TJJW 015HXN5型内燃机车总体技术规范报批稿.docx

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TJJW015HXN5型内燃机车总体技术规范报批稿

TJ/JW015—2014

HXN5型内燃机车总体技术规范

目次

前  言

本标准性技术文件参照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准性技术文件由中国铁路总公司提出并归口。

本标准性技术文件由南车戚墅堰机车有限公司负责起草。

本标准性技术文件主要起草人：

谢经广、黄成荣、李斌、徐其生、骆方林、施国友、黄涛。

HXN5型内燃机车总体技术规范

1范围

本文件规定了HXN5型内燃机车（以下简称机车）用途及应用环境、基本技术要求、电气部分技术要求、机械部分技术要求、制动及供风系统技术要求、司机室技术要求、柴油机技术要求、辅助系统技术要求、其他技术要求、检验要求、RAMS要求等要求。

本文件适用于轨距1435mm的新造HXN5型内燃机车。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB146.1—1983标准轨距铁路机车车辆限界

GB252—2000轻柴油

GB/T3314—2006内燃机车通用技术条件

GB/T3323—2005金属熔化焊焊接接头射线照相

GB/T3450—2006铁道机车和动车组司机室噪声限值及测量方法

GB4556—2001往复式内燃机防火（idtISO6826:

1997）

GB/T5453—1997纺织品、织物透气性的测定（eqvISO9237:

1995）

GB/T5599—1985铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范

GB5914.1—2000机车司机室瞭望条件

GB5914.2—2000机车司机室前窗、侧窗和其他窗配置

GB/T6769—2000机车司机室布置规则（eqvUIC617-60R:

1977）

GB6770—2000机车司机室特殊安全规则（idtUIC617-5OR：

1977）

GB6771—2000电力机车防火和消防措施的规程（eqvUIC617-1OR:

1979）

GB/T7306.1—200055°密封管螺纹第1部分：

圆柱内螺纹与圆锥外螺纹

GB/T7306.2—200055°密封管螺纹第2部分：

圆锥内螺纹与圆锥外螺纹

GB/T10045—2001碳钢药芯焊丝

GB/T12716-200060°圆锥管螺纹

GB/T14976—2012流体输送用不锈钢无缝钢管

GB/T17650—1998取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法

GB17925—2011气瓶对接焊缝X射线实时成像检测

GB/T21563—2008轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验（idtIEC61373:

1999）

JB/T9759—2011内燃发电机组轴系扭转振动的限值及测量方法

JT/T460—2001客车座椅靠背调角器技术条件

QC/T805—2008乘用车座椅用滑轨技术条件

QC/T56—1993汽车座椅衬垫材料性能试验方法

TB/T304—2011机车用总风缸

TB/T449—2003机车车辆车轮轮缘踏面外形

TB/T1132—1996内燃、电力机车的管路涂色

TB/T1391—2007机车司机控制器

TB/T1462—2010内燃机车柴油机调速系统技术条件

TB/T1463机车轮对组装技术条件

TB/T1737—1996内燃、电力机车标记

TB/T1828—2004铁道机车和动车组司机室人体全身振动限值和测量方法

TB/T2325.1—2006机车动车组前照灯、辅助照明灯和标志灯技术条件第1部分：

前照灯

TB/T2325.2—2006机车动车组前照灯、辅助照明灯和标志灯技术条件第2部分：

辅助照明灯和标志灯

TB/T2541—2010机车车体静强度试验规范

TB/T2360—1993铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准

TB/T2745-2002动力装置用柴油机认证试验

TB/T2866—1997机车空调装置技术条件

TB/T2950—2006机车车辆车钩连接轮廓

TB/T2961—1999机车司机室座椅

TB/T3044—200213号车钩基本尺寸和性能

TB/T3046—200215号车钩基本尺寸和性能

TB/T3051.1—2009机车、动车用电笛、风笛第1部分：

电笛

TB/T3051.2—2009机车、动车用电笛、风笛第2部分：

风笛

TB/T3061—2008机车车辆用阀控密封式铅酸蓄电池

TB/T3138—2006机车车辆阻燃材料技术条件

TB/T3217—2009机车用半球型折角塞门

TJ/JW001—2011机车车载安全防护系统（6A系统）总体暂行技术条件

TB/T1160—2013内燃机车用铜散热器

TJ/JW001-A～G—2012机车车载安全防护系统（6A系统）中央处理平台及六个子系统暂行技术条件

IEC60300-3-3可靠性管理第3-3部分:

应用指南-全寿命周期成本（Dependabilitymanagement-Part3-3:

Applicationguide-Lifecyclecosting）

IEC60349-2:

2010电力牵引铁路与道路车辆用旋转电机第2部分：

电子变流器供电的交流电动机（Electrictraction—Rotatingelectricalmachinesforrailandroadvehicles—Part2:

