和谐内5型内燃机车 ppt
和谐内5型机车柴油机起动系统原理探讨
北京交通大学毕业设计（论文）题目：和谐内5型机车柴油机起动系统原理探讨姓名： HAPPYHXN5 专业：机车车辆工作单位：机务段职务：技术员准考证号：设计（论文）指导老师：发题日期： 2010 年 1 月 4 日完成日期 2010 年 1 月 20 日毕业设计（论文）评议意见书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：和谐内5型机车柴油机起动系统原理探讨一、毕业设计（论文）内容：中国南车戚墅堰机车有限公司与美国通用电气（GE）公司合作研发的和谐5型内燃机车，2008年12月下线。
该机车使用交流传动，由美国通用电气（GE）研制，透过技术转移的方式，由南车戚墅堰机车有限公司制造。
和谐5型机车的最大亮点是在国际同类产品中排放低，节能好，达到了美国Tier2标准，因此被誉为是节能减排的新宠，是贴上了绿色环保标签的最新产品。
和谐5型机车装用大功率IGBT变流器，额定功率达到4660kW，最大起动牵引力为620kN，最大运用速度和最大恒功率速度为120km/h。
机车采用模块化设计、外走廊、底架承载结构，机车轴重为25t，大大方便了制造组装及规模化生产。
机车具有卓越的防空转、防滑行功能，具有轮周效率高，粘着利用率高，起动加速快，动力学性能和制动性能良好的特性。
机车主要技术经济指标均达到国际先进水平。
而在机车起动方式上，HXN5型机车的起动方式远远先进于我国的DF型机车的起动方式。
GE公司的工程师们在原有机车上获得了交流牵引系统的经验时，他们取消了 SCR 逆变器而采用其中的一个牵引逆变器产生交流电来起动柴油机。
这就去除了很多只有在起动时才用到的硬件装置，从而减少了机车重量并降低了成本。
二、基本要求：我国引进美国GE公司先进的大功率交流传动内燃机车在起动已实现智能化，本文通过对HXN5型内燃机车起动系统部件及电路的的功能介绍和用途讨论，进一步对HXN5型内燃机车的起动系统原理进行探讨。
三、重点研究问题：1 起动系统各部件及电路2 柴油机启动程序3 智能显示器信息4 HXN5机车上的安全性下达任务日期:2009年12月1日要求完成日期:20010年1月10日指导教师: 段金辉开题报告GE 公司运输系统业务集团在 80 年代推出其第一台计算机控制的机车时，较之早先设计的一项技术革新就是采用了一种大型牵引交流发电机，它与一新型的三相输出辅助交流发电机结合在一起，安装在同一机座中。
HXN5型内燃机车辅助部分润滑油系统
1、柴油机油底壳——位于柴油机底部，油底壳用螺栓固定
到柴油机机体上，形成容纳润滑油的容器。
2、润滑油泵（Lube Oil Pump）——润滑油泵是一种容积式 泵，内部装有一个减压阀。安装于柴油机的整体式前端 （IFE）盖上并由柴油机曲轴通过辅助齿轮驱动。润滑油 泵驱使润滑油在润滑油系统内循环。。
3、润滑油冷却器（Lube Oil Cooler）——位于散热器室内 机车副司机侧，紧靠柴油机之后。润滑油冷却器带走润滑 油的热量，将热传递到冷却水。
4、润滑油滤清器（Lube Oil Filter）——位于散热器室内副
司机侧，紧靠柴油机和润滑油冷却器之后，润滑油滤清器
将发动机油中大于 30μ的脏物带走。
5、柴油机润滑油供油压力传感器（ELSP）——位于润滑油 滤清器壳体出口，ELSP 滤清器测定进入柴油机之前的柴 油机润滑油压力，并将该信息提供给 ECU。
润滑油的流动
1、润滑油由润滑油泵经滤网从柴油机油底壳抽出。 滤网阻止较大颗粒的脏物进入润滑油泵。润滑油泵由柴油 机驱动的辅助齿轮带动。润滑油泵在第 8手柄位（N8）的 柴油机转速下在正常运行温度下输送润滑油的流量为 2175 L/min。一个内部的减压阀保护润滑油泵使之免于在 超负荷条件（诸如滤清器或润滑油冷却器阻塞）下运转。 安全阀在1200 kPa下完全打开。
3. 润滑油泵强迫润滑油进入润滑油冷却器。润滑油冷却器中 设有金属板隔板，润滑油从隔板一侧流过，而来自双模式 水系统的冷却水在板的另一侧流过。润滑油的热量通过金 属隔板传给冷却水。
