铁路司机机车车辆论文
关于铁路机车单司机值乘的研究与思考
上世纪七十年代，国际上就出现了铁路机车单司机值乘模式，现在欧盟和美国等基本采用这一形式。201*年4月18日，我国铁路进行了第五次大提速，大大提高了列车运行速度。并在主要干线上大力推行机车单司机作业，这在我国铁路发展史上是一个里程碑式的改革，必将极大地推动我国铁路事业的发展。相对于传统主副司机驾驶而言，机车单司机作业有很多优点(如节省人力，减员增效，增加机车运用效率，增强司机责任感等)，但是，由此产生的行车安全问题也不容忽视，对机车单司机作业可靠性进行深入研究，保障行车安全，是我们目前面临的重要课题。主副司机驾驶作业，两个司机可以互相依靠，在其中一个人可能出现人为失误时，另外的司机则可以及时指正，这样可以有效地减少人为失误，保障行车安全。现在单司机作业则无人来纠正司机的人为失误，所以对司机的整体素质要求就更高，避免出现人为失误，这也是保证行车安全的重要措施。文章从机车设备可靠性和司机可靠性两方面进行了深入分析，提出合理安排单司机劳动制度是提高机车单司机可靠性的重要途径。
2.机车乘务员生理和心理素质的要求
铁路是一个庞大机体，运输安全是铁路各部门工作的综合反映，同时受到社会经济和自然环境等诸多因素的影响，其中任何一个环节的失误都可能对行车安全产生严重后果。发生行车事故，会给人民生命财产造成巨大损失，还会对社会造成不良影响。发生行车事故的原因是错综复杂的，但主要原因是由人的因素(指挥人员、操作人员和社会群体)引起的。国内外重大行车事故分析都表明：人的因素，特别是铁路司机所起的作用越来越突出。对人的因素进一步分析发现，铁路司机的生理和心理素质是引起行车事故的决定因素。为保证行车安全，铁路司机必须具备良好的生理和心理素质，司机的责任心、劳动纪律、技术业务素质及先天体质都和生理、心理素质密切相关。因此，机车乘务员应具备以下几方面的能力：（1）认知能力智力中等，视觉功能好，注意力转移和分配好，反应快，动作协调、准确。（2）身体健康身体无病，心理健康，社会适应能力良好。（3）人格特点责任心强，情绪稳定，紧急状态下处事能力较强，不怕单调工作，在长期疲劳状态下适应能力较强。在综合统计分析的基础上，考虑到我国的实际情况，参考国外的部分指标的淘汰率，研究结果认为：为了保障铁路的行车安全，在铁路实行单司机过程中应该淘汰那些文化程度低(低于中专)，年龄偏大(大于40岁)的司机及驾龄不足3年的新司机。机车单司机驾驶工作的司机所需具备的生理素质：身高：160180cm，太矮操纵仪表困难，太高作业空间压抑。体重：5585Kg，太轻控制力不足，过重灵活度不够。左右眼视力5.1以上；视野无缺损；视力适应性强；血压不能太高；听力要灵敏；反应速度快；记忆力强等。为了保证机车正常运行，可将机车运行过程录像，经常组织司机进行单司机作业值乘研讨：针对驾驶操作中的具体问题分析、讨论、总结，推行标准化作业，加强注意力训练，从心理和作业方式上不断提高乘务员的安全意识。相关领导要定期添乘，及时发现和解决司机驾驶中出现的问题，解除司机后顾之忧，做好后勤保障。使他们保持良好的精神状态，减少思想波动，增强其安全可靠性，减少和避免人为失误，保障行车安全。机车乘务人员的生理、心理素质研究是为了提高机车乘务人员的作业可靠性和整体素质，确保行车安全。随着机车运用模式的变化还需继续研究，以得出科学严密的计算模型更好地为铁路行车安全服务。3.机车单司机作业可靠度的影响因素铁路行车安全系统是一个由“人一机一环”构成的复杂巨系统，是运输安全工程与安全可靠性工程、安全人机工程交叉、融合的边缘领域。不仅需要分析设备的系统故障率、故障时间、可靠性指标，还要研究人、环境的系统结构、故障机理，系统的描述人、运行环境及行车系统设备
