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【摘 要】文章介绍了CYS-Ⅱ型柴油机试验站的优化与创新，在保证CYS-Ⅱ型柴油机试验站实现内燃机车柴油机及液传箱联合试验的基础上，同时针对在用的不同型号内燃机车柴油机和液力传动箱，改进各系统功能，实现了一机多用。满足了机车柴油机及液力传动箱机组的整体磨合、性能试验，同时完成被试柴油机及传动箱相关部件的功能测试。
【关键词】柴油机；液传箱；试验站
1 应用背景
柴油机和液传箱试验站是铁道部各厂、段进行柴油机台架试验的主要设备，每台新出厂或大修后的柴油机和液传箱都要进行台架试验。模拟机车的工况，检查组装后的柴油机及液传箱是否满足性能要求，同时通过试验，调整各项参数，以确保柴油机、液传箱上车组装的正确无误、动作可靠、运行安全。但目前使用中的试验站存在生产技术落后，试验机型单一，自动化程度低等问题，这些问题已经成为阻碍柴油机试验站发展的主要因素。柴油机作为内燃机车的重要动力装置，其性能的优劣直接影响铁路运输的行车安全；另外，铁路机车柴油机的耗油大，其质量的高低也直接影响着能源利用率和环保指数。因此，按照铁道部机务局颁发的《内燃机车大修规范》，经过大修后的柴油机须进入柴油机试验站进行磨合试验，经验收合格后方可装车，以确保铁路运输的畅通无阻。目前中国大多数厂、段的柴油机试验站还在实行人工操作，生产技术落后，生产工艺得不到落实，工作人员劳动强度大、工作环境差，工作效率低下，为提供性能优良的内燃机车牵引动力，实现柴油机试验的计算机监控是一个必然的趋势，冶金企业内燃机车的现场架修，由于受到机车库和设备现状的限制，柴油机和液传箱无法在段内进行试验。外委其他单位试验时，柴油机、液传箱只能分别在各自的试验台上试验，试验设备专用性强，试验时间长，不能对各种型号柴油机和液力传动箱进行试验。所以说设计一套安全、可靠、有效的控制系统势在必行。
2 优化实施
物流公司针对在用车型和今后发展需要对CYS-Ⅱ型柴油机试验站在技术上进行优化创新。新的机车库承建之初，为了确保定修后的机车关键部件的试验和机车检修质量，确定了建造国内一流的内燃机车柴油机、液传箱试验设备的项目。通过分析和考察其它单位柴油机和液传箱试验站工作原理，结合柴油机试验站控制和机械传动的特点和难点，在此基础上通过对当前几种试验站设计方案的比较，确定了将柴油机和液传箱试验相结合，将分别进行的两项试验一起进行，基于现场总线控制系统的设计方案。选择了PLC编程控制系统作为实现柴油机液传箱试验站控制任务，针对物流公司现用车型及未来发展需要，试验台要实现：柴油机、液传箱两种水温以及机油温度的计算机控制；柴油机液传箱试验过程中磨合、调整、验收三种试验流程中各种工况（步骤）的自动切换以及精准定时；温度、压力、电流、电压、功率、等数据的自动采集，特别是系统采用油水温度传感器采集瞬间功能，解决了系统对油水温度的准确记录，同时将柴油机试验站的各种试验流程以监控界面的形式移植到上位机操作站，方便了现场操作人员。
2.1优化方案
试验站采用了水阻试验，以水电阻模拟机车的运行负载而进行试验，本试验站主要由机组安装系统、排气系统、燃油系统、机油润滑及冷却系统、传动油循环冷却系统、柴油机冷却系统、水阻耗功系统、管路系统、启动系统、电气控制、计算机数据采集及处理、视频监控系统、铸铁安装平台、检查工作台等组成。为了充分扩展其试验范围，适应目前在用不同型号柴油机和液传箱的实验要求，液力传动箱的试验功能，对各系统功能做如下优化：机组安装系统配备了相应的安装底座以满足被试验柴油机及传动箱的安装。配备了与被试车型对应的排气消音器及排气管，配备各种排气管接头，以便与各种柴油机排气口相连结，排气管要有自动伸缩及旋转功能，以适应各种柴油机排气口的不同位置需要。传动油循环冷却系统由传动油箱、传动油热交换器、传动油过滤器、电机泵组、阀门及管路等组成，都应兼顾各种传动箱用油及冷却要求。电气控制满足对柴油机及传动箱试验站的准确控制，采用PLC控制，具有超温、超压、低压、超载等保护及报警功能。
水阻耗功系统由水阻箱、定极板、动极板、卷扬装置、硅整流柜、电气控制装置等组成，能够满足被试验柴油机的功耗需求。柴油机冷却系统由散热单节、冷却风扇、驱动电机、冷却水循环预热装置、阀门及管路等组成，采用外循环冷却方式，散热元件采用散热单节加强迫风冷，冷却风扇采用变频调速技术，确保各型柴油机在允许的温度范围内工作。启动系统由启动发电机、变频调速装置、离合装置、安全保护装置等组成，电机要有足够功率确保顺利启动。
