浅论电力机车的通风系统

周喜军+袁文辉

【摘 要】我国电力机车遵循大力发展电力牵引和内燃牵引，以电力牵引为主的方针，自第一条电气化铁路问世至今，实现了速度高、效率高、过载能力强、运输能力强、经济效果显著等优越性，按用途可分为客运电力机车、货运电力机车、客货两用电力机车、调车电力机车，按传动形式不同可分为具有个别传动的电力机车和具有组合传动的电力机车，按电流制不同可分为直流电力机车和交流电力机车。

【关键词】电力机车离心式；离心式；轴流式

一、前言

我国电力机车遵循大力发展电力牵引和内燃牵引，以电力牵引为主的方针，机车先通过电弓从接触网（就是天上的电线）上受电，在经过机车上的牵引变压器，整流柜，逆变，然后传入牵引电机带动机车，最后通过车轮传入钢轨。形成一个巧妙的电路。电力机车的通风系统有：主变压器的油循环风冷系统、牵引电机和整流柜（有些车没有了）的离心通风机冷却系统和制动电阻带有制动风机冷却。

二、通风机的类型和特点

按照工作原理，通风机可分为两大类型。

（一）离心式：离心式的通风机又被称之为鼓风机，它是工业上采用最为广泛的一种类型的通风机，此类型通风机的结构包括蜗壳、叶轮、电动机。作用原理：当叶轮在蜗壳内作高速旋转时，叶片间的空气也被迫作高速旋转，在离心力的作用下，沿叶轮甩出来，以一定的速度沿蜗壳经出风口进入风道，由于叶轮间形成真空，外界空气不断从叶轮轴向进风口被吸入，把空气的流速转变为压强，使风道的风压得到升高。

（二）轴流式：轴流式的通风机也经常被称之为风扇。这种类型通风机的结构：电动机、风道、叶片。作用原理：叶轮在电动机驱动下高速旋转，由于叶片有一定的斜度，形成空气的轴向流动，叶轮背面形成真空，外界空气不断补入

三、通风机在电力机车上的应用

离心式和轴流式的通风机在电力机车通风系统中均有被采用。由各自类型的通风机的特点可以看出，在有一些距车体比较远的设备，例如常见的牵引电机，一般都是用离心式的通风机来进行冷却；而一些设备由于其位置的局限性，比如制动的电阻柜，经常都是用轴流式的通风机来冷却。

我国直流传动电力机车及动力车通风系统基本上是采用车体通风方式，如除SS7D和SS9改机车之外，所有SS型电力机车和DDJ1型（大白鲨）动力车都是采用这种通风方式。其具体过程是空气从侧墙大面积百叶窗进入，经过滤网进入车体机械室，然后由各通风支路风机送入各相应需要冷却的部件进行强迫通风冷却。K型电力机车采用惯性滤清进风方式，进风口百叶窗和惯性滤清器安装在车体侧墙后部的左右两侧。车体两侧走廊构成了车体冷却通风的支路，机车上所有的通風机都是从车体内吸风的，因此8K机车通风系统也属于车体通风方式。

四、我国交流传动电力机车及动力车通风系统

我国交流传动技术的发展，促进了机车通风方式的变革，丰富了机车通风方式的内容和型式，为独立通风方式和车顶夹层通风方式在电力机车及动力车上的应用创造了有利的条件。与直流传动机车相比，交流传动机车的通风系统具有以下两个特点：（1）要进行通风冷却的部件相对较少，通风系统比较简单。交流传动机车需要通风冷却的部件主要是牵引电动机和主冷却器（即主变流器水散热器和主变压器油散热器的合成）；而直流传动机车需要进行通风冷却的部件通常还有硅整流机组、电抗器、制动电阻柜等。很明显，直流传动机车的通风系统更复杂，而且要求更苛刻。（2）风冷却的部件对冷却空气的清洁度、含水量的要求相对宽松。交流传动牵引电机允许含水滴状的空气进入其内部，对空气的清洁度要求也相对宽松；而直流牵引电机严格禁止水滴进入牵引电机内部，因为换向器对空气中的灰尘比较敏感，冷却空气的含尘量过多或灰尘颗粒过大将直接影响到牵引电机的正常工作。另外，由于交流传动机车变流器的冷却采用水冷系统，水的散热是通过散热器进行的，冷却空气中的尘、雨水不与变流器元件直接接触，所以不会直接影响变流器元件运用；而直流传动的硅整流器是直接风冷方式，冷却空气中的尘、雨水将会直接损害整流器件的可靠性。基于以上特点，交流传动机车的通风系统一般采用独立通风方式（如AC4000和DJ1机车）或者车顶夹层通风方式（如DJJ1型和DJJ2型动力车﹑DJ型和DJ2型电力机车）。

五、而电力机车通风系统常见的问题

最重要的是通风机耐磨的性能以及耐磨的处理：因为大量的通风机被工厂、矿井、隧道等的通风和排尘等所应用，所以通风机的叶轮和机壳两者都有着不同程度的损坏，且有些地方会直接影响到生产是否能够顺利的进行，因此对通风机的耐磨性能的要求非常之高。

如今最经常使用的耐磨处理方式包括堆焊、喷涂、喷焊、涂覆高分子耐磨材料等，这些措施可相对的延长通风机使用的寿命。最近这几年，我们国家从国外引入了一种较为有效的耐磨处理方式，就是在叶轮或者是蜗壳便面粘贴亦或是镶嵌能够耐磨的陶瓷，因为这种耐磨陶瓷有着非常良好的耐磨性能，所以可以大大增强分机的耐磨性能。且如若粘贴了耐磨陶瓷片，此通风机在维护方面也比较便利，于是这种方法在我们国家的相关行业中得到了较为广泛的推广应用。

六、结语

为了能够满足铁路提速发展的迫切需求，电力机车从发明到如今都在不断的发展。我们国家的电力机车特别是电力机车通风系统的研制历程是模仿制造-独立自主的研制-批判性的消化吸收引进国外技术，以致可以自主的设计制造出更高水平的电力机车。目前我国已经研制出了 SS8、SS6B、SS4B 等多种类型的产品。相信随着科技的发展与社会的进步，电力机车通风系统会有更大的改善，且电力机车会有更加广阔的发展前景。

【参考文献】

[1].黄兆安 王俊.电力电子技术.机械工业出版社，2000

[2].赵嘉涛.电力机车电器.北京：中国铁道出版社，2004

[3].张效融.电力机车总体及走行部.北京：中国铁道出版社，2008endprint