HXN5型机车技术参数
HXN5型大功率交流传动内燃机车
效率 ９６％
质量 ７８０６ ｋｇ
限界 符合ＧＢ１４６．１－８３
轨距
１ ４３５ ｍｍ
轴式 轴距
Ｃ０ － Ｃ０ ２×１ ８５０ ｍｍ
１ 机车主要技术参数
Ｈ Ｘ Ｎ５ 型机车主要技术参数如下：
传动方式 交流电传动
操纵方式 单司机操纵
作者简介：郝金伟（１９７８－）， 男，工程师，主要从事铁路 机车产品的研究开发工作。
HXN5 High-power AC Drive Diesel Locomotive
ＨＡＯ Ｊｉｎ－ｗｅｉ
(Technical Center, CSR Qishuyan Locomotive Co.,Ltd., Changzhou,Jiangsu 213011,China)
柴油机的主要技术参数如下：
缸径与冲程 ２５０ ｍｍ×３２０ ｍｍ
压缩比 １６．８：１
限值（７ ￣ ２ ５ ℃＠ ０ ｍ ， ７ ￣ ２ ２ ℃＠ １ ０ ０ ０ ｍ ） ０．４０ ｇ／ｋＷ·ｈ
２．０ ｇ／ｋＷ·ｈ
７．４ ｇ／ｋＷ·ｈ
０．２７ ｇ／ｋＷ·ｈ
HXn5型机车-5
电气原理图见图5-4。由图中可见整流器是由三个二极管整流桥臂构成，分别是RMA、RMB、RMC。逆变器一共有6台，分别是INV1、INV2、INV3、INV4、INV5和INV6，它们的电气结构完全一致。
图5-5是INV1详细电气原理图，主要由支撑电容（C11、C12）、IGBT器（P1AP～P1CP、P1AN～P1CN）、电流传感器（CM1A、CM1B）、电压传感器（VAM10）、快速熔断器（F1A1～F1C2、F1A2～F1C2）、IGBT驱动电源（GDP1）、牵引控制器（TMC）构成。支撑电容的作用是稳定中间直流电压，防止逆变器开关动作时直流电源的浪涌电流和尖峰电压。IGBT是逆变器的核心开关器件，按照一定的顺序开关相应的IGBT器件，就能产生驱动牵引电机的三相电压。电流传感器用来检测2个桥臂的电流，也即是牵引电机的2相电流，该电流信号经过牵引控制器TMC计算后，产生控制逆变器工作的PWM调制信号。电压传感器（VAM10）测量两处电压，中间直流电压和牵引电机三相线电压，中间直流电压信号主要用于保护，牵引电机线电压信号则通过牵引控制器TMC产生控制逆变器工作的PWM调制信号。桥臂快速熔断器主要用于保护IGBT 器件，当逆变器任一桥臂发生短路故障时，所在桥臂电流快速增大，快速达到快速熔断器的整定值，快速熔断器断开该桥臂，避免该桥臂上的IGBT器件被短路电流损坏。IGBT驱动板电源（GDP1）将机车蓄电池电压74V转化为100V、25Hz的方波电压为IGBT的门极驱动板提供工作电源。牵引控制器（TMC）是这个逆变器的核心控制单元，主要由6块微机插件板和2块光纤驱动板构成，它将电压传感器、电流传感器和速度传感器等输送的信号经过数模转化后，按照矢量控制的算法产生PWM调制信号，通过光纤驱动板将信号传送给IGBT驱动板，以控制相应IGBT器件的通断，产生满足司机指令要求的三相交流电压，驱动牵引电机工作。表5-1列出6个牵引逆变器中各关键部件的代号（与INV1对照）。
GE机车总体教材(HXN5)
ES59ACi------- ES：GE公司改进型59：5900马力AC：交流电机ES59ACi——E，GE公司；S,单司机室；59，5900马力AC，交流传动；I,改进型机车号: 50001 — 50300关键性能要求环境温度: -40℃ ~ +45 ℃海拔: 0m ~ 2500m(不和最高温度同时发生)机车总重: 150T +/- 3%名义轴重: 25T +/- 3%轴-轴平衡: +/- 2%(关于平均轴重)轮-轮平衡: +/- 4%(关于同一轴平均轮重)轨距: 1435 mm机车限界:符合GB146.1-83重联机车数: 3 maximum（最多）轮径界限: 1050 mm (新) 950 mm (磨损)轴式: CO-CO机车结构：承载车底架，外走道，单司机室，双操作台，两个方向机车柴油机功率: 4660 kW 额定功率能随海拔高度变化自动修正额定牵引功率: 4400 kW(标准工况下输入到牵引发电机)最大时速: 120 km/hr最大启动牵引力: 620 kN (在计算轮径情况下)持续牵引力: 559 kN (在45℃海拔303米计算轮径情况下)最大紧急制动距离: 1100m (时速120km/h在清洁平直轨道上)油箱容积：可用9000L蓄电池：密封铅酸蓄电池空压机：两台螺杆式压缩机机车用途：客运和货运操作：单司机，有助手座重量：150吨+/-3%轴重偏差：所有轴：平均轴重偏差+/-2%单轴轮重偏差：平均轮重偏差+/-4%高：4774.60mm(4.7m) 宽：3119.12mm(3.1m) 长：22.3m机车布置图设备位置（第1部分,共2部分）在整个机车中分布有各种电气、风动、电子和机械系统。