运行的影响，特别是以人为核心，研究设备和环境匹配人的问题。在机车单司机作业条件下，铁路行车安全主要取决于机车单司机作业可靠度。单司机作业可靠度的影响因素包括：司机因素、设备因素和环境因素等。单司机作业可靠度的变化一般是由一种以上的因素叠加影响而发生的。上述各因素之间相互影响、相互制约，在不同层次中表现各不相同。其中最为重要的影响因素就是机车设备的可靠度和司机的可靠度。设备的影响机车设备可分为运行系统和控制系统两部分，任何一个部分的问题都要影响到其可靠度，危及行车安全。影响机车设备可靠度的因素主要有：机车设备的内在质量，使用频率，使用时间和使用方法。在单司机作业情况下，机车的内在质量显得尤为重要。由于单司机作业不可能像主副司机驾驶一样在途中经常对设备进行巡检，就更需要提高机车本身的可靠度来保障行车安全。在机车本身的性能一定的情况下，使用频率过密，连续工作时间过长，使用方法不当，都可能增大机车设备的失效率，从而降低机车使用时的可靠度。环境的影响司机室的驾驶环境也是影响司机可靠度的一个重要的因素，尤其是单司机驾驶的情况下，司机没有别人可以交流，司机室的环境对单司机的情绪影响就更加突出。研究表明，合理的司机室的环境能使司机情绪良好，心情愉快，显得精神充沛，提高驾驶可靠度，保证行车安全。而反之，就会使司机心情烦躁，情绪恶劣，注意力分散，降低其驾驶可靠度，危及行车安全。这就要求我们在设计制造机车时，能充分考虑到司机的生理需要，尽量创造一个优良的人机环境，使司机专心从事驾驶作业，保障行车安全。司机人为失误根本原因分析人为失误根本原因分析的目的在于弄清楚司机的工作表现和设备功能表现问题或有害趋势的根本原因，并确定相关的纠正行动方案，以预防事故的发生。机车司机的操纵主要是对速度的控制和对机车运行情况的监测，他们的常规动作主要是确认信号，按照规定加速、制动等。所以只要减少司机在这几个方面的人为失误，就可以提高司机的可靠度，保障行车安全。合以上分析可知，相对于传统主副司机驾驶而言，机车单司机作业有很多优点，但在实行过程中f还有很多问题需要研究解决。如机车交路过长，司机容易疲劳；司机整体素质较低，导致驾驶可靠度较低；劳动管理制度还不完善，未能使司机得到充分休息等，这些都大大降低了单司机的可靠度，危及行车安全。行车安全是铁路永恒的主题，而机车乘务员在驾驶过程中的表现是安全的关键所在。在铁路提速后实行单司机作业的今天，这个问题尤为重要。如何建立合理科学的机车单司机作业劳动制度，来保证机务改革后的行车安全，就成为我们面临的重大课题。随着铁路事业的继续发展和机车速度的提高，我们在机车司机劳动制度研究方面还要面临新的课题
扩展阅读：铁道机车车辆毕业论文初稿
目录
内容摘要………………………………………………………………………………1一、问题的提出………………………………………………………………………2二、启动发电机的作用………………………………………………………………2三、启动发电机的结构………………………………………………………………2四、启动发电机的参数………………………………………………………………3五、启动发电机的保养和维修注意事项……………………………………………5六、CZO-40/20电磁接触器的作用和结构…………………………………………5七、电压调整器………………………………………………………………………5八、故障的检查和处理………………………………………………………………6
（一）合辅助发电开关5K，辅助发电机QF不发电…………………………6（二）合5K，2V表显示110V，但蓄电池充放电电流表3A无显示………6（三）合5K,辅助发电机不发电，放电电流达30A左右，限流电阻Rdf发热严重……………………………………………………………………………………7
（四）合5K，FLJ得点，但QD自动转入固定发电工况……………………7结论……………………………………………………………………………………7参考文献………………………………………………………………………………8
辅助发电工况时的电气故障处理
内容摘要