实验全过程采用视频监控，由摄像头、电动云台、画面分割器、显示器等组成，对试验装置全方位监控，能够及时发现不良机械状态及油水管路故障。控制台台盘面上设有若干速度、温度、压力、功率、电压、电流、扭矩数显表，以完成柴油机的启动、调速、加载、停车及传动箱的启动、调速、加载。增设柴油机试验、传动箱试验接线箱，柴油机试验接线箱和传动箱试验接线箱用于中间连接传感器和其它与柴油机相关的连线，在接线箱内有快速连接插座，便于安装与检查。
2.2主要测试项目
CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站的建成实现了内燃机车柴油机及液传箱的自主试验目标，用于GK型机车柴油机及液力传动箱的磨合及性能试验。能够很好的完成在用各种车型柴油机及液传箱的主要试验测试项目，满足以下试验范围：资阳厂生产的GK型机车柴油机及液力传动箱；二七厂生产的GK型机车柴油机及液力传动箱；电传机车的柴油机试验。试验站的试验内容包括：柴油机功率（标定功率、最大运用功率）、柴油机转速（标定转速、最低空载稳定转速）、冷却水压力、机油压力、机油消耗率、燃油压力、燃油消耗率、曲轴箱压力、增压器润滑油压、增压器极限转速、机油温度（机油出口温度）、排气温度（排气总管及支管温度）、中冷水温度（中冷器进水温度）、高温水温度（冷却水出口温度）、油压继电器动作压力、烟度（BOSCH）、液传箱输出功率、输入轴转速（即柴油机转速）和扭矩、变扭器输出轴（即测功机）转速、供油泵出口（或传动油热交换器进口前）油压、控制泵出口油压、惰性泵出口油压、液力元件充油压力、滤清器出口油压、供油泵出口油温、热交换器出口油温。
3 应用总结
CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站方案优化和技术创新，通过近10个月的实施，建成了国内冶金行业一流的内燃机车柴油机及液传箱试验站。项目在宣钢物流公司得到了成功的应用，09年先后对GK1C0631、GK1E3214两台架修内燃机车的柴油机及液传箱进行了试验，试验性能得到很好检测，其系统功能强大、试验范围广，试验效果好，具有良好的应用价值和经济价值。随着每年架修机车的增多，CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站必将更好的发挥其新技术新装备的优势，创造更好的经济效益，为提供优良的运输设备服务。
作者信息：
何芳，男，本科学历，河北赤城，机械工程师，常年致力于内燃机车维修工作。
【关键词】柴油机；液传箱；试验站
1 应用背景
柴油机和液传箱试验站是铁道部各厂、段进行柴油机台架试验的主要设备，每台新出厂或大修后的柴油机和液传箱都要进行台架试验。模拟机车的工况，检查组装后的柴油机及液传箱是否满足性能要求，同时通过试验，调整各项参数，以确保柴油机、液传箱上车组装的正确无误、动作可靠、运行安全。但目前使用中的试验站存在生产技术落后，试验机型单一，自动化程度低等问题，这些问题已经成为阻碍柴油机试验站发展的主要因素。柴油机作为内燃机车的重要动力装置，其性能的优劣直接影响铁路运输的行车安全；另外，铁路机车柴油机的耗油大，其质量的高低也直接影响着能源利用率和环保指数。因此，按照铁道部机务局颁发的《内燃机车大修规范》，经过大修后的柴油机须进入柴油机试验站进行磨合试验，经验收合格后方可装车，以确保铁路运输的畅通无阻。目前中国大多数厂、段的柴油机试验站还在实行人工操作，生产技术落后，生产工艺得不到落实，工作人员劳动强度大、工作环境差，工作效率低下，为提供性能优良的内燃机车牵引动力，实现柴油机试验的计算机监控是一个必然的趋势，冶金企业内燃机车的现场架修，由于受到机车库和设备现状的限制，柴油机和液传箱无法在段内进行试验。外委其他单位试验时，柴油机、液传箱只能分别在各自的试验台上试验，试验设备专用性强，试验时间长，不能对各种型号柴油机和液力传动箱进行试验。所以说设计一套安全、可靠、有效的控制系统势在必行。
2 优化实施