下图描述了主要部件的位置,以供读者熟悉。
设备位置21 262130423013 222444 23 17 29 33 12 16 7 28 32 1342414237 20 31 132325 24 44 482914 1 40 34 13 18 26 35 20 48 29 41912 46 36 27 2 1 7 28 8 51 50 6 32 11 39 6 26 18 21 42 2113434238 47 3 14 15 47945 40 10 29 31 38 5A A34 52411 柴油机2 主发3辅发4 逆变器室5 空气压缩机6 冷却风扇7 烟囱8 柴油机水箱9 润滑油滤清器10 润滑油冷却器11 百叶窗12 电阻制动13 砂箱14 蓄电池箱15 燃油箱16 主风缸17 厕所18 控制区919 电气室20 控制区121 加砂口22 空气制动设备23 司机控制台24 座椅25 座椅26 头灯箱27 风笛28 柴油机进气滤清器29 旋转滤清器30 标志灯31 牵引电机通风机32 牵引电机通风机滤清器33 辅助通风机34 排风机35 天线36 启动转换开关37 冰箱38 牵引电机39 散热单节40 纳污箱41 灭火器42 车钩43 空调44 侧壁加热器45 燃油加热器46 主发通风道47 转向架48 电台室49 燃油滤清器50 润滑油预润滑油泵51 低压油泵52 电炉子和烤箱设备位置（第2部分,共2部分）LHT 后转向架 OCN 主司机顶操纵台 OCL 司机室左侧 OCO 司机室顶部 OCR 司机室右侧 OHN 副司机顶操纵台 PLH 后车底架 PSH 前车底架 RAD 冷却室 RAL 冷却室左侧 RF1 冷却风扇1 RF2 冷却风扇2 RLA 电台室 ROO 顶端室 SHC 前端 SHT 前转向架 TOA 厕所 TMB 牵引电机通风机 TM1-6 牵引电机AB1-2 空气制动柜 ABM 辅助通风机电机 BL1-3 电阻制动通风机 CA1 控制区1 CA2 控制区2 CA3 控制区3 CA4 控制区4 CA5 控制区5 CA6 控制区6 CA9 控制区9 CDM 空压机电机 CON 主司机操纵台 CTS 启动转换开关 DBG 电阻制动电阻栅 ECP 柴油机控制面板 ENL 柴油机左侧 ENR 柴油机右侧 FOD 冰箱区 HCN 副操纵台 PLH RADRF2 RF1 ENL ENR ALT CA2 CA4 CA3 CA5 AB1 OCRFODPSH SHCOCL CA6PSHOCN SHCCON CA6TM1 TM2TM3 SHT CA1 OHN ABMCA4 CA5 BL1 BL2 BL3 DBGALT CTS BATT TM4 TM5 TM6 LHT RF1 RF2TMB PLHCA9 CDM AB2 图 2.机车电气柜位置。
HXN5机车总体
气动电源控
燃油 泵继 电器
制继电器
响铃 继电 器
司机带式加热器继电器
C
CIO —— 一个微处理器 控制板，用来综合必须 由智能显示器执行的输
曲轴设 置继电 器
AB
空调关闭 继电器
A 1
入/输出操作
中
紧急打磨 继电器
警报继 电器
的
备份气动切 CMV摄像 断继电器 头关闭开关
设 备
HXN5(ES59ACi)机车
前
双向单司机室 卫生间
电阻制动单元
通风机
GEVO柴油机室
A侧（右）
电气 设备柜
辅助室
发电机室
散热器室
B侧（左） 蓄电池
牵引电机 通风机
GEB32
后
牵引电机
机车上的工作间
辅助室[高压柜（HVC）/电气室]
蓄电池移车：
机车在柴油机停机状况下可通过车上蓄电池进行低速移动。
下列数据适于单机、平直轨道。
测量总风缸#1 压力的压力传感器(MR1&MRR）
RSCV1 FSCV2
MRR 撒砂切断塞门
总风缸切断塞门
CA9 内部的设备布置
RSCV1 FSCV2 后后 端端 后前 撒撒 砂砂 电电 磁磁 阀阀
总风缸排水
阀电磁阀 DVMV
FSMV1
保
护 二
流向控制阀
极
管
FSMV2
SMVI
百叶窗电磁阀
SMV2
水流选择切断塞门 百叶窗切断塞门
布
通信管理单 元继电器
端 子 板
置
端
T
子
B
板
联动 线电
控制电源 滤波器
和谐内5型内燃机车资料.