4. 经过冷却的润滑油从润滑油冷却器出来进入润滑油滤清器。 润滑油滤清器壳体内装有滤芯，它可以过滤掉润滑油中细 小的污染物。
6、曲轴箱超压传感器（COP）——位于柴油机机体后部上 方紧挨左排 6 个动力组之后，COP 传感器测定曲轴箱内 压力，并将该压力信息提供给 ECU。
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
和谐内5
动力种类柴油机车建造 GE、南车戚墅堰机车有限公司建造年份 2008年总产量 300UIC轴式 Co’Co’轨距 1,435 mm轴重 25 t总重量 150 t传动电力（交—直—交）最高速度 120 km/h编号 HXN50001-HXN50300编号HXN5，中国南车戚墅堰机车有限公司与美国通用电气（GE）公司合作研发生产了目前我国功率最大的交流传动内燃机车。
与目前国际同类产品相比，“和谐5型”机车节省油耗10％，减少氮氧化物等排放50％，达到美国EPA Tier2标准，是全球最绿色环保的内燃机车。
和谐5型机车装用大功率IGBT变流器，额定功率达到4660kW，最大起动牵引力为620kN，最大运用速度和最大恒功率速度为120km/h。
机车采用模块化设计、外走廊、底架承载结构，机车轴重为25t，大大方便了制造组装及规模化生产。
机车具有卓越的防空转、防滑行功能，具有轮周效率高，粘着利用率高，起动加速快，动力学性能和制动性能良好的特性。
机车主要技术经济指标均达到国际先进水平。
根据2005年与铁道部签订的合同约定，公司将为中国铁路提供300台这种新型机车，预计2009年开始大批量交付。
由南车戚墅堰机车公司研制生产的首批8台“和谐5型”大功率交流传动内燃机车，日前正式交付哈尔滨铁路局。
这个我国最新一代内燃机车，被业内誉为绿色环保产品，进入批量生产和投运后，将逐步成为我国铁路干线货运的主型内燃机车。
“和谐5型”机车是南车戚墅堰机车公司在铁道部的组织协调下，与美国GE公司技术合作生产的大功率交流传动内燃机车，各项技术指标均达到世界先进水平。
1.型号 HXN5型2.用途客、货运3.传动方式交流传动（AC-DC-AC）4.操纵方式单司机操纵5.机车制动方式电气、空气制动系统6.限界符合GB146.1-837.规矩 1435mm8.轴式 Co—Co9.机车整备重量 150t±3%10.轴重 25 t±3%11.车轮整体碾钢车轮（AARM107/208）,C级12.轮径 1050mm13.额定功率 4400KW14.轮轴功率 4003KW15.牵引力（1）启动牵引力 620KN（2）持续牵引力 565 KN16.速度（1）最高速度 120km/h（2）持续速度 25km/h（3）恒功率速度范围 22.3～120km/h17.最大电阻制动力 338kN18.电阻制动率 4004kW19.制动距离≤1100m（单机平直道，轨面状态良好，制动初速120km/h条件下，纯空气制动时的距离）20.最小通过曲线半径 145m（三台机车重联，以5km/h速度通过）21.最小摘挂曲线半径 250m22.轴距 1850mm23.转向架中心距 13298mm24.机车尺寸（1）机车总长 21133mm（车体两端面间距离）（2）机车宽度 3119mm （司机室处）（3）机车高度 4770mm25.车钩中心距 22295mm26.燃油箱容量（可用） 9000L27.砂装载量 500L28.水装载量 1100L29.机油装载量 1300L。
“和谐5型”内燃机车制动系统分析
摘要：本文详细介绍了新型内燃机车采用的Knorr公司生产的CCBII制动系统的结构、原理及其相互作用方式。
关键词：内燃机车；制动系统；FB-11制动阀中图分类号：U262.65文献标识码：C1简介我国引进的新型内燃机车所配备的制动系统为CCBII制动系统，是由Knorr公司生产的，全称为Computer Controlled Brake Equipment，就是计算机控制的空气制动装置，简称为CCB II型号。
它是一种完全由微机控制的用于干线机车和调车机车的基于网络的电动-气动空气制动系统。