Electronicconverter—Fedalternatingcurrentmotors ）

ISO8573-1:

2010压缩空气第1部分：

杂质和质量等级（Compressedair—Part1:

Contaminnantsandpurityclasses）

ISO10816振动监测评估标准（Evaluationofmachinevibrationbymeasurementsonnonrotatingparts）

ISO228非螺纹密封连接的管螺纹（Pipethreadswherepressure-tightjointsarenotmadeonthethreads）

UIC515-1:

2003旅游车厢—运载转向架—滚动部件—用于运载转向架结构件上的一般装置（Passengerrollingstock—Trailerbogies—Runninggear—Generalprovisionsapplicabletothecomponentsoftrailersbogies）

UIC566:

2002客车车体及其构件的载荷（Loadingsofcoachbodiesandtheircomponents）

UIC615-1:

2003牵引单元：

转向架和齿轮—一般组成条件（Tractiveunits—Bogiesandrunninggear—Generalconditionsapplicabletocomponentparts）

UIC615-4:

2003牵引单元：

转向架和走行装置—转向架构架的结构强度试验（Motivepowerunits—Bogiesandrunninggear—Bogieframestructurestrengthtests）

UIC651:

2002机车、动车、多单元列车和带司机室拖车的司机室布置（Layoutofdriver'scabsinlocomotives,railcars,multiple—Unittrainsanddrivingtrailers）

AARGII轮轴手册（Wheelandaxles（shop）mannuals）

AARM101热处理碳素钢车轴（Axles.carbonsteel,heat—Treated）

AARM107/M208:

2011碳素钢车轮（Wheel,carbonsteel）

AARM201:

2005铸钢件（Castingssteel）

AARS580:

2001机车防撞性要求（Locomotivecrashworthinessrequirements）

AARS660:

2009机车和货车车轮设计分析评定方法（Wheeldesigns,locomotiveandfreightcar—Analyticevaluation）

ANSI/AWSD15.1:

2012铁路机车车辆焊接规范（Railroadweldingspecificationforcarsandlocomotives—Fifthedition）

ANSI/AWSA5.20弧焊用碳钢药芯焊丝标准（SpecificationforCarbonSteelElectrodesforFluxCoredWelding）

AS2074铸钢件（Caststeel） 

AS3678热轧板材（Structuralsteel-Hot-rolledplates,floorplatesandslabs）

ASTMA534轴承用渗碳钢标准（Standardspecificationforcarburizingsteelsforanti—Frictionbearings）

DIN5510-2:

2003轨道车辆中的防火措施（Preventivefireprotectioninrailwayvehicles）

EN1712焊缝的无损检测-焊接接头的超声波检测验收等级（Non-destructiveexaminationofwelds-Ultrasonicexaminationofweldedjoints-Acceptancelevels）

EN1714焊缝的无损检测-焊接接头超声波探伤（Non-destructiveofwelds-Ultrasonictestingofweldedjoints）

EN13104:

2009铁路行业轮对和转向架驱动车轴结构设计和计算方法（Railwayapplications—Wheelsetsandbogies—Poweredaxles—Designmethod）

EN12663铁路设施铁路车辆车身的结构要求（Railwayapplications—Structuralrequirementsofrailwayvehiclebodies）

EN13906-1圆形金属丝和棒材制柱形螺旋弹簧计算和设计压缩弹簧（Cylindricalhelicalspringsmadefromroundwireandbar-Calculationanddesign-part1:

Compressionsprings）

EN14420-7:

2004带夹头的软管配件第7部分：

凸轮锁紧接头（Hosefittingswithclampunits-Part7:

Camlockingcouplings） 

EN15085（所有部分）轨道应用－轨道车辆及其部件焊接（Railwayapplications—Weldingofrailwayvehiclesandcomponents）

EN50121-1:

2008铁路设施电磁兼容性第1部分：

总则（Railwayapplications—Electromagneticcompatibility—Part1:

General）

EN50121-2:

2008铁路设施电磁兼容性第2部分：

整个铁路系统对外界的辐射（Railwayapplications—Electromagneticcompatibility—Part2:

Emissionsofthewholerailwaysystemtotheoutsideworld ）

EN50121-3-1:

2008铁路设施电磁兼容性第3-1部分:

车辆—列车和配套车辆（Railwayapplications—Electromagneticcompatibility—Part3-1:

Rollingstock—Trainandcompletevehicle ）

EN50121-3-2:

2008铁路设施电磁兼容性第3-2部分:

机车车辆电器设备（Railwayapplications—Electromagneticcompatibility—Part3-2:

Rollingstock—Apparatus）

EN50126铁路应用可靠型、可用性、可维修性和安全性（RAMS）的演示和规范（Railwayapplications-ThespecificationanddemonstrationofReliability,Availability,MaintainabilityandSafety（RAMS））

