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ND5

第一章概述

一、ND5机车特点：

1、牵引电动机功率储备大，每台达1000马力，实际使用到750马力。

2、非常重视空气滤清：

室内空气压力大，电气元件较清洁。

3、牵引电动机采用全磁场励磁方式，主发采用双定子绕组来提高恒功率范围。

速度达64KM/H时，定子绕组并联转为串联连接方式。

速度达61KM/H时，定子绕组串联转为并联连接方式。

4、设有恒功率励磁调节系统（CHEC系统）和警哨粘着系统。

5、保护系统全面。

但其中滑油压力保护不足，只有一级保护。

6、绝缘性能好。

二、电机简介（15台）

序号

电机名称

代号

台数

1

牵引发电机

TA

1

2

牵引电动机

TM1~TM6

6

3

辅助发电机

AG

1

4

励磁机

EXC

1

5

燃油泵电动机

FPM

1

6

启动滑油泵电动机

PLPM

1

7

司机室风扇

FAN1、FAN2

2

8

热风机电动机

PM1、PM2

2

ND5型内燃机车装有牵引发电机、牵引电动机以及辅助发电机、励磁机、燃油泵电动机、起动机油泵电动机、司机室风扇电动机、热风机电动机等辅助电机。

除牵引发电机为三相交流电机外，其余均为直流电机。

牵引发电机又称为主发电机，型号为5GTA24A3，额定容量2596千瓦，额定功率2466千瓦。

定子绕组形式为双层叠绕组，采用双星形接法。

它的励磁绕组布置在转子上，而电枢绕组却布置在定子上。

结构上主要特点是采用了双星形联接的定子绕组，该绕组可根据列车运行速度的高低，两个星形绕组接成串联或并联，为牵引电动机的调速带来方便。

转子的功用是产生主磁场，而定子则是完成能量转换和能量传递的部件。

为了适应内燃机车牵引的需要，例如列车起动时，牵引电动机的速度低但电流很大，在高速运行时，牵引电动机的电压又很高。

为了扩大恒功率调速范围。

牵引发电机的定子绕组采用双绕组结构，联接成两个星形联接。

这两个星形绕组通过两个外部的分接开关（即串并联转换接触器AS1、AS2），在机车低速运行时，电流比较大，两个绕组接成并联。

而在高速运行时，电压比较高，它能自动地过渡到串联联接。

当速度超过64公里/小时时，开始“向上”转换，电路由低速时的并联转换到高速时的串联。

当机车速度下降到61公里/小时时，开始“向下”转换，电路由串联联接转换为并联联接。

装有六台直流牵引电动机。

抱轴式悬挂，强迫通风冷却。

六台牵引电动机为固定的并联联接，从牵引发电机获得电能并转换成机械能后，通过齿轮传动装置，驱动机车动轮前进。

当机车采用电阻制动时，直流牵引电动机改接成他励发电机工况运行。

这时电机由轮对驱动，将列车的动能转换成电能。

牵引电动机采用主极绕组与电枢绕组串联的方式。

用磁场削弱有一定困难，所以采用了全磁场恒功率变电压下的调速方法。

串励电动机不允许在空载或轻载下运行。

辅助发电机和励磁机都是四极、强迫通风冷却的直流发电机。

两台电机均固定在牵引发电机齿轮箱上，由牵引发电机轴上的齿轮驱动。

起动柴油机时，两台电机都作直流串励电动机运行，带动柴油机旋转。

蓄电池电压64伏，辅发提供75伏的电压。

三、电器简介：

机车上设有许多电器用来对机车各部分进行操纵、控制、监测和保护。

ND5型内燃机车上的电器大体可分为下列七种类型：

１、电器类型

（1）组合式控制器：

司机控制器、换向转换开关、电阻制动转换开关。

（2）接触器：

电空接触器和电磁接触器

（3）继电器：

接地继电器、过负荷继电器

（4）开关：

按钮开关、断路器、工况转换控制开关

（5）监测传感器件：

电压表、电流表、电抗器、温度开关、压力开关、转速传感器。

（6）电子半导体器件：

电压调整器、稳压电源、整流装置等。

（7）辅助器件：

如电阻、电容等。

把绝大部分经受高压、大电流的电器集中起来，放在位于司机室外左下侧的电气下室（高压室）内。

把高压电器集中起来，又远离动力室，这样对降低室温、防止电器线圈发热烧损有好处。