除了断钩时的紧急制动和动力切除外，制动机的所有动作都是由计算机控制的。
CCBⅡ采用一种基于分布式体系结构的现场可替换单元（LRU）设计方法。
每一LRU（Line Replaceable Unit）均具备自身诊断能力。
CCBⅡ包含大量冗余功能，在故障情况下有独特的识别、重新配置和备份关键部件的能力。
在司机室内安装一集成式机车计算机（ILC），用于显示空气制动数据以及操作界面，以及系统设置和监控。
在HXn5型机车上还配有备用空气制动机FB-11型制动机。
2CCBⅡ系统构成（1）CCBⅡ系统由4个主要部件组成。
即EPCU———电空控制单元；BIPM———集成处理器模块；EBV （2个）———电子制动阀；RIM—中继接口模块。
（2）EPCU由8个现场可替换单元（LRU）组成，分别是：BP———列车管模块；ER———均衡风缸模块；DBTV———气动备用三通阀模块；16LRU———16#管模块；20LRU———20#管模块；BC———闸缸模块；13LRU———13#管模块；PSJB———电源模块。
（3）在CCBII制动系统中有7个部件带有节点，分别是BP列车管模块、ER均衡风缸模块、16#管模块、20#管模块、13#管模块及EBV电子制动阀（2个）。
节点是LRU逻辑控制处理器、电磁阀驱动器和传感器反馈处理器。
每个节点根据LRU阀的功能和客户特殊选者进行编程。
HXN5辅助电源系统
RMA、RMB、RMC整流器模块
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2、工作原理 AA的励磁供电绕组输出三相交流电，在柴油机第8手柄位时其达 到67VAC的最大线电压。该交流电被施加到TAC的输入端。在智能显 示器3的控制下，TAC将交流电转换为直流电，并控制直流输出电流 的大小。通常，TAC输出的直流电流直接送给TA的励碰绕组，但在 必要情况下也可以由TAP加以短路。只有在TA的励磁绕组获得TAC的 直流供电情况下，牵引发电机才能为ES59ACi型机车的牵引系统提供 电源使其正常运转。如果牵引系统出现故障，需要保护牵引发电机免 受损坏，这时，智能显示器3可以通过使TAC断电来使牵引发电机停 止工作。智能显示器3可以自动完成这项工作，也可以通过操作人员 或维修人员的控制来完成这项操作，从而确保人员和设备的安全。使 TAC关断的另一种方法是将柴油机控制开关置于“隔离”（ ISOLATE）或起动（START）位。 如果TA的输出端出现异常，并有可能损坏整个发电机，这时TAP 将开始工作，它会给TAC的输出端提供一内部短路通道，这样，TA 的励磁绕组便没有电流流过。
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部件位置 作为5GMG201E1的一个集成部件，AA位于机车的交 流发电机间内，它搭接在柴油机后部的牵引发电机上，其 转子与曲轴相连。图中箭头所指处为5GMG201E1的AA部 分，在这里其与TA左侧相连。
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功能
辅助发电机（AA）将柴 油机曲轴旋转运动发出的部 分机械能转换为电能。辅助 发电机有三个完全独立的三 相交流电输出，它们分别产 生于三个不同的输出绕组。 图2所示为GE示意图中用于 AA代表符号，图中显示了它 的励磁磁场绕组和三个输出 绕组，即励磁供电绕阻、辅 助电动机供电绕组、蓄电池辅助发电机有三个输出绕组，其中一个为励磁供电绕组。它提供交 流电源，该电源被转换为直流电后提供给牵引发电机（TA）和辅助发 电机（AA）的励磁绕组。图5给出交流发电机的励磁电路。 AA的励磁供电绕组给两个独立的电路供电。如图5所示，上边的电 路给辅助发电机提供励磁，下边的电路给牵引发电机提供励磁。下面对 这两部分分别加以介绍。
和谐内五(HXN5)机车制动组专业知识
