張?chǎng)析巍∮嘈吕ぁO博

摘? 要：文章主要闡述了現(xiàn)有BR711C型多功能綜合作業(yè)車存在的柴油機(jī)起機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)問題的原因，并針對(duì)該問題提出了柴油機(jī)啟動(dòng)優(yōu)化的方案，以期能夠?yàn)橥愋晚?xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞：多功能;綜合作業(yè)車;柴油機(jī)

中圖分類號(hào)：U226.5+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）18-0132-03

Abstract： This paper mainly expounds the reasons for the long starting time of the diesel engine of the existing BR711C type multifunctional comprehensive working vehicle， and puts forward the schemes for the optimization of starting up the diesel engine for the problem， in order to provide reference for similar projects.

Keywords： multifunctional; comprehensive working vehicle; diesel

1 概述

BR711C型多功能綜合作業(yè)車（以下簡(jiǎn)稱作業(yè)車）是接觸網(wǎng)檢修、維護(hù)、搶修的專業(yè)設(shè)備，具有160km/h的最高運(yùn)行速度，可以快速到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。作業(yè)車采用雙動(dòng)力機(jī)組，在車下的Ⅰ端和Ⅱ端各布置了一組動(dòng)力機(jī)組。該車配有升降旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、高空作業(yè)斗、導(dǎo)線撥線裝置、接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)裝置等設(shè)備。目前交付各路局的作業(yè)車經(jīng)用戶正式啟用后反映存在啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)的問題。因此本文將從電氣系統(tǒng)和柴油機(jī)燃油系統(tǒng)兩方面分析問題原因，并給出解決方案。

2 問題原因分析

2.1 電氣系統(tǒng)方面

2.1.1 蓄電池容量核算

作業(yè)車的DC24V供電系統(tǒng)是由蓄電池（組）、兩臺(tái)柴油機(jī)自帶的發(fā)電機(jī)及一臺(tái)充電機(jī)組成。DC24V供電系統(tǒng)主要作為柴油機(jī)啟機(jī)、控制電路及儀表照明的工作電源，充電機(jī)可在柴油機(jī)不工作時(shí)為蓄電池（組）充電。目前作業(yè)車采用的蓄電池（組）方案為采用一組GNC190型鎘鎳蓄電池（組）。

作業(yè)車啟動(dòng)時(shí)所需供電電流=啟動(dòng)負(fù)載電流+馬達(dá)瞬時(shí)電流。作業(yè)車采用的是MAN D2842LE606型柴油機(jī)。柴油機(jī)啟動(dòng)馬達(dá)瞬時(shí)電流為800A，且需要持續(xù)至少5S來(lái)維持柴油機(jī)啟動(dòng)的最大扭矩輸出。依據(jù)作業(yè)車電氣設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合車輛在常態(tài)、冬季、高寒不同的使用環(huán)境下，對(duì)啟動(dòng)負(fù)載、蓄電池容量進(jìn)行核算。除寒冷環(huán)境以外作業(yè)車常態(tài)啟動(dòng)時(shí)負(fù)載核算如表1所示，由表1可知負(fù)載的總功率為2075W，根據(jù)公式（P=UI）計(jì)算可得所需啟動(dòng)電流約為86A。

冬季時(shí)作業(yè)車啟動(dòng)負(fù)載需增加精濾預(yù)熱，因此冬季時(shí)作業(yè)車的啟動(dòng)負(fù)載功率=常態(tài)時(shí)負(fù)載功率2057W+精濾預(yù)熱功率700W=2757W，所需啟動(dòng)電流約為115A;高寒時(shí)作業(yè)車啟動(dòng)前應(yīng)先運(yùn)行燃油預(yù)熱（燃油預(yù)熱功率為18kW），需供電電流750A并持續(xù)2min后關(guān)閉，之后按照冬季啟動(dòng)負(fù)載的情況啟機(jī)。結(jié)合蓄電池放電曲線如圖1和圖2所示，可知：（1）作業(yè)車常態(tài)啟動(dòng)時(shí)所需放電電流為886A，低于蓄電池放電倍率5ItA的電流950A，根據(jù)公式（放電容量Q=放電電流I*放電時(shí)間t），計(jì)算可得蓄電池有約90%容量供作業(yè)車持續(xù)12分鐘啟動(dòng)狀態(tài)。（2）作業(yè)車冬季啟動(dòng)時(shí)所需放電電流為915A，低于蓄電池放電倍率5ItA的電流950A，根據(jù)公式（Q=I*t）計(jì)算可得蓄電池有約50%容量供作業(yè)車持續(xù)6分鐘啟動(dòng)狀態(tài)。（3）作業(yè)車高寒啟動(dòng)前先運(yùn)行燃油預(yù)熱需放電電流為750A，根據(jù)公式（Q=I*t）計(jì)算可得需要消耗30AH容量，啟動(dòng)時(shí)蓄電池剩余約42%的容量供作業(yè)車持續(xù)5分鐘啟動(dòng)狀態(tài)。