室内充入由通风机供给并经过滤清的压力空气，使室内气压高于室外大气压力。

这就大大发送了电器的工作环境，提高了电器工作的可靠性和寿命。

在司机室和动力室之间设置安装绝大部分控制电器的电气上室（低压室）。

低压室的门和门框之间也用橡胶垫加以密封并充以滤清空气。

２、组合电器、接触器与继电器

组合电器：

主要有三个：

司机控制器、换向转换开关和电阻制动转换开关。

司机控制器有三个操纵手柄：

上面的是电阻制动手柄，它转动4个突轮控制4个触头程度动作；中间是主手柄，用它来确定机车牵引工况时柴油机的档位转速和功率。

下面一个是换向手柄。

接触器按驱动方式分为电空接触器与电磁接触器两类。

共使用２８台接触器，９台为电空接触器，其余１９台为电磁接触器。

接触器的联锁触头可互相拆换。

３、电器分布

把绝大部分经受高压、大电流的电器，如：

并联接触器、牵引发电机电流控制电抗器、换向转换开关、电阻制动转换开关等集中放在位于司机室外左下侧的电气下室（高压室）内。

把高压电器集中起来，又远离动力室，这样对降低室温、防止电器线圈发热烧损有好处。

在司机室和动力室之间设置安装绝大部分控制电器的电气上室。

门前有一横向通道使它与动力室隔开。

这样动力室的高温和振动就不易传递到低压室来。

低压室电器

AP板：

在低压室左侧壁上部，面板上有12个发光二极管显示红光，代表13种不同的机车故障。

作用如下：

1、减少励磁

EF因故释放后，显示红色灯光。

脱离CHEC系统控制，降功率运行。

2、低油压

机油压力低于柴油机转速要求的压力时，调节器内油压开关动作，功率降低17%，延时19秒后低油压发光二极管亮。

3、低水压

冷却水压力低于柴油机转速要求的压力时，调节器内的水压开关动作，功率降低17%，延时19秒后低水压发光二极管亮。

4、高油温

进入机油冷却器的机油温度达到113度时，机油温度开关LOTS动作，降功率17%，经过10分钟后机油温度仍不下降时，高油温发光二极管LOT亮。

5、接地

牵引电动机电路发生接地时，GR动作，柴油机卸载，接地发光二极管亮。

6、主发过载

主发励磁电流超过350A时，GOLR动作，柴油机卸载，过载发光二极管。

7、曲轴箱超压

曲轴箱压力大于5.1厘米水柱高时，压力开关COP动作，一方面切断FPR线圈电路，另一方面接通超压发光二极管。

柴油机停机。

8、空滤器脏/柴油机超速

空气滤清压力开关EFPS动作，降功率17%，发光二极管亮。

柴油机超速时，超速保护继电器EOR失电，发光二极管亮。

9、二极管过热

硅整流装置二极管温度超过125度时，温度开关OTS动作，ROR线圈，柴油机卸载，发光二极管亮。

10、制动电阻栅过热

当制动电阻得不到正常通风冷却后，发光二极管亮。

11、牵引电动机开路

当六台电动机通过的电流不均衡时，OMR线圈得电，降功率17%，发光二极管亮。

12、牵引发电机缺相

当三相发电机某一项有故障时，恒功率调节系统会使EF释放，发光二极亮。

ETHR柴油机超温自锁继电器

CRL空压机控制继电器

CR空压机辅助继电器

BCR蓄电池充电继电器

GSDHR调速器停车继电器

BSR警铃停响继电器

EAFR柴油机空滤器脏继电器

ROR整流柜超温或二极管过热

FPR燃油泵继电器

MGR电阻制动低功率继电器

HGR电阻制动高功率继电器

LOTR滑油超温继电器

EGR柴油机功率控制继电器

BR1电阻制动控制继电器

BKA电阻制动准备继电器

GFA励磁机励磁接触器

EF励磁机励磁控制继电器

VRR电压调整器

OVRB辅发超压复位按钮

ECR1涡流离合器低速继电器

ECR2涡流离合器高速继电器

FWMR前边灯继电器（II型车有,I型车没有）

RWMR后边灯继电器（II型车有,I型车没有）

ARC-3前边灯阻容保护

ARC-4后边灯阻容保护

LIR柴油机低空转继电器

GOR离合器故障辅助继电器（I型车有,II型车没有）

CFR离合器故障继电器

ER柴油机运转继电器

EOR柴油机超速继电器