3.1 电子制动阀检修工艺工序、工步流程图3.2 刮雨器检修工艺工序、工步流程图3.3 防关断折角塞门、截断塞门检修工艺工序、工步流程图3.4 车长阀检修工艺工序、工步流程图3.5 空气管路检修工艺工序、工步流程图3.6 制动管、主风缸均衡管（客车管）、制动缸均衡管软管检修工艺工序、工步流程图3.7 客车、停放制动调压阀检修工艺工序、工步流程3.8 螺杆式空压机检修工艺工序、工步流程图3.9 空气干燥器检修工艺工序、工步流程图3.9.1 994系列空气干燥器循环周期4阶段3.10 安全阀检修工艺工序、工步流程图3.11 空气精滤器检修工艺工序、工步流程图3.12 止回阀检修工艺工序、工步流程图3.13 主风缸均衡管（客车管）、停放制动压力开关检修工艺工序、工步流程图3.14 总风缸压力传感器检修工艺工序、工步流程图3.15 总风缸、均衡风缸及其它风缸检修工艺工序、工步流程图3.16 备用制动装置检修工艺工序、工步流程图3.17 撒砂、风笛、百叶窗、流量选择电磁阀检修工艺工序、工步流程图3.18 EPCU电空制动控制单元检修工艺工序、工步流程图3.19 IPM微机处理器检修工艺工序、工步流程图3.20 RIM继电器接口模块检修工艺工序、工步流程图3.21 紧急电磁阀检修工艺工序、工步流程图3.22 车下紧急放风阀检修工艺工序、工步流程图3.23 后视镜检修工艺工序、工步流程图3.24 高、低音风笛检修工艺3.25 停放制动指示牌检修工艺工序、工步流程图3.26 制动机试验。
空气制动系统
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风源系统
6、空气虑清器
空气滤清器的主要作用是去除压缩空气中的油雾、尘埃及水分。 HXN5型内燃机车装用的空气精滤器如下图所示。空气精滤器主要由 安装座、滤芯、底盖、座圈、适配器及排放阀组件等组成。
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风源系统
7、单向阀
在风源系统中装有三个单向止回阀。第一个安装在第一总风缸出风口至机车总风均衡管的管路上； 第二个安装在空气干燥器出风口至机车总风均衡管的管路上；第三个安装在第二总风缸的进风口处。 三个止回阀的作用分别为： 第一个止回阀：如果本机的空气压缩机发生故障，则列车编组中的其他机车的总风均衡管内的压缩 空气可以流经该止回阀进入本机的空气系统。 第二个止回阀：通过该止回阀，本机的压缩空气向机车总风均衡管充风。止回阀安装于空气干燥器 之后，可以保证压缩空气经机车总风均衡管供给其他机车之前经过干燥。 第三个止回阀：压缩空气通过该止回阀进入第二总风缸。可阻止压缩空气倒回第一总风缸。因此， 第一总风缸因故障排气后，第二总风缸仍可保持空气压力，为空气系统提供压缩空气。 单向阀的结构如下：
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空气干燥器
阶段2 A塔干燥-B塔再生 17s后，电磁阀SV1（16）得电。 输出控制气压如下： 切换过滤器排水阀（4），将过滤 器中的杂质通过过滤槽（3）排入 中介槽（5）。由于电磁阀SV1 （16）得电，进口分流阀（6）和 排气阀（7）均得到一定压力，使 进口分流阀（6）和排气阀（7） 均左移，使空气通过进口分流阀 （6）进入干燥塔A（8），同时排 气阀（7）打开阀芯B，使干燥器 塔B（9）中的空气快速排出，从 而使来自干燥塔B（9）干燥剂中 的稳定流动的再生空气也相继排出。 干燥塔B（9）产生的压力差使得出 气往复阀（13）切换，干躁的空气 由出口（18）输出。在空气流向干 燥器出口（18）的同时，自动调节 净化阀（14）感应到它的流速和压力 并根据压力和流量控制一定比例的压 缩空气通过净化往复阀（12）的B端进入 干燥塔B（9）实现再生。
和谐N5型内燃机车基本操作
和谐N5型内燃机车基本操作一、柴油机控制开关(EC)设有哪几个位置,各位置的作用?1、起动位:柴油机起动或停机,柴油机控制(EC)开关所处的位置,当柴油机启动后柴油机控制(EC)开关处于该位置,柴油机转速将保持在惰转状态,无法加载。
2、隔离位:当柴油机运行且柴油机控制(EC)开关处于隔离位时,柴油机转速将保持在惰转状态,无法加载。