IEEE383:

2008核电站的IE级电线、场接头和连接器的类型测试标准（Qualifyingclass1eelectriccablesandfieldsplicesfornuclearpowergeneratingstations）

3用途及应用环境

3.1用途

铁路干线牵引货运列车。

3.2环境温度

环境温度：

-40C～+45C。

暴露在车外所有橡胶件及阀的低温性能应按照-50℃进行考核。

3.3海拔

海拔高度不超过2500m。

3.4湿度

月平均最大相对湿度95%（该月月平均最低温度不低于25℃）。

3.5柴油机功率修正

功率修正满足以下要求：

·海拔高度UIC（0m），温度25℃时，功率为4660kW；

·海拔高度0m，温度45℃时，功率为4480kW；

·海拔高度700m，温度40℃时，功率为4550kW；

·海拔高度2500m，温度23℃时，功率为4660kW。

3.6其他

机车能适应风、沙、雨、雪、盐雾、粉尘的侵袭。

机车能在隧道中正常运用，但机车功率可随隧道内环境温度和空气质量而自动修正。

4基本技术要求

4.1传动方式

传动方式为交流电传动。

4.2尺寸限界

尺寸限界应符合GB146.1—1983及客运车站高站台限界（后视镜关闭状态）的要求：

·车钩中心线距轨面高度：

880mm±10mm；

·机车排障器距轨面高度（在车轮踏面磨耗允许范围内可调）：

110+100mm；

·转向架扫石器距轨面高度（在车轮踏面磨耗允许范围内可调）30mm。

·转向架排障器距轨面高度为60mm。

4.3机车主要尺寸

·机车总长（两端车钩牵引面间）为23500mm；

·机车总长（两端面间）为23004mm；

·机车宽度（司机室处）为3119mm；

·机车高度为4710mm；

·转向架中心距为13700mm；

·转向架轴距为1850mm；

·齿轮箱最低点距轨面的高度110mm；

·轨距为1435mm。

4.4轴式

机车轴式为Co—Co。

4.5机车功率

4.5.1柴油机最大运用功率（装车功率）为4660kW。

4.5.2额定功率（主发电机输入功率）：

≥4400kW。

4.5.3最大牵引功率（轮周）为4003kW。

4.5.4最大电阻制动功率（轮周）为4004kW。

4.6机车速度

4.6.1机车最高运营速度为120km/h。

4.6.2持续速度为：

≤25km/h。

4.6.3最大恒功速度为120km/h。

4.6.4最小恒功速度为22.3km/h。

4.7牵引特性

4.7.1最大起动牵引力（按计算轮径）为620kN。

4.7.2持续牵引力：

≥565kN。

4.7.3机车的牵引、电阻制动曲线如图1、图2所示：

图1牵引曲线

图2电阻制动曲线

4.8机车动力学性能

4.8.1机车动力学性能试验最高试验速度为132km/h±2km/h。

4.8.2线路最小曲线半径为（300

）m，试验线路和试验测量条件的其它要求按TB/T2360—1993执行。

4.8.3机车重联以5km/h速度可安全通过半径为145m的曲线。

并可在半径为250m的曲线上进行正常摘挂作业。

4.8.4机车安全性指标包括脱轨系数、轮重减载率等，其中脱轨系数、轮轴横向力等按TB/T2360—1993评定，轮重减载率按GB/T5599—1985评定。

4.8.5机车舒适度指标（包括车体垂向和横向振动加速度、垂向和横向平稳性）按TB/T2360—1993评定。

4.8.6机车在整个试验速度范围内是稳定的。

当构架横向加速度采用0.5Hz～10Hz带通滤波后，其峰值有连续6次及以上达到或超过10m/s2时，判定机车横向失稳。

4.8.7机车起动时的最大轴重转移（牵引力500kN时）：

≤7%。

4.9机车挠性系数

机车挠性系数的最大值按UIC515-1:

2003评价。

4.10机车重量

4.10.1机车全整备重量为150t，允差-1%～3%。

4.10.2机车轴重为25t。

4.10.3同一机车，每根轴的实际轴重与该机车实际平均轴重之差，不大于该机车实际平均轴重的±2%。

4.10.4每个车轮轮重与该轴平均轮重之差不超过该轴平均轮重的±4%。

4.10.5整车左、右侧实际轮重差之代数和不超过机车实际总重的±1%。

4.11机车燃油、水、砂容量

4.11.1燃油箱容积（可用燃油量）：

≥9000L。

4.11.2砂箱容量：

≥500L。

4.11.3柴油机冷却水容量为1550L。

4.11.4柴油机润滑油容量为1300L。

4.12重联控制

机车具有三机重联控制功能。

4.13自负荷试验

机车制动电阻装置容量满足机车柴油机最大运用功率时自负荷试验的要求。

4.14蓄电池移车

机车设有车载蓄电池移车功能。

4.15防火及安全

4.15.1机车各操作部件和功能性部件（包括但不限于总风塞门、停放制动、紧急按钮、无火回送等）有明确的标识和操作指示；高压电气设备具有人身安全防护措施以及警示标识和操作指示。