RVX换向中间继电器

LBR自负荷继电器

OVR辅发超压继电器

AVR\BVR\CVR\DVR柴油机档位继电器

OWPR柴油机低油压、低水压功率控制继电器

PCR功率切断继电器

WSR车轮空转继电器

OMR电流分配故障继电器

ASR自动撒砂继电器

MSOR人工撒砂继电器

GRCO接地闸刀

GR接地继电器（自锁）

PLSC启动滑油泵启动接触器

PLRC启动滑油泵运转接触器

GS+柴油机启动接触器（辅发）

GS—柴油机启动接触器（励磁机）

高压室

BKR牵引制动工况转换继电器

BWR电阻制动过载继电器

P3J库内牵车接触器

P6J库内牵车接触器

GOLR主发过载继电器

GF主发励磁接触器

LBS1~3自负荷接触器

P1~P6牵引电动机主接触器

B2电阻制动接触器

BKT牵引制动工况转换开关

REV前进后退工况转换开关

柴油机控制板

1、开关

EC柴油机控制开关，有3个位置，启动位、空载位、负载位。

MUHL重联头灯开关

MCO牵引电动机故障切除开关

ZK故障励磁转换开关

2、按钮

PLSB1滑油泵启动按钮

EST1柴油机启动

ESP1柴油机停机

FPRB1燃油泵启动

3、断路器

CSCB机车信号

HPB电炉

RCB无线电

FHB前头灯

RHB后头灯

COB重联断路器

ECCB涡流离合器

LCCB本机断路器

ECB励磁断路器

FPB燃油泵断路器

LCB照明断路器

4、故障显示灯

GRL接地

GOL过流

NBC蓄电池不充电

EOT柴油机超温

SLBL自负荷

GSL调速器停车

PRL油泵起动

EOS柴油机超速

COPL曲轴箱超压

FAFL空滤器脏

ROL二极管过热

5、照明灯

FNLS前机车号码灯

FCLS前扶梯灯

CCLS低压室灯

GRLS车底部

RNLS后机车号码灯

RCLS后扶梯灯

CWLS过道

操纵台

司机控制器MC-1，2

主发励磁断路器GFB-1，2

电阻制动控制断路器DBB-1，2

“7”档位功率限制开关PLS-1，2

侧壁加热器断路器EHB-1，2

接地过载复位按钮GRR-1，2

司机呼唤按钮ATC-1，2

撒砂开关

导轮撒砂开关

轮滑指示灯

柴油机卸载指示灯

电阻制动警告指示灯

导轮撒砂指示灯

电流表（一块）

动力室

1、COP曲轴箱超压开关

2、AS1、AS2主发串并联转换接触器

3、EOPS柴油机超压开关

4、LOPS机油压力开关

5、LOTS机油温度开关

6、HOTS热油温度开关

7、HWTS高水温开关

8、TTS增压器转速传感器

9、BOS行程开关（盘车机构）

10、整流柜

11、主发TA

12、励磁机EXC

13、辅发AG

14、动力室启动台

滑油泵启动按钮PLSB2

燃油泵启动按钮FPRB2

柴油机启动按钮EST2

柴油机停机按钮ESP2

冷却室

ECC涡流离合器

CCP空压机控制板（空压机压力开关CGS1\CGS2空压机电磁伐CM）

EFPS空滤器压力开关

TB6接线柱

DB1~DB9扩展范围电阻制动接触器

BRG电阻制动栅

卫生间

BS蓄电池闸刀

PLCB启动滑油泵断路器

CHB1,2司机室电热器断路器

柴油机监控系统（ESM）

柴油机监控系统（ESM）整个柴油机有关部分，包括一部分机车的监控、保护装置，统称为柴油机监控系统。

一、低压室故障显示屏AP

二、柴油机控制板（EC）上的故障显示

三、温度控制开关（12个）

四、压力控制开关（11个）

五、柴油机调节器与超速调节装置

六、保护继电器

共有12个温度控制开关，除柴油机低速空转温度开关LIS外，其余11个都是用来对某些装置起过热保护作用的。

设置超温保护的有三个部分：

柴油机、硅整流装置二极管和制动电阻。

1、柴油机低速空转的控制

柴油机冷却水温度达到71度时，低速空转温度开关LIS触点闭合，使低速空转继电器LIR得电动作，其联锁触头控制柴油机调节器配速电磁阀电路，达到了使柴油机在冷却水温度在71度时降低空转转速、节省燃油的目的。