显示器上显示已隔离。
3、运行位:机车需加载动车运行时柴油机EC开关所处的位置。
4、移车位:需要利用蓄电池按钮移车时,柴油机EC开关所处的位置二、智能显示器启动操作注意事项?当通电时,DxCB 应总是先于BCCB 接通。
当DS1 断电时,BCCB 应首先断开,并且当显示器屏幕完全消隐时,D1CB 应随后断开。
这一点必须做到,以便使智能显示器正常通电和断电,从而在操作系统和应用软件中进行必要的文件处理,使文件不会被损坏和丢失。
三、操纵台选择的条件有哪些?1、机车已停止2、档位手柄憜转位3、换向手柄已居中4、制动缸完全制动5、制动系统与操纵台命令相符四、显示器空压机强制手动开关功能如何操作?1、按压主屏或副屏显示器F7键进入开关设置界面2、按压2号键,将空压级手动打凤开关置开位3、按压F4键进行确认4、按压F8键返回五、柴油机自动起停机的条件是什么?答:自动停机条件:1、换向手柄已居中2、档位手柄在憜转位3、单独制动或自动制动已施加已施加4、AESS未被延迟5、机车未移动6、机车状况允许自动停机7、已手动起用AESS自动起机条件:上述条件任一缺失将自动起机。
六、在显示器上如何切除牵引电机或传感器的操作?1、在主屏或副屏主操作界面按压F7键进入开关设置界面2、按压8号键进入切除传感器或电机操作界面3、按压1-6号键选择所需切除电机(或按压F1-F6选择所要切除的传感器)4、在确认界面上按压F4进行确认4、按压F8键返回七、机车电子空气制动设置为本务机车方法?(与同型号机车接有重联线)1、将档位手柄置于惰转位,换向手柄居中2、将自阀手柄置于运转位,并将单阀手柄置于全制动位。
和谐5型内燃机车
和谐5型内燃机车美国中国中华人民共和国铁道部HXN5型柴油机车是中国铁路的柴油机车车型之一，由南车戚墅堰机车有限公司及美国通用电气公司（GE）共同研制，该型机车是在通用电气公司为北美市场提供的“创新”系列柴油机车和AC6000CW型柴油机车基础上，根据中国铁路技术规范改进设计而成6000马力交流传动货运柴油机车，机车轴式Co-Co，轴重25吨，采用单司机室外走廊车架承载结构车体、“GEVO-16”电子喷射柴油机、IGBT 牵引变流器、“CCA”微机控制系统等技术，可在平直线路上单机牵引5,000吨货运列车，最高运用速度为120公里。
发展历史背景自2003年刘志军出任中华人民共和国铁道部部长后，提出并实施铁路“跨越式发展”，以尽快缩小在铁路机车车辆装备上与国际先进水平的差距。
2003年11月，中国铁道部与中国南车、北车集团及其重点企业共同制定了《加快铁路机车车辆装备现代化实施纲要》，并选择了6家机车制造企业作为引进先进技术和自主创新依托的主体。
2004年1月，中国国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划》；2004年4月，国务院常务会议研究通过的铁路机车车辆装备现代化实施方案明确指出，“加快我国铁路运输装备现代化，要按照引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌的总体要求，力争在较短时间内，使我国机车车辆生产能力达到世界先进水平”[1][2]。
根据国务院确立的上述方针，中国国家发改委与铁道部于2004年7月联合下达了《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》，正式开始了新型交流传动大功率机车的采购过程。
引进2003年，中国南车集团戚墅堰机车车辆厂被中国铁道部列为铁路装备行业技术引进重点扶持的六强企业之一，在铁道部的协调下，戚墅堰机车车辆厂选定了美国通用电气公司（GE）作为合作伙伴，并进行广泛接触和交流，在从技术转让到人员培训等种种细节方面达成共识。
2004年10月28日，中国技术进出口总公司《大功率交流传动内燃机车采购和技术引进项目》询价书正式发标。
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。