控制系统:
• HXN5型机车的运行控制系统采用由通用电气公司 开发的“综合控制架构”（Consolidated Control Architecture，CCA）系统，与AC6000CW型柴油机 车的控制系统大致相同。该系统以3台智能显示器 作为机车的控制计算机，采用主频为166MHz的英 特尔“奔腾MMX”微处理器，通过一个串联的 ARCNET局域网通讯网络，控制机车上所有其他计 算机和控制装置的运行，包括柴油机控制、牵引 控制、制动控制、辅助电源控制、重联控制、粘 着控制、故障诊断和检测等功能。网络传输介质 为屏蔽双绞线，数据传输率为5Mbit/s。
总体结构:
HXN5型柴油机车采用高强度车架承载式结构车体，设有单端 司机室、双侧外走廊；车体底架采用双箱形梁结构及整体承 载式燃油箱，可用容量达到9000升。机车上部从前向后分为 司机室、主变流器室、 发电机室、柴油机室及冷却室。司机 室内部前后装有主、副两个操纵台，以便司机选择任意一个 方向操纵机车，设有司机控制台、微机显示屏、电台等操纵 设备，以及冰箱、微波炉、饮水机、厕所等司机生活设备； 司机室地板下设有外接电源变压器、空气制动机和空调装置。 主变流器室内装有牵引变流器、发电机励磁控制器、牵引电 动机控制器等各种电器设备。发电机室内设有主发电机、辅 助发电机及配套冷却风机组，上方装有三个卧式电阻制动模 块。柴油机室位于车体中部，安装了一台柴油机，以及空气 滤清器、膨胀水箱、燃油泵、机油热交换器、机油滤清器等 辅助设备及各种管路。冷却室内安装了散热器、水箱、风扇 等设备，并设有牵引电动机通风机和两台螺杆式空气压缩机。 机车下部两台转向架之间设有蓄电池箱和主风缸。空气制动 系统采用克诺尔公司的“CCB II”微机控制电空制动系统。机 车并具有最多三台机车重联运用的功能，可通过27芯重联电 缆和重联空气软管连接。
HXN5机车总体
2机车总体2 .1 机车总体布置HX N5型机车（外形见图2-1）是大功率交-直-交电传动内燃机车，由额定功率为4660kW（海拔2500m、环境温度23℃）的GEVO 16型柴油机、交流电传动和控制系统、车体、转向架、机油润滑系统、冷却系统、燃油系统、空气滤清系统、设备通风系统、CCB Ⅱ型空气制动系统等组部件及系统所组成。
图2-1 HX N5型内燃机车外形图HX N5型机车各组部件及系统的各项设备在机车内的布置情况，如图2-2 HX N5型内燃机车总体布置图所示。
67图2-2 H X N 5型内燃机车总体布置图1.头灯2. 控制设备柜3.牵引逆变器4.功率装置柜5.电阻制动装置6.主发通风道7.辅助发电机8.C T S 起机转换开关9.主发电机 10.柴油机 11.空滤器 12.冷却水箱 13.低压燃油泵 14.起动机油泵 15.机油热交换器 16.牵引电机通风机 17.冷却风扇 18.电机通风滤清器 19.散热器百叶窗 20.散热器 21.空压机 22.车钩 23.机油滤清器 24.燃油滤清器 25.污油箱 26.燃油箱 27.蓄电池箱 28.转向架 29.牵引电机 30.空调 31.标志灯 32.砂箱 33.排尘风机 34.总风缸 35.逆变/主发通风机 36.卫生间 37.行车安全设备柜 38.座椅 39.取暖气 40.操纵台 41.冰箱 42.制动柜H X N 5 8和谐5型内燃机车机车为外走廊底架承载式结构。
机车分上下两部分，上部为车体及安装在其上的设备，下部两端为转向架，中部设有承载式燃油箱。
车体上面部分为相对独立的4个室（图2-3）：司机室（OP ）、辅助/逆变室（AUX ）、动力室和冷却室（RAD ）；其中动力室分为两间，即发电机间（ALT ）和柴油机间（ENG ）。
车体左、右两侧在辅助/逆变室中间部位和冷却室后端部位均设有供司乘人员上、下的扶梯；司机室后端墙左、右两侧设有通往机车外部的门。
HXN5机车概述
铁道部在主干线项目之前已经2次购买GE的机车
•80年代购买了ND5机车，自今南京、大连仍在使用 •2006年购买了78台NJ2型机车，投入到青藏线使用
机车优点
外走廊 •机车司机室内的噪音小 •维护检查比较方便
控制系统采用CCA集中网络控制 •优化控制系统 •可靠性高 •对机车设备进行监控 •易于故障处理
MBD 蓄电池维修开关
74+
MBD
注意：长时间停放机车，需 要断开柴油机控制面板各断 路器，断开蓄电池维修开关， 防止蓄电池亏电。
CMU FTB RCB FTM CIR
D1CB D2CB D3CB
显示器1 显示器2 显示器3
CA3控制区
主要设备： IGBT 逆变器 滤波电容
CA4控制区： BCC AAC RFC1 RFC2
水泵
润滑油泵
加注润滑油
冷却室
冬夏季门
水箱及上水阀
柴油机加水
检查冷却水处于满水位
柴油机空转状态 停机运行状态
冷却室结构图
燃油、润滑油设备
冷却水选择阀
润滑油滤清器及热交换器
冷却室冷却风扇
冷却室牵引通风机
主要设备： 牵引通风机 旋转滤清器 排风机
冷却室排风机
冷却水排水阀
CA9控制区
车底架右
主风缸
空气干燥器
蓄电池箱
纳污箱
牵引电机
转向架
轴箱衬板
轴箱衬板不能有断裂
轴箱弹簧
单元制动器
中心销
纳污箱
总风缸排水阀
空气压缩机
备用空气制动
集中控制网络
智能显示器输入、输出
1. ARCNet网络连接 机车上13个控制 模块进行通讯
HXN5机车介绍
提升阀 柱塞
2.主辅发电机
• 主发电机与辅助发电机一体,由柴油机曲轴带动旋转，型号为5GM201E1。
• 主发电机输出通过整流器、牵引逆变器、向交流异步牵引电机供电；主发电机 兼作柴油机启动电机，当柴油机启动时，蓄电池通过逆变器逆变三相交流电， 供给主发启动柴油机 。
• 辅助发电机发电供给机车上辅助设备用电。由于机车上取消静液压装置，冷却 风扇由交流电机驱动，辅助发电机还为冷却风扇电机供电。与DF4B机车相比， 取消了励磁机、测速电机、启动电机及静液压系统。
辅助发电机有三组绕组，每组均能输 出三相交流电：
第一组输出201V交流电，为主、辅发 电机励磁；
第二组输出402V交流电，为空压机电 机、冷却风扇电机、主发电机通风机电 机、排尘风机电机、牵引电机通风机电 机供电；
第三组输出76V交流电，为蓄电池充 电及车上空调、逻辑电源、无线电设备 供电。
主牵引发电机
采用电子控制燃油喷 射系统 ，电子控制高 压柱塞式燃油喷射泵， 取消了联合调节器和 供油拉杆装置；柴油 机启动方式为蓄电池 逆变为交流电后供给 牵引发电机启动。曲 轴箱内为负压,曲轴箱 内压力低于大气压。
柴油机结构
发动机布局:16个气缸分两 侧排列, 每侧8个。两侧呈45 度V型相对。连接主发端为后 端，安装增压器端为前端。从 柴油机后端(主发端)向前看, 左边为左侧, 右边为右侧。气 缸由前端向后端右端为右1缸 至右8缸, 左端为左1缸至左8 缸。
国产DF4B型柴油机， 型号为16V240ZJB, 5020mm，高度 2990mm。50°V型排 列, 16缸,4冲程,双涡 轮增压器,双中冷器。 柴油机发火顺序，按 1－14－3－10－7－ 12－5－9－8－11－ 6－15－2－13－4－ 16缸顺序爆发。
HXn5型机车-5
5HX N 5型内燃机车属交流电传动内燃机车。
该车由柴油机来产生机械能。
利用交流发电机将机械能转换成交流电源。
由于该交流电频率及电压均不适合HX N 5型内燃机车的交流牵引电动机。
所以必须进行转换调整，首先由主整流器组将交流转换成直流。
然后再由采用IGBT 器件的逆变器转换成可变频变压的交流电，在机车牵引时，牵引电传动系统传送给牵引电机定子绕组的交流电源信号频率必须高到它足以产生一个转速稍高于转子转速的旋转磁场。
即逆变器产生的同步转速高于转子转速时。