作業(yè)車按下啟機(jī)按鈕到柴油機(jī)啟動(dòng)完成實(shí)際需要3S左右時(shí)間，通過(guò)以上分析可知作業(yè)車選取的蓄電池容量完全滿足作業(yè)車啟動(dòng)需要。

2.1.2 柴油機(jī)啟動(dòng)馬達(dá)接線

作業(yè)車啟動(dòng)馬達(dá)與蓄電池連接的原理圖如圖3所示，其中M1為I端啟動(dòng)馬達(dá)，M2為II端的啟動(dòng)馬達(dá)，XK1為蓄電池刀閘。作業(yè)車的啟動(dòng)馬達(dá)M1和M2的線纜與刀閘XK1相連。作業(yè)車實(shí)際布線的情況為：Ⅰ端柴油機(jī)電纜回路長(zhǎng)度70M，Ⅱ端柴油機(jī)電纜回路長(zhǎng)度50M，具體見圖3所示。由歐姆定律可知U=IR，且電纜的電阻與電纜長(zhǎng)度的關(guān)系如下：

R=ρ×L/S

式中ρ：電阻率，通常銅的電阻率ρ=0.0172;S：導(dǎo)線截面;L：導(dǎo)線長(zhǎng)度。

因此作業(yè)車Ⅰ端柴油回路造成的壓降由公式U=I×R=I×=800×≈10V，則Ⅰ端啟動(dòng)馬達(dá)端電壓壓降達(dá)到了40%。同理Ⅱ端柴油機(jī)回路造成的壓降約為7V，則Ⅱ端啟動(dòng)馬達(dá)端電壓壓降達(dá)到了30%?？梢妴?dòng)馬達(dá)的端電壓壓降較大影響了柴油機(jī)啟動(dòng)。

2.2 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)方面

經(jīng)與柴油機(jī)廠家核對(duì)柴油機(jī)內(nèi)部燃油系統(tǒng)原理圖，發(fā)現(xiàn)作業(yè)車外置輔助供油泵出口管路接在手動(dòng)泵之后，繞過(guò)了柴油機(jī)內(nèi)部的燃油泵，啟動(dòng)時(shí)容易引起柴油機(jī)內(nèi)部輔助燃油泵末端管壓增大導(dǎo)致管路壓力不均衡，因此不利于管路油壓建立如圖4所示。

2.3 結(jié)論

通過(guò)以上分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查可知，造成柴油機(jī)啟動(dòng)困難的現(xiàn)象的原因如下：（1）作業(yè)車柴油機(jī)啟動(dòng)馬達(dá)接線較長(zhǎng)。（2）作業(yè)車的外置輔助供油泵出口管路接在手動(dòng)泵之后，啟動(dòng)時(shí)容易引起柴油機(jī)輸油管管路壓力不均衡。

3 優(yōu)化方案

3.1 啟動(dòng)馬達(dá)接線更改

由圖3可知，作業(yè)車啟動(dòng)馬達(dá)自帶控制開關(guān)，其控制開關(guān)線圈與啟動(dòng)按鈕連接，啟動(dòng)按鈕最終受刀閘XK1控制，當(dāng)?shù)堕lXK1斷開時(shí)啟動(dòng)馬達(dá)控制開關(guān)斷開。因此可將啟動(dòng)馬達(dá)接線改為直接與蓄電池連接，且不會(huì)造成蓄電池放電現(xiàn)象。更改接線后，車體布線情況為：Ⅰ端柴油機(jī)電纜回路長(zhǎng)度為30M，Ⅱ端柴油機(jī)電纜回路長(zhǎng)度15M。則作業(yè)車Ⅰ端柴油回路造成的壓降由公式U=I×R=I×=800×≈4V。同理Ⅱ端柴油機(jī)回路造成的壓降約為2V。這樣通過(guò)大幅減小啟動(dòng)馬達(dá)接線長(zhǎng)度，來(lái)降低因電纜較長(zhǎng)而帶來(lái)的壓降影響。更改后原理如圖5所示。

3.2 柴油機(jī)管路更改

將電動(dòng)泵出口管路從原連接位置變更到燃油粗濾器之后的管路上，有利于管路油壓建立（見圖6）所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的優(yōu)化方案經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)車的實(shí)際改造驗(yàn)證可知切實(shí)可行，解決了用戶提出的柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的問題，提升了用戶體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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