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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
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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
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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
和谐系列内燃机车
16V265H柴油机机车主、辅传动采用了成熟可靠的交流控制技术。机车采用了微机控制系统和络通讯功能， 具有三机重联功能，微机控制的空气制动系统。最高运用速度：120 km/h；持续速度：20 km/h；最大恒功速度： 120 km/h；最大起动牵引力(按1013mm轮径计算)：620 kN；持续牵引力：578 kN；轴重：25 t±3%。机车装用 4400 kW的16V265H柴油机，排放达到美国EPA Tier 2水平。采用TA20/CA9主辅发电机，1TB2938-5三相交流感 应式 牵引电动机，CCBII制动机。由于采用交流传动系统，机车的维护量大大降低，可靠性提高，机车全周期寿 命成本大大降低。机车的大修周期达到180万公里，最低基本维护间隔为3个月。
和谐系列内燃机车
由中国中车大连厂和戚墅堰厂制造的机车
目录
01 大连企业生产
02 南车集团产品
基本信息
“和谐系列内燃机车”（注意不是“和谐号内燃机车”）简称HXN，请不要将其与HXD（和谐型电力机车）和 CRH（和谐号动车组列车）弄混淆。
和谐型内燃机车（HXN）分别是由中国北车集团大连机车制造厂生产的和谐3系列内燃机车（HXN3系列）和由 中国南车集团戚墅堰机车有限公司生产的和谐5系列内燃机车（HXN5系列）两种。（中国南车和中国北车已经合 并为“中国中车”）
大连企业生产
和谐3型 高原型
HXN3B型交流传动调 车内燃机车
HXN5型大功率交流传动内燃机车(新)
MPa
第三部分：机车及主要部件特点
1.柴油机
GEVO16是由涡轮增压器驱动, 16缸45度排列,四冲程的大 功率柴油机。柴油机功率为4660KW，较DF4B机车柴油机 功率2426KW高2234KW， 柴油机上两个增压器、两个中 冷器均设在自由端，采用双排气总管，每个总管驱动一个 增压器；DF4B机车为一个总管驱动两个增压器，两增压器 前后端各一个。采用单水泵循环；较DF4B机车少一个循环 水泵。
柴油机 旋转
主发机发 出三相交
流电
模块将交流 电整流成为
直流电
变频器将直 流电逆变为 三相交流电
交流 牵引 电机
交流传动
直 流 传 动
直流 牵引 电机
9、柴油机启动、移车
机车采用主牵引发电机启动，取消了DF4B机车的启动电机及变速箱， 同时，机车具有蓄电池移车功能，较DF4B机车外接电源移车方便。 启机：蓄电池给牵引变频器供电，逆变成三项交流电，供主牵引发电机， 主牵引发电机由发电机变为电动机，得电后旋转带动柴油机启机。 移车：蓄电池给牵引变频器供电，逆变成三项交流电，供给牵引电动机， 实施移车功能，蓄电池移车速度为5km/h。
2235kW， 约为DF4B机车的2倍。 牵引功率（轮周）：4003kW，DF4B机车牵引功率：1990kW，约为
DF4B机车的2倍。 电阻制动功率：4004kW，DF4B机车电阻制动功率：2136kW，为DF4B
机车的1.9倍。 最大速度：120km/h， DF4B机车货比：100km/h，客比：120km/h 持续速度：25km/h， DF4B机车货比：21.6km/h，客比：28.5km/h 恒功率速度范围：22.3～120km/h
HXN5电气设备布置