ND5型内燃机车柴油机有两档空转转速,一档由主手柄控制的443转/分,另一档为385转/分。

2、制动电阻超温保护

不用温度开关来控制保护。

为了防止制动电阻在电阻制动时流过大电流超温烧损，一方面控制通过制动电阻的最大电流值，当制动电阻的电流超过1060A时，制动告警继电器BWR线圈电流达到动作值，使操纵台上的黄色信号灯亮。

此时司机应迅速降低电阻制动手柄，减小制动电流。

另一方面保证制动电阻有足够的通风冷却。

随着电阻制动手柄提高，一边控制制动电流和制动力的增加，一边通过制动中值继电器MGR和制动高值继电器HGR提高柴油机转速，从而提高了冷却风扇的转速，加强了对制动电阻的通风冷却。

如因冷却风扇离合器有故障，电阻栅超温继电器GOR直接由离合器故障继电器CFR控制，失电释放，继电器GOR的联锁触点造成电阻制动调制失效，没有制动电流和制动力，同时AP屏上的发光二极管GOT显示故障信号；

3、硅整流装置超温保护

布置六个硅整流装置，每个整流装置内安装12个大功率整流二极管。

为防止二极管的超温烧损，一方面和装置内充以压力空气加强冷却通风，另一方面在每个装置内设置一个温度开关OTS，在温度达到121至129摄氏度时该开关打开，切断整流装置超温继电器ROR线圈电路，继电器ROR失电释放，使GF失电释放，切断了牵引发电机励磁电路，柴油机卸载。

同时AP屏上的发光二极管ROT亮，EC板上的指示灯ROL也亮。

4、柴油机超温保护

有五个温度开关都是用来对柴油机实现超温保护。

其中三个用来控制冷却水温度，两个用来控制机油温度。

两个冷却水温度开关用来根据水温控制冷却风扇的转速，如果冷却水温度达到90度，水温开关WTS1动作，使涡流离合器继电器ECR1线圈得电动作，提高冷却风扇转速；如冷却水温度继续上升，达到93度时，水温开关WTS2动作使涡流离合器继电器ECR2线圈得电动作，进而使冷却风扇转速又提高一档。

采取了上述加强冷却通风的措施后，如冷却水温度不仅降不下来，反而升高到113度时，安装在水箱上的热水温度开关HWTS就动作，延时10分钟后使柴油机温度继电器ETHR线圈得电吸合衔铁，其联锁触点打开，引起柴油机卸载，同时EC板上指示灯EOT亮。

检测机油温度的两个温度开关，其中一个装在机油冷却的机油进油管路上，测量未经冷却的机油温度LOTS；另一个装在机油冷却器的机油出油管路上，测量冷却后的机油温度HOTS，动作后引起的结果是前者使CHEC系统的功率基准降低17%；后不延时立即使柴油机温度继电器ETHR得电动作，造成柴油机卸载。

机油温度开关LOTS和热机油温度开关HOTS的动作值都是113℃。

（四）压力控制开关

共有11个控制压力的开关，

1、曲轴箱压力开关COP

装在柴油机右侧，靠近牵引发电机处。

当曲轴箱内压力反常，超过5.1厘米水柱高时，曲轴箱压力开关COP就动作，切断燃油泵继电器FPR线圈电路，造成柴油机停机。

EC板上的指示灯COPL、AP屏上的发光二极管COP亮。

该开关动作后，本身也有一个发光二极管显示故障，故障排除后可按压复位按钮复位。

2、空气滤清器压力开关EFPS

在机车右侧空气压缩机间的高处，有一个空气滤清器维修指示器。

等两边压力差达到35.6厘米水柱高时,压力开关EFPS会动作,切断EAFR线圈电路.降功率17%,同时EC板和AP板上的指示信号灯亮,故障排除后,需按压EC板上复位按钮才可恢复正常运行。