4.15.2主要车下设备及走行部悬挂部件的安装采用防脱落设计，必要时设置防脱设备。

4.15.3机车的设计有良好的防火性能，以便最大限度地防止火灾发生。

机车的设计、制造及所选用的材料、部件的防火要求符合GB6771—2000。

4.15.4机车上采用非延燃性材料和防火材料，不允许使用燃烧后产生足以影响人体健康和对环境有害毒气的材料，满足DIN5510-2:

2003的相关要求。

电缆防火采用低烟低卤阻燃材料，可燃性满足IEEE383:

2008燃烧试验要求，燃烧释放气体满足GB/T17650—1998标准要求。

4.15.5对燃油系统的易泄露部位进行隔离；采用的非金属材料阻燃符合TB/T3138—2006的要求。

4.15.6机车配有灭火器，灭火器的品种数量满足相关要求。

4.16系统管路标识

各系统的管路按TB/T1132—1996规定油漆涂色或用色带标识。

4.17检修和吊装

机车及零部件布置便于检修，便于吊装：

·机车设置架车支座和整车起吊装置。

·机车整体起吊，不产生任何永久性变形。

·机车零部件及管件具有良好的互换性。

4.18卫生间及工具箱

机车设有工具箱及非直排式卫生间等设施。

4.19车载安全防护系统

机车安装车载安全防护系统（6A系统），包含中央处理平台（含音、视频终端）和空气制动安全监测、防火监控、走行部故障监测、自动视频监控及记录等子系统。

总体技术条件符合TJ/JW001—2011的要求。

平台及子系统符合TJ/JW001A-G—2012的要求。

4.20电笛和风笛

4.20.1机车每端安装电笛和高低音风笛，并可单独控制。

4.20.2机车电笛和风笛分别符合TB/T3051.1—2009、TB/T3051.2—2009规定。

5电气部分技术要求

5.1主电路概述

机车主电路由主发电机、主整流器、中间直流环节、牵引逆变器、交流牵引电机和制动电阻等组成。

中间直流环节上并联有滤波电容器、制动电阻。

牵引逆变器由大功率IGBT模块组成，采用电压型、两电平电路结构。

主电路原理框图如图3所示：

图3主电路原理图

5.2机车电气线路

5.2.1机车主电路采用由IGBT模块组成的牵引逆变器对牵引和电阻制动实行连续控制。

5.2.2机车辅助电源由与主发电机同轴的辅助发电机提供，为机车各辅助设备供电。

5.2.3机车控制电源：

DC74V。

5.2.4机车主电路、辅助电路、控制电路在各种工况下均有完善而可靠的故障保护功能，包括但不限于：

短路、接地、过载、过流、过压、欠压、过热、超速、空转、滑行以及通风、油水、空气系统等保护，以防止设备损坏。

在司机室微机显示屏上显示故障内容及有关故障处理提示。

5.2.5机车上保护装置和变流机组在正常运行情况下能承受从故障发生时起到其保护装置起作用时止，这段时间内短路电流的冲击。

5.2.6当机车局部发生故障时，可自动或由司机方便地在操纵位手动切除有关电路，维持运行。

5.2.7机车具有智能化诊断功能，能对主电路、辅助电路、控制系统以及空气制动系统的故障进行诊断和安全导向。

5.2.8主电路高压电气设备具有安全连锁保护装置，保证在主电路接通状况下，任何人员不能接近高压电气设备。

在相关柜体表面有明显警示标识。

中间直流回路设有放电电路，保证在机车柴油机（或主发电机）停机或主电路接触器打开后，将自动放电，并在10s内降到36V电压以下。

5.3电磁兼容

5.3.1机车电磁兼容满足EN50121-1:

2008、EN50121-2:

2008、EN50121-3-1:

2008的要求。

5.3.2机车车载电子设备和电气设备符合EN50121-3-2:

2008的要求，避免相互干扰。

5.3.3车载信号设备符合EN50121-3-2:

2008避免相互干扰。

这些设备不受由机车、动力电缆和牵引电器设备产生的任何电磁场的影响。

5.3.4机车上所有部件均不会由于相互干扰而影响功能的发挥。

5.4主辅发电机

5.4.1综述

主辅发电机为卧式、轴向强迫通风的三相凸极同步发电机，由柴油机直接驱动。

主辅发电机为机车提供牵引动力，辅助发电机具有三路输出，为辅助电动机、励磁回路以及蓄电池充电及控制回路等辅助系统提供电源，主辅发电机同轴安装，绝缘等级不低于H级。

5.4.2主辅发电