旋转的定子磁场给转子导条中产生电流，因而它对转子就提供了转矩，使其旋转并驱动机车。
当机车在电阻制动时，轮轴制动能量通过牵引电动机转换为电能并损耗在制动电阻上。
因此，HX N 5型内燃机车牵引电传动系统主要主要由以下几部分组成：交流牵引发电机整流及逆变装置交流牵引电动机制动电阻原理及装置具体布置见图5-1（图中制动电阻未示出）。
牵引发电机蓄电池牵引电动机整流器及变流器图5-1 机车牵引设备布置图5 .1 交流牵引发电机HX N5型内燃机车的牵引发电机采用的是凸极转子的同步发电机，牵引发电机与辅助发电机同轴，相当于一个机座内有4个电机，结构复杂。
5.1.1 牵引发电机的主要数据型号: 5GMG201E1容量（功率因数为0.955）: 4690kVA输出电压： DC 1380V输出电流: DC 3082A频率: 87.5 Hz绝缘等级:： H级励磁绕组电压: 74 V励磁绕组电流: 400 A效率: ≥ 96%重量: 9069kg冷却方式：轴向强迫通风5.1.2 牵引发电机的结构HX N5型内燃机车用的5GMG201E1型同步牵引发电机为卧式单轴承结构的三相凸极同步发电机，星形连接，转子极数为10，图5-2、图5-3为该电机的外形图和结构图。
该电机为主、辅发电机同轴，轴承为单列圆柱滚子轴承，可用型号有FAG 558830C和 SKF 466860VAR，主、辅发电机与滑环位于轴承两端。
HXN5型机车技术参数
58037.09
88862.05
92565.08
99570.74
105075.22
4±3℃
柴油机润滑油进口温度 柴油机转速 柴油机总功率
>498Pa0.5秒停机
在 290Kpa时
25kPa（440r/min
），75kPa（1050
25Km/h
22.3-120Km/h
最大电阻制动力
338KN
4004KW
≦1100m
最小通过曲线半径
145m
最小摘挂曲线半径
250mm
砂箱容量500L
柴油机外形尺寸
质量24857Kg
燃油箱可用容积9000L
水箱总容量1125L
整个水系统容量1550L
柴油机转速及润滑油压力
转速
116116
176.5176.5
389.5341.5
429367
466.5392
482.5413
420-640kpa
燃油安全阀
﹤24℃常开
24℃开始关闭
≥30℃全部关闭
柴油机转速 水压限制
335不动作
机车宽度（司机室处）
额定功率(AAR标准状态)
轮周功率((AAR标准状态)
最大起动牵引力(AAR标准状态)
持续牵引力(AAR标准状态)
持续速度(AAR标准状态)
恒功率速度范围(AAR标准状态)
中冷器
增压器
额定增压比3.35:1
额定流量3.75kg/s
压气机额定效率81%
最大允许转数27500r/min
HXN5型机车转向架构架研制
屈服强度 σs / MPa
＞ 20≤32 ＞ 32≤50
≥360
≥360
＞ 50≤80 ≥360
＞ 80≤150 —
抗拉强度 σb / MPa ≥480
≥340
≥340
≥340
≥330
≥450
断后延伸率 δ5 / % ≥18 ≥20
冲击功 Akv（ － 45℃ ） / J
≥27 ≥27
与国内传统内燃机车转向架构架常用钢板相 比，HXN5型机车转向架构架钢板厚度较大，截面尺 寸中横向尺寸大，因而横向刚性较大； 承受主要载 荷的各梁 焊 缝 大 部 分 为 全 焊 透 焊 缝，焊 接 工 作 量 大，造成结构的焊接应力较大。
为避免焊接裂纹等缺陷的产生，改 善 焊 接 性 能，在钢板订货的技术条件中提出了钢板的碳当量 不大于 0． 45% 的要求，同时在构架的焊接过程中， 适当采取预热工艺措施。 3． 2 焊接材料的选择
构架焊接选用 E70C － 6M 药芯焊丝。药芯焊 丝焊接技术具有生产效率高（ 熔敷速度高） 、焊接 工艺性好（ 气渣联合保护、焊接飞溅小、焊缝成形 好） 且熔敷金属力学性能优于实芯焊丝（ 冶金反应 充分） 等特点，因此，药芯焊丝是较好的选择。经研 究及 试 验 表 明，国 产 的 TWE-711Ni 焊 丝 （ GB / T 10045 E501T-1L） 可以满足焊缝质量要求。 3． 3 焊接工艺评定
HXN5机车总体
02.机车总体布置——司机室
LKJ-2000
DS2
DS1
电台 EBV
备用制动
撒砂
风笛
司控器
警惕按钮
12
02.机车总体布置——司机室
13
02.机车总体布置——司机室
14
02.机车总体布置——司机室
6
2 34
15
15
02.机车总体布置——司机室
23 1
16
02.机车总体布置——司机室
CA1（控制区1）
50
02.机车总体布置——冷却室
柴油机引射管 油气分离器
A侧
柴油机放水阀
离心式水泵
51
02.机车总体布置——冷却室
旗形放气阀 簧载式注水阀 紧急停机按钮
水箱
水表
注意：切勿将
冷却水加注满水 标记以上的位置。 否则低温时 ,会 造成柴油机严重 损坏并可能冻结 散热器。不要让 水位下降到缺水 标记以下,因为将 会发生水泵空泡, 从而引起低水压、 冷却不良和柴油 机过热。
17
02.机车总体布置
司机室
辅助室
发电机室
柴油机室
冷却室
HXN5型内燃机车工作室示意图
18
02.机车总体布置——辅助室
机车控制区（CA）是机车上的一个封闭区域，其中安放了由电子控制和电功率调节系
统组成的若干设备。各控制区如下图所示。
HXN5型内燃机车控制区示意图
19
02.机车总体布置——辅助室
1.头灯 2. 控制设备柜 3.牵引逆变器 4.功率装置柜 5.电阻制动装置 6.主发通风道 7.辅助发电机 8.CTS起机转换开关 9.牵引电机 10.柴油机
11.空气滤清器箱 12.膨胀水箱 13.低压燃油泵 14.起动机油泵 15.机油热交换器 16.牵引电动机通风机 17.冷却风扇 18.通风机滤清器箱装配
HXN5型内燃机车新型散热器的研制
HXN5型内燃机车新型散热器的研制文章阐述了中国主干线项目HXN5型内燃机车用新型散热器的设计开发研制过程。
该新型散热器采用的分离式冷却设计，首次应用于国内内燃机车，实现了机车冷却模式的转换。
标签：HXN5型内燃机车；冷却系统；散热器1 前言HXN5型内燃机车由南车集团戚墅堰机车有限公司与美国GE公司合作设计制造，是目前国内功率最大的交流传动内燃机车，将逐步成为中国铁路干线货运的主型内燃机车。
HXN5型内燃机车柴油机额定功率4660kW，最大运用速度120km/h，该型机车排放低，节能好，达到了美国Tier2标准。
为满足主干线项目国产化需要，大连通铁热动力设备有限公司与戚墅堰机车有限公司、美国GE 公司三方合作研发了HXN5型机车用散热器。
2 HXN5型内燃机车冷却系统原理内燃机车工作过程中，柴油机等许多零部件强烈受热，需要强迫冷却，为此设置了冷却水系统。
其主要功能是：冷却与燃气直接接触的零部件、柴油机机油及柴油机的增压空气，使柴油机的各零部件、柴油机机油及增压空气均保持在一定温度范围内，保证柴油机正常工作。
冷却水还对空气压缩机及压缩后的空气进行冷却，并通过燃油加热系统对燃油进行加热。
HXN5型内燃机车冷却水系统采用全封闭式加压循环型式系统。
冷却水系统主要由散热器、膨胀水箱、机油热交换器、流向控制阀、燃油加热器以及相应的管路、阀门等组成。
为了优化机车的排放、功率以及燃油效率，对HXN5型机车冷却系统回路加装了流向控制阀，以控制冷却水系统的冷却模式。
冷却模式分为：排放模式和热机模式。
在排放模式下，冷却水系统为优化排放而对中冷器提供最大冷却能力；在热机模式下，冷却水系统为优化功率和燃油效率而对柴油机提供最大冷却能力。
根据冷却水的几个设置点温度、空气歧管温度及柴油机滑油温度，机车冷却控制系统将冷却系统转换到排放模式或者热机模式下运行。
