NJ1型内燃机车

1.概述NJ1型内燃机车是交流传动调车内燃机车，是由四方公司根据原铁道部铁路科技研究开发计划而研制的我国第台交流传 动内燃机车,

1.概述

NJ1型内燃机车是交流传动调车内燃机车，是由四方公司根据原铁道部铁路科技研究开发计划而研制的我国第台交流传 动内燃机车,用于编组站的编组、 调车作业及小运转。该机车于1999年9月研制完成，2001年通过鉴定。NJ1型内燃机车的标称功率为1050 kW，动轮直径为1050 mm.轴重25 t.轴式Co- Co;机车最高速度为80 km/h,持续速度为9 km/h,启动牵引力为470 kN ,持续牵引力为380 kN,具有启动牵引力大、恒功区宽的特点。高的启动牵引力及持续牵引力，使NJ1型内燃机车的作业效率明显高于同等功率的交直传动内燃机车。NJ1型内燃机车装用8240ZJC型柴油机，最大运用功率为1320kW。柴油机的主要零部件可与DFs型、DF4型机车互换。机车主传动为架控式交直交电传动，采用了无刷励磁牵引发电机、大功率整流元件.IPM牵引逆变器及鼠笼式三相异步牵引电机。冷却风扇、通风机采用交流电机驱动。控制系统为多微机处理系统，设有故障诊断检测、记录等功能.操纵台上设有彩色液晶显示器。NJ1型内燃机车累计生产三台。车号为0001~0003，出厂后一直在济南铁路局使用，已于2015年初报废。

2.机车总体

NJ1型内燃机车采用中梁 载的外走廊式车体，机车整个上部结构通过八个橡胶旁承座落在两台三轴转向架上。机车上部由前至后依次为冷却室动力室辅助空电器室同机家及变频室,机车下都布置两台二轴转向架,中间布置燃油箱，燃油箱两侧布置蓄电池，燃油箱两端布置总风缸。冷却室前端布置两台NPT5型空气压缩机、一台JKG2F型空气干燥器，空气压缩机冷却管布置在前墙上。冷却室前端设有话动顶棚.冷却室后端上部布置“V"形排列的28组双散热器.散热器内布置外转子风扇电机组，散热装置前端没有检修门。散热器下音部布置前转品电双流道架通风机及辅助电器柜，辅助电器柜内布置辅助电机接触器。冷却室两侧布置百叶窗有转向根据油机水温自动控制百叶窗的开关，百叶窗下部设有检修门。动力室内布置水箱、预热锅炉、启动润滑油泵、燃油泵、燃油预热器及柴油发电机组柴油发电机组弹性安装在动力室后部。动力室上部设有三个活动顶棚，动力室侧墙与车架国栓连接。辅助室上部布置柴油机的进气滤清器，下部布置直流启动发电机、交流辅助发电机、辅助传动箱。辅助室上部设有活动顶棚，两侧设有检修门。电器室内布置两台牵引逆变器、电器柜、制动电阻柜、后转向架通风机、整流柜及工具箱等装置。电器室上部设有活动顶棚，逆变器两侧设有折叠门。司机室内布置两个操纵台、制动阀柜微机柜、空调.电暖器、电热壁等设备。司机空前各设一扇门，与机车前后走台板相通。变频室内设有柴油机变频启动装置及三项设备柜，变频室与车架用螺栓连接。

3. 牵引电传动系统

(1)牵引电路NJ1型内燃机车牵引电传动系统采用转向架控制式交-直-交电传动. 主要有牵引发电牵引变流器、牵引电机、制动电阻等部件组成。在牵引工况下，柴油机的恒功率控制由机车主微机完成。按机车运行方向和轴重转移的情况,分别控制前后转向架电机的转矩大小，以充分利用机车的黏着质量。电阻制动工况下，柴油机的转速恒定为500r/min,不同的手柄位具有不同的最大制动力限制值。为了使机车具有较大的制动力，在电阻制动力低于挡位制动力时，电阻制动力按牵引电机恒功率控制。

(2)牵引发电机及辅助发电机采用先进的JF208S型三相凸极式无刷励磁同步发电机，发电机为卧式单轴承结构,三相凸级式。在轴伸端装有单列圆柱滚子轴承,用于辅助传动,另-端通过弹性联轴器与柴油机连接。发电机采用防护式径向自通风，冷却风从端盖的进风口进人电机,由机座上下两排风口排出。

(3)牵引变流器机车设一台整流装置。本装置选用铜散热器配大功率元件,采用独立通风方式。整流装置由六个整流元件及保护电容组成一个三相整流桥,元件组装为串联压装方式。牵引逆变器采用电压型VVVF逆变器,半导体元件采用3300 V/1 200 A的IPM模块。逆变器采用强迫风冷方式，逆变器内设有带32位数字信号处理器的电子控制系统，主要完成对电机逆变器系统的运行功能控制、系统的故障诊断保护，以及对外通信，具有防滑、防空转功能。此外，逆变器控制系统内还设有过电压欠电压、过电流、短路、缺相、控制电路故障等保护功能。

(4)牵引电机采用JD108S交流异步牵引电动机,单边齿轮传动，强迫通风冷却。在定子铁芯外圆与机座内圆间，没有通风槽。转子采用鼠笼式结构。轴承部分设有润滑脂注人口，构成中间加油形式。设有用数字量检测转速的非接触式测速装置。