1、司机室 司机室是机车司机、副司机乘坐的区域。司机室内布置有构 成机车上的人-机接口的设备：司机控制器、制动阀控制器、智能 显示器、集成输入/输出板、柴油机控制板、无线电定位区，包含 第三方设备。 2、辅助室（电器室） 辅助室内安放有ES59ACi机车多个辅助和牵引控制设备。考 虑到集中控制体系结构CCA，辅助室内还安装了两个计算机板和 一个计算机电源。作为可调节的辅助电源，有3个AC/DC和3个 AC/AC电源板。辅助室内安放了牵引系统的主要部件：主整流器 、驱动牵引电机的逆变器、逆变器电源等。辅助室内安装有交流 发电机通风机、一些电子控制板、传感器、接触器、继电器和用 于指示并消除机车高压危险的安全系统。交流发电机通风机对牵 引交流发电机TA和辅助交流发电机AA进行冷却。它还对辅助室 冷却并加压。
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7、CA9 CA9位于散热器室的后面，其长度从机车的左侧延伸到机车 右侧。 CA9的一部分面对ES59ACi机车的后面，这部分从后平台 可以接近。其内安装 了四个端子板，七个 对外连接器，控制两 台驱动空压机的电机 转速的六个接触器， 以及一个排气机的断 路器。图9显示了 CA9的这一部分及其 跨过ES59Aci散热器 室后面的延伸部分， 并显示了其内部安装 的一些设备。
TAC牵引发电机励 磁控制板
TBC牵引通风机控 制器
ECU柴油机控制单 元
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3、CA3 CA3位于辅 助室内CA2的左 侧（从机车背面 看）。CA3中装 有ES59ACi机车 上共计六台逆变 器中的四台和用 于显示牵引系统 电容的充电状态 的电路系统。
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4、CA4 CA4是一个位于辅助室司机一侧的分隔间。此处装有四个电子 板。一个用于控制蓄电池充电电压和ES59ACi（BCC）低压电路； 第二个用于控制辅助交流发电机AAC的励磁电流；第三个用于调整1 ＃冷却风扇RFC1的交流辅助电源，使其正确运行；第四个用于调整 2 ＃冷却风扇RFC2的交流辅助电源，使其正确运行。此外还装有三 个动力制动接触器， 一个柴油机起动接触 器，两个蓄电池动车 接触器，一个燃油泵 接触器以及一个柴油 机预润滑接触器。该 控制区内的其他装置 包括两个牵引系统滤 波电容放电继电器以 及前转向架内的三台 牵引电动机电流测量 装置。
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转向架:
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主要参数:
1. 应用：干线客货运 2. 用途：干线货运 3. 轨距：1435mm 4. 限界：符合GB146.1 5. 传动型式：交－直－交电传动 6. 柴油机总功率：4660kW 7. 轴式：Ｃ0－Ｃ0 8. 轮径：1050mm 9. 轴重：(25±0.75)t 10. 最高运行速度：120km/h 11. 持续速度：25km/h 12. 最大恒功速度：120km
传动系统:ห้องสมุดไป่ตู้
• HXN5型机车的主传动系统主要由主发电机、主变流器、牵引电 动机、电阻制动装置等组成。牵引状态时，柴油机直接驱动同步 牵引发电机发出三相交流电供给主变流器，经由一个整流装置转 换成中间直流环节，然后经由六台独立的牵引逆变器，将直流电 转换成频率、电压可调节的三相交流电，分别向二台转向架上的 六台三相异步牵引电动机独立轴控供电，通过传动齿轮驱动车轮。
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。
和谐内5型内燃机车
• HXN5型柴油机车是中国铁路的柴油机车车型之一，
由南车戚墅堰机车有限公司及美国通用电气公司 （GE）共同研制，该型机车是在通用电气公司为
北美市场提供的“创新”系列柴油机车和 AC6000CW型柴油机车基础上，根据中国铁路技术 规范改进设计而成6000马力交流传动货运柴油机 车
