷式,採用加有防凍液的冷卻水進行冷卻。冷卻水泵和冷卻風機均採用直流電機驅動,主整流模塊、變流控制用微機控制系統的機箱和冷卻水泵機組等均安裝在牽引變流器櫃中。電氣室頂部設計成一個夾層,中間隔牆將其隔成電阻制動間和變流器冷卻間,兩側肩均為活動百葉窗。變流器冷卻風扇從機車一側肩部吸氣,經通風機、冷卻散熱器,再從另一端排出車外,在風道進風口處設有防水和濾清裝置。電阻制動櫃外形及接口尺寸與DF8B型機車的相同,制動電阻櫃的通風機從制動電阻分壓獲取動力。該夾層採用活動結構,以方便下層各機組的吊裝,夾層結構採用專門的防雨、隔熱結構,即使雨水隨吸風進入夾層,也能及時排出。電氣室側牆上除照明窗外,兩側各設有一百葉窗,為提高進入電氣間空氣的清潔度,在百葉窗進風口上裝有整體式機車側牆過濾網,該過濾網採用特殊處理過的無紡棉作過濾材料,具有通風量大、過濾精度高、拆卸方便、易沖洗、抗震性強、使用壽命長等優點,在風沙地區可確保進入電氣間和牽引電機的空氣清潔。

主傳動採用交直交電傳動。主電路由雙星形繞組交流主發電機、牽引變流器、異步牽引電動機、電阻制動裝置等組成。柴油發電機組輸出三相交流電,經主硅整流器整流成穩定的中間直流電壓,再經牽引變流器變換成電壓和頻率可調的三相交流電供給異步電動機,實現電動機變頻調速,從而控制機車的速度和牽引力。牽引變流器採用架控式、元件為GTO (4500V/3000A) 、水冷式,最高中間直流電壓2600V ,中間直流回路設支撐電容和制動電阻,支撐電容用以吸收整流回路輸出的交流分量和異步牽引電動機返回的無功能量;制動電阻在機車制動時由微機控制投入,同時制動電阻與GTO 元件串聯在中間直流回路還兼作中間直流電壓限制器,在機車牽引工況下用以吸收過高的直流電壓。機車牽引和制動工況的控制由控制系統控制變流器實現,電動機變頻調速採用直接力矩控制方式。機車主電路中不設電空接觸器,機車方向的轉換由GTO 開關元件實現, 線路得以大大簡化。

由直流起動發電機通過變速箱帶動柴油發電機組起動,起動完成後轉為發電工況,發出110V 直流電,為照明、控制、行車安全控制、空調、蓄電池充電、空壓機電機等提供電源。起動發電機是在ZOF —412 的基礎上改進設計的,主要是將發電功率提高到90kW和擴大運用轉速範圍,以滿足機車輔助用電量增加和柴油機空載轉速降為350r/ min的需要。

機車採用多微機控制系統實現機車的全部控制功能。多微機系統採用分佈式控制,由機車控制級、逆變控制級和人機界面級組成,相互之間採用網絡連接。變流器—電動機系統採用直接力矩控制。機車控制級採用雙機冗餘結構。每端各設有兩塊功能完全一樣的大屏幕彩色顯示屏,可以同時也可分別顯示機車和柴油機的運行狀態參數、牽引變流系統的工作參數和系統的故障信息等,並設有人機對話功能。該機車微機控制系統具有機車牽引和電阻制動控制、自負荷控制、輪對防空轉和防滑行控制、各系統檢測、保護和故障顯示等功能,並預留與列車級控制器之間的通訊接口。

機車設電阻制動,通過控制牽引電機的轉速實施電阻制動(牽引電機同步轉速小於實際轉速) ,而主迴路不用任何操作轉換。制動電阻設兩組,卧式安裝,最大功率2 ×2075kW,可滿足自負荷試驗要求。在電阻制動工況下,機車的輪周制動功率約為3040kW,機車最大制動力約為280kN。電阻制動與空氣制動互相聯鎖。

整備重量 138+3%t或150%t

通過最小曲線半徑 145mm

標稱功率 3350kW

機車最大速度 120km/h

最大恆功速度 110km/h

持續速度 28.8km/h

起動牽引力 機車23t軸重時為520kN機車25t軸重時為560kN

持續牽引力 410kN

外形尺寸(長X寬X高) 22300X3304X4736mm

燃油儲備量 9000L

機油儲備量 1200kg

冷卻水儲備量 1200kg

砂儲備量 800kg

機車全軸距 16.2m

轉向架軸距 2X1.8m

柴油機型號 16V280ZJG

柴油機標定功率 4200kW

柴油機裝車功率 4000kW

牽引發電機型號 JF220

牽引電動機型號 Jdl20