设置点温度的设置确保可最大程度保护柴油机，同时使模式间的循环操作最小化。
hxn5型机车技术参数（TechnicalparametersofHXN5locomotive）
hxn5型机车技术参数（Technical parameters of HXN5 locomotive）ModelHXN5 remarksTransmission modeAC driveThe kerb weight of locomotive150t +3% -3%Traction distance between two ends of couplerTotal length of locomotive (between two ends)21133 + 6 mm3119 + 6 mmLocomotive height4770 + 6 mm4400KW4003KW620KN565KNMaximum operating speed120Km/h25Km/h22.3-120Km/hMaximum resistance braking force338KN4004KWLess than 1100mMinimum pass radius145mMinimum radius of pick and pull curve 250mmSand box capacity 500LOutline size of diesel engineQuality 24857KgFuel tank usable volume 9000LTotal capacity of water tank 1125LThe capacity of the whole water system is 1550LWater loading 1100LOil loading 1300LDiesel engine model GEVO16typeBore and stroke 250mmX320mmCompression ratioTotal displacement of cylinder 251.3LDiesel engine speedHighest rated speed 1050r/minNormal idle speed 440r/minMinimum idle speed 440r/minAverage speed of piston type HXN5 Locomotive technical parameter is 22295 + 6 mmLocomotive width (CAB room)Rated power (AAR standard condition)Wheel power ((AAR standard condition)Maximum starting tractive force (AAR standard condition) Continuous traction (AAR standard condition)Continuous speed (AAR standard condition)Constant power speed range (AAR standard state) Resistance braking power (AAR standard condition) Braking distance (single plane, brake muzzle velocity) 120Km/h, pure air brake)5105mmX1771mmX2603Mm45oV arranged 16 cylinder 4 stroke vortexWheel supercharging intercooler16.8:111.2m/s (rated speed 1050r/min)Under the UIC standard atmospheric condition rated powerThe maximum burst pressure is 19.5MPa, and the pressure difference between cylinders is notGreater than 1MPaFiring order of technical parameters of 2.12MPaHXN5 locomotive with average effective pressurePower fuel consumption rateKW emission priority mode fuel consumption priority modeG/kwhg/kwh4660214 + 3%200 + 3%4480-200 + 3%0/454550-206 + 3%700/404660-204 + 3%2500/23IntercoolerSuperchargerRated supercharging ratio 3.35:1Rated flow 3.75kg/sCompressor rated efficiency 81%Maximum permissible revolution 27500r/minTechnical parameters of diesel engine2.12KpaThe exhaust temperature of the manifold is 575 + 5%Over 420 chimney gas temperature of - 5% DEG CThe exhaust temperature of the branch pipe is 515 + 5%The working temperature of the cooling water of diesel engine is 60-110 degrees centigradeNormal working pressure of cooling water 310KpaThe inlet temperature of lubricating oil is 74-91 degrees centigradeThe lubricating oil outlet temperature is 83-102 degrees centigradeThe minimum lubricating oil temperature is 60 OC200Kpa650KpaThe lowest start-up oil temperature is 5 CMaximum allowable speed of turbocharger 27500rpmThe maximum temperature is 732 degrees before the turbocharger turbineEfficiency of intercooler at rated power 89%-92%Under the UIC standard atmospheric condition rated powerMinimum operating speed, compression pressure 5.1MPa, pressure between cylindersThe force difference is less than 0.25MPaThe cylinder number starts from the free end, faces the output, and the right rowRight 1~8, left row 1~8), right 1- left 1-, right 3- left3- right 7-, left 7-, right 5-, left 5-, right 8-, left 8-, right 