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。
总体简介:
HXN5型内燃机车（单司机 室）为交流传动干线客、货 运内燃机车。机车装用额定 功率为4660kW的GEVO16型 柴油机；交流电传动和控制 系统；司机室外走廊底架承 载式结构；转向架采用单独 驱动的三根动轴、牵引电动 机滚动轴承抱轴悬挂、内顺 置排列、传统导框式轴箱定 位、焊接构架、中心销牵引； 机车采用螺杆式空气压缩机， CCBⅡ电空制动系统。机车 额定功率（主发输入功率） 高达到4400kW，最大起动 牵引力为620kN，持续牵引 力为565kN，最大运用速度 和最大恒功率速度为 120kn/h，机车可实现三机 重联。机车轴重为25t。
技术特点:
HXN5型内燃机车（单司机 室）采用轴控式交流传动技 术，装用大功率IGBT变流器， 并具有卓越的防空转、防滑 行能力，轮周效率高，粘着 利用率高，起动加速快，动 力学性能和制动性能良好。 机车采用模块化设计、制造 和组装，检修维护方便简单。 机车设有AESS控制系统，可 以自动控制柴油机停起机。 该机车完全满足“高速重载” 的发展方向，机车牵引、控 制、制动及柴油机的燃油消 耗率、排放等主要技术经济 指标具有国际先进水平。
最大起动牵引力（按计算轮径)620kN 持续牵引力：559kN 通过最小曲线半径：145m 机车外形基本尺寸
长度（两车钩中心线）23500mm（22296mm） 宽度：3119mm 高度：4770mm
司机室:
机车工作室:
柴油机:
• 机车装用一台GEVO-16型大功率低排放柴油机，为 16气缸、四冲程、废气涡轮增压的V型中速柴油机； 气缸直径为250毫米，活塞行程320毫米，气缸夹角 为45°，额定转速为每分钟1050转，装车功率为 4660千瓦（6250马力）。柴油机采用整体铸钢机体、 全纤维锻造钢曲轴、高增压比废气涡轮增压器、电 子控制直接燃油喷射、柴油机自动停启机（AESS） 等先进技术，排放指标能够符合美国环保局二级 （EPA Tier 2）排放标准。柴油机采用牵引逆变器变 频启动，由蓄电池向其中一台牵引逆变器供电，使 牵引发电机变为交流电动机运转，从而驱动柴油机 启动。
• HXN5型机车采用5GMG201型三相交流同步牵引发电机，辅助发 电机与主发电机安装在同一机壳内，采用一体化同轴双转子整合 结构，主发电机输入功率为4400千瓦，主、副发电机额定容量分 别为4690、490千伏安，辅助发电机用于为主发电机励磁、各种 设备的冷却风机、蓄电池充电器、辅助电机、电器等供电。整流 装置为二极管整流器，额定输出直流电压为1400伏。每台机车上 装有六台牵引逆变器，每台逆变器独立驱动一台牵引电动机，采 用IGBT（2400V/2200A）为功率控制器件，采取脉宽调制（PWM） 控制策略，冷却方式为强迫风冷。牵引电动机型号为5GEB32型 鼠笼式三相异步牵引电动机，该型电动机额定功率为693千瓦， 采用强迫通风冷却，控制方式为矢量控制。
机车命名
• 2011年9月23日，哈尔滨铁路局哈尔滨机务段的 HXN5型0001号机车被命名为“黄继光号”， “黄继光号”机车自1956年诞生以来，先后经 历了解放型1008号蒸汽机车、建设型5743号蒸 汽机车、前进型1820号蒸汽机车、东风4B型 1220号内燃机车、东风8B型0177号内燃机车5次 换型。
转向架:
• 机车走行部为两台完全相同的三轴转向架，其结 构与NJ2型柴油机车所使用的转向架基本相同。转 向架采用钢板焊接构架和无摇枕结构，轮对轴箱 采用导框方式定位，车轮为整体式碾钢车轮。一 系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧，配垂向油压减振器； 二系悬挂为构架和车体之间的三点式橡胶钢板复 合旁承，配横向油压减振器、抗蛇行减振器。牵 引力和制动力通过中心牵引销传递。牵引电动机 采用滚动轴承抱轴半悬挂安装方式，采用单侧斜 齿轮传动方式驱动轮轴，牵引齿轮传动比为85:16。 基础制动装置采用踏面制动单元装置，带有闸瓦 间隙调整器；停放制动为弹簧式制动装置。