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【摘 要】简要介绍了HXN5B型内燃调车机车转向架的设计、主要技术参数和结构特点.
【关 键 词】HXN5B型；内燃机车；技术参数；调车机车转向架
1调机转向架研发背景
随着近几年来主要干线和谐型大功率机车的大量投入运用,牵引定数不断提高,而各路网性和区域性编组站调车机车牵引能力不相匹配的问题日益凸显.同时,既有调车机车运用年限普遍较长,各路局对于大功率内燃调车机车的需求日益迫切.为此,南车戚墅堰机车有限公司基于引进的干线大功率交流传动机车的技术平台,研发满足要求的大功率交流传动调车机车.
2转向架设计目标
根据对武汉局辖内武汉北车站、西辖内新丰镇车站、北京局辖内丰台西站、沈阳局辖内苏家屯站的调车作业的调研,调车机车（转向架）目前主要存在以下问题：（1）调车机车的功率与干线牵引定数不匹配导致列车解、编时间长；（2）机车空转打滑频繁车轮踏面、钢轨磨损严重,使用寿命短,更换周期短；（3）调车机车转向架的下部限界不能满足调车机车车轮全磨耗状态下峰作业时顺利通过车辆减速器,缩短了车轮的使用寿命,造成了车轮使用的极大浪费；（4）调车场曲线和岔道多,调车机车轮缘磨耗大.
此次转向架设计的目标就是解决目前调车转向架存在的以上问题.
3转向架解决方案
3.1调车机车的功率与干线牵引定数不匹配导致列车解、编时间长的问题解决方案
机车配置相应功率的柴油机,机车轴重设计为25t,转向架每轴输出起动力93.3KN,持续力90KN.转向架轮轴、牵引齿轮等部件强度按此参数要求设计.考虑到调机重载频繁起停同时工作速度低的特点,采用电机齿轮轴方案改善齿轮应力状况,提高齿轮使用寿命；同时电机输出端轴承采用脂润滑方案,以适应调机工作速度低的特点.
3.2机车空转打滑频繁车轮踏面、钢轨磨损严重,使用寿命短的问题解决方案
转向架设计之初就考虑最大可能减小机车轴重转移,转向架的结构设计时兼顾轴重转移使机车的最大轴重转移控制在6%以内；同时按轴重转移计算的结果加入微机智能控制,使每轴按不同牵引力下的轴重转移量分别进行功率补偿.再加装撒砂系统后,这样就可以使机车发挥最大的牵引能力.
3.3调车机车转向架的下部限界不能满足调车机车车轮全磨耗状态下峰作业时顺利通过车辆减速器问题的解决方案
若采用传统的内燃机车φ1050轮径,转向架牵引齿轮下部的空间在车轮还未达到全磨
耗状态时就已经超过限界的要求.所以,该调车转向架采用φ1250的车轮,同时由此造成机车上部尺寸超限界的问题通过改进车体、转向架结构来解决.
3.4调车场曲线和岔道多,调车机车轮缘磨耗大的问题解决方案
转向架采用单侧拉杆轴箱定位方式、一系大挠度钢簧和二系三点橡胶堆支撑结构的方案,随后利用Simpack软件建模进行了动力学性能仿真计算,进一步确定合理的悬挂横向刚度及减振器的阻尼参数.最终设计了两种不同横向刚度的轴箱拉杆进行整车动力学试验后确定使用横向刚度值为0.612KN/mm的拉杆机车动力学性能最优.
4转向架总体布置
HXN5B型内燃调车机车转向架由构架、牵引装置、轮对电机驱动装置、一二系悬挂装置、基础制动装置、附件装配等组成.转向架轴距为1850mm,轴重为25t,牵引电机为滚动轴承抱轴悬挂,顺置布置.轴箱采用独立作用式弹簧承载、单侧拉杆定位结构,二系悬挂采用三点橡胶堆承载结构,牵引装置采用中心销机构,基础制动装置采用有闸瓦间隙自动调节功能的独立作用式单元制动器,为了提高机车的动力学性能,在轴箱与构架间设有一系垂向油压减振器,在构架与车架间设有二系横向减振器.如图1所示.
1―构架；2―轮对电机驱动装置；3―二系悬挂装置；4―牵引装置；5―一系悬挂装置；6―基础制动装置；7―附件装配
图1HXN5B型内燃调车机车转向架总图
4.1转向架主要技术参数
轴式：C0―C0
最高速度（km/h）：100
固定轴距（mm）：2×1850
使用轨距（mm）：1435
轮对内侧距（mm）：1353
两转向架中心距（mm）：12580
每轴簧下重量（t）：4.97
车轮滚动圆直径（mm）：1250/1200/1150（新/半磨耗/全磨耗）
通过最小曲线半径（m）：100（速度不大于5Km/h）
5结束语
调车机车的研发是在充分调研了用户需求的前提下完成的,基本满足了用户的需要.2012年5月完成首台HXN5B样车试制,同年9月底完成厂内调试和正线试验,至今已通过铁科院的整车各项性能试验.