6-, left 6-, right 2-, left 2-Right 4- left 4Altitude / ambient temperatureThe degree of CStandard environment /25Under the UIC standard atmospheric condition, the fuel consumption rate at the minimum operating speed is 18.5 + 3% kg/h.Lubricating oil consumption rate: less than 0.35% of fuel consumption rateUnder the UIC standard environmental conditions, the rated power of medium coolingEfficiency: 89% -92%Under the UIC standard environmental conditions, the rated power of medium coolingWater inlet temperature: 47 DEG CUnder the UIC standard environmental conditions, the rated power of medium coolingWater temperature at outlet: 70 CAverage efficiency at rated powerpressureFull speed range and correspondingLoad and powerWith the speed of diesel engine, the ringModerate water temperature changesturnThe power will be limited to secondHandle position, water temperature lower thanThe limit was fifth at 71Handle position440r/min lubricating oil pressure and oil temperature at 82Technical parameters of diesel engine parameters of 1050r/min lubricating oil pressure type HXN5 locomotiveThe inlet water temperature of intercooler is 47 centigrade The outlet water temperature of intercooler is 70 centigrade Overspeed protection value of diesel engine 1150r/min Output flow of main lubricating oil pump 2175L/min1050r/min Output flow of main lubricating oil pump 961L/min440r/minCrankcase pressure protection valueFuel pump output flow 56.8L/minThe output flow of cooling water pump is 2270L/min + 10%Low protection value of cooling water pressureLubricating oil low pressure protection valueRefrigerator state protection valueInlet oil temperature of diesel engineDiesel engine speed and lubricating oil pressurespeedOne hundred and sixteen thousand one hundred and sixteen176.5176.5389.5341.5Four hundred and twenty-nine thousand three hundred and sixty-sevenFour hundred and sixty-six point five three nine twoFour hundred and eighty-two point five four one three420-640kpaFuel safety valveLess than 24 degrees normally openTurn off at 24All closed more than 30 DEG CDiesel engine speed and hydraulic pressure limit335 no actionForty-four thousand and twenty-five point seven twoFifty-eight thousand and thirty-seven point zero nineEighty-eight thousand eight hundred and sixty-two Point Zero FiveNinety-two thousand five hundred and sixty-five point zero eightNinety-nine thousand five hundred and seventy point seven four One hundred and five thousand and seventy-five point two two 4 + 3 OCDiesel engine lubricating oil inlet temperature, diesel engine speed, diesel engine total power>498Pa0.5 seconds shutdownAt 290Kpa25kPa (440r/min)(75kPa) (1050)R/min)One hundred and elevenKPa (440r/min)482 kPa (1050)R/min)Inlet lubrication of diesel engineOil temperature is less than60 degree C, reducing workAt 91 CLubricating oil pressureLess than or equal to 85 DEG CLubricating oil pressureILIP is less than or equal to 110 DEG C440 rpm580 rpm888 rpm925 rpm995 rpm1050 rpmCoasting 440 RPM fuel pressure600-640kpa1050 RPM fuel pressureOpening pressure 900kpaThermostatic valve switch and main combustion oil temperature Degree relationAction of automatic drain valve of diesel enginevalueTemperature setting of lubricating oil inlet temperature of diesel engine over