3、机油压力开关LOPS

有两个，一个装在柴油调节器内，当机油压压力稍低于柴油机转速规定的压力时，该压力开关动作，使调节器继电器EGR线圈得电动作，功率基准降低17，延时19秒后AP板上的发光二极管显示故障；另一个机油压力开关LOPS安装在冷却水箱附近的机油管路上，当机油压力降到0.3公斤/厘米2时，切断燃油泵继电器FPR线圈电路，停止柴油机的燃油供应。

4、低水压力开关LWPS

有一只，装在调节器的低水压自动停车装置内。

冷却水压力稍低于柴油机转速规定的相应压力时动作，使调节器继电器EGR线圈得电动作，造成柴油机降功，19秒后AP板上的故障信号显示。

此时故障排除不了，使得冷却水压力继续降低，最终会引导起调节器内低水压自动停车装置的作用，使柴油机停机。

5、柴油机超速压力开关EOPS

当转速因故上升到1160转/分时，柴油机超速调节机构会使超速压力开关EOPS动作，切断柴油机超速保护继电器EOR线圈电路，其联锁触点动作，造成AP板与EC板故障显示，警铃鸣响30秒后，警铃停响继电器BSR又得电动作，使牵引发电机励磁电路断开。

同时柴油机超速调节机构切断柴油机的供油，柴油机停机。

6、空气制动系统压力开关

共有五个。

总风缸压力开关CGS1和CGS2用来控制空气压缩机是否需要泵气。

（五）柴油机调节器与超速调节装置

有四项辅助保护性功能

1保证机车良好的起动性能

2、参与机车轮对粘着控制

3、低水压与低油压保护

4、超速停机保护

（六）保护继电器

各种保护继电器按动作后造成柴油机降功、卸载甚至停机三种后果加以归类。

1、造成降功的继电器有：

空气滤清器继电器EAFR，柴油机调节器继电器EGR，机油超温继电器LOTR，电动机开路继电器OMR。

2、动作后造成柴油机卸载的继电器有：

警铃停响继电器BSR，柴油机温度继电器ETHR，过负荷继电器GOLR，接地继电器GR，电源控制继电器PCR，二极管超温继电器ROR，轮滑卸载继电器WSX。

3、动作后造成柴油机停机的继电器有：

蓄电池充电继电器BCR，调节器停机继电器GSDHR，柴油机超速保护继电器EOR，燃油泵继电器FPR。

第二章恒功率励磁调节系统

1、作用：

1）在牵引工况下，当柴油机达到全负荷或在全负荷工况下过载时，保证柴油机发出的额定功率不变。

2）当柴油机在部分负荷工作时，在规定的机车运行速度范围内，保证柴油机按照经济特性运行。

3）保证机车有良好的起动防滑粘着性能。

4）在电阻制动工况下，励磁调节系统能根据机车的运行速度自动地调节牵引电动机的励磁电流和制动电流，以获得良好的制动性能。

5）在牵引工况下扩展牵引发电机恒功率调压范围；在电阻制动工况下低速时扩展电阻制动范围。

2、组成：

1）司机控制器。

自上而下排列着三个控制手柄：

电阻制动手柄、主手柄、换向手柄。

2）励磁控制屏（CHEC屏）

有12声码插件板组成的小型电子控制中心，它能够处理许多信号，然后发出相应的指令，为励磁机的他励绕组提供一个可变的励磁电流。

3）励磁机

有串励和他励两个励磁绕组，柴油机启动时，串励绕组由蓄电池供电，使励磁机成为串励电动机工况，与辅助发电机一起，共同驱动柴油机。

启动后，励磁机基本上改接为他励发电机，他励电流由CHEC屏中晶体三极管控制。

但此时串励绕组中仍有电流流过，电流产生的磁场对他励磁场有去磁作用。

4）牵引电动机速度控制屏（MSP屏）

它所驱动的控制单元包括自动撒砂系统、电阻制动继电器、CHEC屏和牵引发电机双定子绕组串-并联转换控制系统。

第三章“警哨”粘着控制系统

1、作用

通过挖掘粘着潜力，提高粘着利用率以达到充分发挥机车牵引性能的目的，同时还能有效地防止滑行、空转故障的发展，以提高机车运行的可靠性。