(5)电阻制动装置NJ1型机车设有电阻制动功能,在电阻制动工况下,中间电压由牵引逆变器内制动斩波器控制，通过控制牵引电机的转差来控制电阻制动功率，制动能量消耗在制动电阻上。制动电阻的冷却由装在制动电阻柜内的通风机进行强迫冷却。在电阻制动力低于挡位制动力时,电阻制动按牵引电机恒功率控制。

4.辅助电气系统

NJ1型内燃机车辅助系统主要包括柴油机的启动、辅助电源的供给、蓄电池的充电以及空气压缩机、通风机、冷却风扇的驱动。柴油机采用变频启动，由蓄电池供电.经变频启动机组发电机组逆变成三相交流电后.供给交流启电机，经传动箱、万向轴驱动柴油机。柴油机启动后，柴油可机组转为发电工况。通过交流启动发电机的励磁调节装置启动电机实施恒电压频率对比控制。交流启动发电机发出的三相交流电，一路直接向辅助系统的交流电动机供电驱动通风机、冷却风扇和空气压缩机，另一路经蓄电池充电装置向DC110V电路供电并向蓄电池充电。

5.微机控制系统

NJ1型内燃机车可编程控制器(PLC)插件箱采用标准机箱结构，由两个相同的插件箱构成双机冷备份工作方式。每插件箱内共10种11块插件。包括电源模块、数字量输出、励磁控制、数字量输人、模拟量扩展、传感器输人、频率量输人、CPU、通信板、存储器，所有插件均通过母板总线相互连接。

6.车体

NJ1型内燃机车车体钢结构为外走廊式、主车架承载的结构,四周设走廊扶手。主车架上依次布置有冷却室、动力室、辅助室、电器室、司机室及变频室,它们都是独立的模块,各模块与主车架用螺栓连接,各室顶盖是独立安装的,有利于设备的吊装及维修。车架的左、右侧梁前后设有牵引拉杆座，与转向架牵引杆连接。牵引拉杆座上设有吊车筒和架车支座。在车架前后端下部安装了排障器和牵引装置。在机车端部四角设有上车梯子和调车踏板。

7.转向架

NJ1型内燃机车走行部采用两台三轴转向架。牵引电机采用内顺置布置轮对单侧齿轮驱动:轴箱定位采用弹性轴箱拉杆定位:一系悬挂采用轴箱圆弹簧、橡胶垫与油压减振器并联结构:二系悬挂采用橡胶弹性旁承。牵引电机采用滚动抱轴承悬挂方式。基础制动采用XFD型踏面制动单元，主要包括制动缸、力的放大机构及闸瓦单向间隙调整器。制动单元本身带有弹簧停车制动器。在转向架四角的下盖板处各装有一个砂箱，砂箱的下部装有撒砂阀和撒砂管,并对称布置在端轴的车轮上。

8.制动系统

NJ1型内燃机车采用JZ-7型空气制动机,空气压缩机型号为NPT5型，采用交流电机驱动，每台机车装有二组.安装JKG2F型双塔式空气干燥装置，机车设有手制动装置。

9.柴油机

NJ1型内燃机车装用8240ZJC型柴油机,8缸，直列，气缸直径为240 mm,活塞行程275mm,四冲程,直接喷射式、开式燃烧室,废气涡轮增压，增压空气中间冷却的柴油机。标定功率1 470 kW,标定转速1 000 r/min,在标定工况时的燃油消耗率为208 g/(kW . h),最大运用功率为1 320kW。机体采用牌号为QT500-7 的球墨铸铁整体铸造;曲轴采用42CrMoA合金钢锻坯，采用钢顶铝裙组合活塞、润滑油振荡冷却方式;并列连杆为42CrMoA钢制;湿式气缸套。采用单体式喷油泵、多孔闭式喷油器及全制式液压联合调节器。齿轮传动机构用于驱动凸轮轴、高温水泵、中冷水泵、润滑油泵、调速器超速停车装置和柴油机转速表等部件。凸轮轴驱动气缸的进、排气门和单体式喷油泵。机体输出段通过连接箱与牵引发电机壳体连接。安装在曲轴自由端上的减振器，用来降低曲轴系统的扭转振动。柴油机排气管外包有耐热石棉布以隔热。柴油机采用ZN300型涡轮增压器，它由个单级轴流式涡轮机和一个单级离心式压气机共轴组成，采用内置式轴承结构，最高转速达到25 000 r/min以上。柴油机辅助系统主要由燃油系统、润滑油、冷却水、预热、空气滤清系统以及牵引电机通风系统组成。燃油系统由柴油机燃油系统和柴油机以外的机车燃油系统两部分组成。润滑油系统由机车润滑油系统和柴油机润滑油系统共同构成一个完整的润滑油循环系统。冷却水系统分为高、低温两部分。高温水系统用水直接冷却与燃气直接接触的零部件，低温水系统通过润滑油热交换器冷却润滑油，以及通过空气冷却器(中冷器)冷却增压空气。散热器采用双流道散热器，以V形安装在冷却室的钢骨架上。冷却装置内设有一个风扇。高、低温冷却水泵均为离心式。预热系统由螺旋管式预热锅炉等设备组成。空气滤清系统为两级过滤，一级为旋风式滤清器，二级为纸质精滤器。空气滤清装置安装在机车动力室车体侧壁上,对增压器的进气进行滤清。机车设置两台牵引电机通风机，分别为机车前后转向架的三台牵引电动机冷却。