temperatureThe technical parameters of HXN5 locomotive are normalNormal at 88 -91 CCooling fan speed0 customs pass1.2.ThreeFour5 full speed6 full speed7 full speed at full speedSelf valve handle positionFreight car positionSet non dwell pressureSelf valve handle transferInitial braking position of self valveFull braking positionSlave valve inhibit bitSelf valve handle reconnectionEmergency brake position of self valve handleSingle valve phase braking to full braking positionSingle valve brake to full braking positionBrake cylinder pressure 440-460KpaBraking ratio 3.45Braking efficiency 0.96The opening pressure of the safety valve of the total air cylinder 1034kpaTemperature setting of lubricating oil inlet temperature of diesel engine over temperaturecountermeasureLess than 88 degrees centigradeScaling up (EMSControl)Higher than 91 degrees CScaling up (EMSControl)UMES reduces total powerFan requirements determined by software Fan A fan B1/4 speed1/2 speed1/2 speed 1/4 speed1/2 speed 1/2 speed1/4 speed1/2 speedBrake pipe air pressure 500KPa500KPa wind pressure of 500KPa brake pipeThe balance air cylinder, the train pipe decompression amount 34-55KPa, the brake cylinder pressure 83-117KPa;Hold pressure for 1 minutes, the brake tube leakage is less than 20 KPa per minute.3 to4 times to the full braking position, phase braking effect is good, brake cylinder pressure ratioThe pressure increased to 360 KPa and the brake cylinder pressure reached 345 - 375KPa. The single valve handle is placed in a single relief position, and the brake cylinder pressure drops to 0The action is slow and the action is good. The valve handle is shifted back to the carrier, balanced air cylinder and brake pipeRestoring constant pressure.The pressure of the balance air cylinder and the train pipe is reduced to 360kpa, and the pressure of the brake cylinder is increased to345-375KPa, self valve handle shift back, good relief.The equalizing air cylinder is reduced to 0kpa at normal speed,Brake pipe pressure is reduced to 55 ~ 85kpaThe pressure of the moving cylinder reaches 450kpa, and the valve handle is shifted back to the carrier.The pressure of the equalizing cylinder is 0kpa, the pressure of the brake pipe is reduced to 0kpa in 3 seconds, and the brake cylinder pressure is reducedThe force rises to 450KPa in 6 seconds, and the single valve handle is placed in a single relief position, the brake cylinderThe pressure should be reduced to 0 KPa, and the handle of the single valve will be taken after the pressure of the brake cylinder should be reduced to 0 KPaThe pressure of the brake cylinder should be recovered. Self valve handle stops at emergency brake positionAfter 60 seconds, the self valve handle is shifted back to the carrier, and the brake pipe pressure is 0 kPa in 9 secondsUp to 480kpa.The single valve handle is shifted from 3~4 times to the full braking position, and the braking function is checked at the check stageThe brake cylinder pressure is up to 300kPa, and the single valve handle is moved 3~4 timesThe effect of phase shift was good and decreased to 0kpa.The single valve handle rises from the running displacement to the full braking position, and the brake cylinder pressure rises to 2~3 seconds300kPa, transfer the single valve handle back to