2、组成

1）转速传感器

2）电动机速度控制屏

3）驱动（执行）机构

３、轮滑修正

１）一级轮滑修正

当机车轮对速度差达到１.２公里/小时时，自动继电器ASR动作，在前进方向第一、第四轮对下撒砂。

2）二级轮滑修正

当速度差达到1.２～2公里/小时时，使牵引发电机的输出功率和负载电流在不减载至卸载范围内变化，平滑地降低牵引功率和牵引发电机电流。

3）三级轮滑修正

当机车轮对速度差达到3.２公里/小时时，快速降低牵引功率。

4）四级轮滑修正

当机车轮对速度差达到9.6公里/小时时，使轮滑卸载继电器WSX线圈失电，使机车立即卸载。

4、牵引发电机双定子绕组串-并联转换控制

串-并联的转换过程很快，由并联转换成串联，牵引发电机输出的相电压增加一倍，如有及时对牵引发电机进行励磁调节，势必引起转换之后牵引发电机功率的成倍增长，使柴油机严重过载，因此必须使牵引发电机的励磁电流迅速降低，降低约50%，这样才能保证转换后柴油机在恒功率工况下运行。

转换开始后，励磁机的励磁回路立即被切断大约0.45秒，延时大约0.2秒后，AS1主触头闭合，延时大约0.4秒后，AS2闭合。

第四章电路图

1、几点规定

1）、柴油机处于停机状态时，机油、水、空气均无压力。

2）、蓄电池闸刀处于断开位，所有接触器、继电器均处于无电状态。

3）、各种断路器、开关均处于断开位。

4）柴油机控制开关EC在启动位。

5）换向手柄置于前进位。

6）主手柄置于空转位。

7）电阻制动手柄置于断开位。

8）前进—后退转换开关在前进位。

9）牵引—制动转换开关在牵引位。

2、几点说明

1）所有电器在图上的位置都不是实际位置，同一电器根据需要往往分布在几张图上。

2）电器装置名称、接线柱标记在上方或左方，导线名称邙在下方或右方。

3）辅助电源的分布

正端

BP——受蓄电池闸刀控制的正端电源

PO——受蓄电池闸刀和充电电阻或辅发控制的正端电源。

PA——受蓄电池闸刀和充电电阻及励磁断路器控制的正端电源。

PC——受蓄电池闸刀和充电电阻及重联断路器控制的正端电源。

LCP——受蓄电池闸刀和充电电阻及本机断路器控制的正端电源。

BX——不经过蓄电池闸刀的正端电源。

负端

N——直接经蓄电池闸刀BS回负端的电源。

FPN——经燃油泵断路器FPB及BS回负端。

LCN——经本机断路器LCB及BS回负端。

BY——直接回蓄电池负端（不经BS）

上述正端或负端电源的导线，在其前面或后面均加阿拉伯数字。

5）图线表示方式

表示从左下方某个接点来

表示从左上方某个接点来

表示从右下方某个接点来

表示从右上方某个接点来

表示左右两边互通

表示四边互通

表示重联线

#或表示金属跨线

“BB”为汇流条（汇流铜排）

连接符号

表示6PO线去GFB-1上的A点

6PO

6）联锁触头表示方式

继电器：

无论是两点式或三点式的联锁，均以A-C为正联锁，A-B为反联锁；联负触指从上到下A、B、C排列；联锁顺序从左到右第1，2，3，4，5对依序排列。

个别如GR以B-C为反联锁。

接触器：

无论是电空或电磁式接触器，只要是两点式的联锁触头，均以A-B表示，即A-B既用于正联锁，也用于反联锁，接触器的联锁顺序排列以主触头为第一对，辅助联锁从左到右从第2，3，4，5对依序排列。

个别接触器的辅助联锁为三点式（即A、B、C点）的，其正、反联锁表示方式与继电器同。

（A-C为正联锁，A-B为反联锁）

GOLR：

它的联锁表示既不同于其他继电器，也不同于接触器，它以A-B表示正联锁，A-C表示反联锁。

第一部分、柴油机启动电路

第一节启动滑油泵电路

一、工作过程

首先合上蓄电