物流公司针对在用车型和今后发展需要对CYS-Ⅱ型柴油机试验站在技术上进行优化创新。新的机车库承建之初，为了确保定修后的机车关键部件的试验和机车检修质量，确定了建造国内一流的内燃机车柴油机、液传箱试验设备的项目。通过分析和考察其它单位柴油机和液传箱试验站工作原理，结合柴油机试验站控制和机械传动的特点和难点，在此基础上通过对当前几种试验站设计方案的比较，确定了将柴油机和液传箱试验相结合，将分别进行的两项试验一起进行，基于现场总线控制系统的设计方案。选择了PLC编程控制系统作为实现柴油机液传箱试验站控制任务，针对物流公司现用车型及未来发展需要，试验台要实现：柴油机、液传箱两种水温以及机油温度的计算机控制；柴油机液传箱试验过程中磨合、调整、验收三种试验流程中各种工况（步骤）的自动切换以及精准定时；温度、压力、电流、电压、功率、等数据的自动采集，特别是系统采用油水温度传感器采集瞬间功能，解决了系统对油水温度的准确记录，同时将柴油机试验站的各种试验流程以监控界面的形式移植到上位机操作站，方便了现场操作人员。
2.1优化方案
试验站采用了水阻试验，以水电阻模拟机车的运行负载而进行试验，本试验站主要由机组安装系统、排气系统、燃油系统、机油润滑及冷却系统、传动油循环冷却系统、柴油机冷却系统、水阻耗功系统、管路系统、启动系统、电气控制、计算机数据采集及处理、视频监控系统、铸铁安装平台、检查工作台等组成。为了充分扩展其试验范围，适应目前在用不同型号柴油机和液传箱的实验要求，液力传动箱的试验功能，对各系统功能做如下优化：机组安装系统配备了相应的安装底座以满足被试验柴油机及传动箱的安装。配备了与被试车型对应的排气消音器及排气管，配备各种排气管接头，以便与各种柴油机排气口相连结，排气管要有自动伸缩及旋转功能，以适应各种柴油机排气口的不同位置需要。传动油循环冷却系统由传动油箱、传动油热交换器、传动油过滤器、电机泵组、阀门及管路等组成，都应兼顾各种传动箱用油及冷却要求。电气控制满足对柴油机及传动箱试验站的准确控制，采用PLC控制，具有超温、超压、低压、超载等保护及报警功能。
水阻耗功系统由水阻箱、定极板、动极板、卷扬装置、硅整流柜、电气控制装置等组成，能够满足被试验柴油机的功耗需求。柴油机冷却系统由散热单节、冷却风扇、驱动电机、冷却水循环预热装置、阀门及管路等组成，采用外循环冷却方式，散热元件采用散热单节加强迫风冷，冷却风扇采用变频调速技术，确保各型柴油机在允许的温度范围内工作。启动系统由启动发电机、变频调速装置、离合装置、安全保护装置等组成，电机要有足够功率确保顺利启动。
实验全过程采用视频监控，由摄像头、电动云台、画面分割器、显示器等组成，对试验装置全方位监控，能够及时发现不良机械状态及油水管路故障。控制台台盘面上设有若干速度、温度、压力、功率、电压、电流、扭矩数显表，以完成柴油机的启动、调速、加载、停车及传动箱的启动、调速、加载。增设柴油机试验、传动箱试验接线箱，柴油机试验接线箱和传动箱试验接线箱用于中间连接传感器和其它与柴油机相关的连线，在接线箱内有快速连接插座，便于安装与检查。
2.2主要测试项目
CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站的建成实现了内燃机车柴油机及液传箱的自主试验目标，用于GK型机车柴油机及液力传动箱的磨合及性能试验。能够很好的完成在用各种车型柴油机及液传箱的主要试验测试项目，满足以下试验范围：资阳厂生产的GK型机车柴油机及液力传动箱；二七厂生产的GK型机车柴油机及液力传动箱；电传机车的柴油机试验。试验站的试验内容包括：柴油机功率（标定功率、最大运用功率）、柴油机转速（标定转速、最低空载稳定转速）、冷却水压力、机油压力、机油消耗率、燃油压力、燃油消耗率、曲轴箱压力、增压器润滑油压、增压器极限转速、机油温度（机油出口温度）、排气温度（排气总管及支管温度）、中冷水温度（中冷器进水温度）、高温水温度（冷却水出口温度）、油压继电器动作压力、烟度（BOSCH）、液传箱输出功率、输入轴转速（即柴油机转速）和扭矩、变扭器输出轴（即测功机）转速、供油泵出口（或传动油热交换器进口前）油压、控制泵出口油压、惰性泵出口油压、液力元件充油压力、滤清器出口油压、供油泵出口油温、热交换器出口油温。
3 应用总结
CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站方案优化和技术创新，通过近10个月的实施，建成了国内冶金行业一流的内燃机车柴油机及液传箱试验站。项目在宣钢物流公司得到了成功的应用，09年先后对GK1C0631、GK1E3214两台架修内燃机车的柴油机及液传箱进行了试验，试验性能得到很好检测，其系统功能强大、试验范围广，试验效果好，具有良好的应用价值和经济价值。随着每年架修机车的增多，CYS-Ⅱ型柴油机及液传箱试验站必将更好的发挥其新技术新装备的优势，创造更好的经济效益，为提供优良的运输设备服务。
作者信息：
何芳，男，本科学历，河北赤城，机械工程师，常年致力于内燃机车维修工作。