the shift, brake cylinder pressure in 5 seconds by 300kPaDown to 35kpa and continue to drop to 0kpa. Main fault parameters of air compressor for technical parameters of HXN5 locomotiveThree thousand three hundred and one point five twoHigh speed air blowing 4402.22Five thousand eight hundred and three point one twoThree thousand and three hundred point six fiveLow speed air blowingFour thousand and four hundred point nine threeFive thousand eight hundred and one point three threeEight thousand eight hundred and eighty-two point three oneTen thousand five hundred and two point eight nine Performance parameters of air dryerworking pressureworking voltageambient temperatureThe inlet air temperature is 37 degrees centigrade Pulling current, closing heaterTraction current, turn on heaterParameters of main air cylinderThe diameter of the air cylinder is 406.5mmThe length of the air cylinder is 3952.5mm965.58LFault warning holeDepth of fault warning hole 1.6mmUse limit:Diesel engine speed (r/min) compressed air flow (CMN)5171034KPa4585VOf-40 degrees... 70 C0.5A, DC 74V10A, DC 74VTotal volume of wind cylinder (two)701. wheelThe depth of more than 0.7mm 1.1 foot scuffing of wheel tread wear depth; using 7mm; defect or peeling length on wheelsMore than 40mm, and the depth of more than 1mm; vertical flange height more than 18mm; 23mm (gauge)1.2 wheel diameter (new wheel): 1050mm; disable wheel diameter: 950mm1.3. wheel diameter difference:New creation:Coaxial wheel diameter difference: less than 0.5 mm.The same bogie wheel diameter difference: less than 2 mm. With the locomotive wheel diameter difference: less than 8 mm. Coaxial wheel diameter difference: less than 2.4mm.The same bogie wheel diameter difference: less than 13mm. With the locomotive wheel diameter difference: less than 13mm.1.4. wheel inner distance: 1353 + 2 mm.2. coupler (AARE type)2.1. coupler openingLocking position: 112-130mm.Full open position: 220-250mm.2.2. coupler height: 820-890mm.2.3.: bilateral 74200mm swing coupler.The height of the 3. row barrier is 72mm, and the height of the rubber is 25mm. Technical parameters of HXN5 locomotive5GMG201E14690KVADC1380VDC3082A87.5Hz74V400A96%9069KgAxial forced ventilation480KVAThree-phaseThree-phase4. the thickness of any point on the brake shoes (including the backboard) has been less than 13 mm (0.5 inches), should be more in accordance with the provisionsChange the brake shoe and adjust the stroke of brake cylinder push rod.5. the clearance between brake shoe and wheel is 9 mm. If thegap adjuster can not reach this value, it should be removedThe clearance between the brake shoe and the wheel is 20 mm.6. bogie6.1 gauge 1435mm.6.2 wheelbase 2 x 1850mm.6.3 axle load 25T.6.4 two bogie center distance 12879mm.6.5 bogie self weight 21.8t.6.6 the lower weight of each shaft spring 4.35t.6.7 traction gear ratio 85/16.6.8 vertical stiffness of suspension (each spring) (430 + 20) N/mm.Vertical stiffness of suspension of 6.9 two series systemLateral bearing pads (each) (16 + 30%) KN/mm. Lateral span of bearing pads on left and right sides2400mm, longitudinal distance from middle shaft centerline 905mm.Fahrenheit = *9/5+32 Celsius 1, pound force. Foot ---b.ft 2, pound force / inch 2--PSI 3, cattle rice --N.m4, kilogram. Rice --Kg.m。