摘要：掌握ZQF-80型启动发电机的主要用途、结构，了解ZQF-80型启动发电机的主要技术参数。分析启动发电机在发电工况时的故障原因，检查和处理。归纳简单实用有效的方法。
关键词：ZQF-80型启动发电机、电气故障、辅助发电工况
一、问题的提出
201*年7月19日，上局杭段DF4B2511机车在出段前发现QF自动转入固定
发电，断开5K后重新闭合，发现发电电压为110V，发电电流为40A，QF再次转入固定发电，检查后发现为FLJ误动作，经过处理后恢复正常运行。
二、启动发电机的作用
DF4B型内燃机车上装有一台ZQF-80型直流启动发电机，它的功率是80kW。在电路图中其代号为QD或QF（根据电路图不同序号而定）。
启动发电机在机车上有两个用途：在柴油机启动时它作为串励电动机，通过前变速箱万向轴及牵引发电机转子，带动柴油机曲轴转动。机车运行时它又作为他励发电机，经电压调节器调节后发出110V恒定的直流电，向机车上的辅助设备、控制回路、照明电路供电，并对蓄电池充电。
三、启动发电机的结构
启动发电机定子部分包括机座、主极、换向极和电刷装置、端盖五个部件组成。机座用ZG-25铸钢制成。机座上装有四个主极和四个换向极。主极铁芯用1mm厚的B3钢板冲片迭压而成，主极气隙为3mm。主极上装有启动线圈和他励线圈。启动线圈分开口式和交叉式两种，均以4.7×25扁铜线TBR绕8匝制成，匝间绝缘为两层0.15漆布带，对地绝缘为0.14×25硅有机粉云母带半迭包两次，外包绝缘为无碱玻璃丝带半迭包一次。他励线圈用单丝高强度聚酯漆包线绕415匝制成，它的绝缘与启动绕组相同。换向器端端盖上装有3G313单列向心球轴承，传动端端盖装有8G32317T单列向心滚子轴承，轴承内腔充填三号锂基润滑油。换向极铁芯用B3锻钢制成，其气隙为5mm。换向极线圈用4.1×25扁铜线TBR共9匝绕制成，其绝缘与启动线圈相同。电刷架上共装有四组刷握，每一刷握上装有三块25mm×40mm×50mm的D374分裂式电化石墨电刷。
启动发电机的转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等部件。电枢铁芯用0.5mm厚D22硅钢片迭压而成，电枢长为250mm直径为327mm，共有42个槽。电枢绕组由126个单选绕组元件组成，元件用2.44×6.9单玻璃丝聚酯漆包线绕制成。每三个元件热压组成一个线圈，线圈对地绝缘系用0.05×20聚酰亚胺薄膜半迭包两次，其外部绝缘用0.06×20无碱玻璃丝带半迭包一次。在电枢绕组上，并设有42个均压线元件。换向器由126片换向片组成。电机转轴用45号锻钢制成。电机前轴承为D313单列向心球轴承，后轴承为8G32317单列向心短圆柱滚子轴承。
图1ZQF-80型启动发电机结构图
1压板；2，15轴承；4封环；5，12轴承盖；6前端盖；7进风口护罩；8定子；9出风口护罩；10后端盖；11电枢；14油杯；16出线
盒。
启动发电机接线见图2。在启动柴油机的电动机工况时，串励绕组Q1、Q2与电枢绕组和换向极绕组H1、S2串联，由蓄电池供电，见图2（a）。当柴油机启动完成后，转入他励发电机工况时，他励绕组T1，T2由蓄电池供电（在输出大于96V后并励供电），通过电压调整器控制，使输出电压恒定在(110±2)V的
范围内,见图2(b)。
图2启动发电机接线原理图
四、启动发电机的参数启动发电机的主要参数如下：
型号ZQF-80额定功率（kW）80额定电压（V）110额定电流（A）728额定转速（r/min）2730/1115励磁方式
发电机工况他励
电动机工况串励励磁容量（发电机工况时）
励磁电压（V）105励磁电流（A）8转矩
启动电流2100A是转矩（Nm）不小于32932730r/min时转矩（Nm）不小于1646绝缘等级B/B通风方式自通风工作制80kW极数4效率88.8%/90.14%电枢直径（mm）327槽数42线负荷（A/cm)446电枢绕组电流密度（A/mm2）5.58发热因素2490主极气隙（mm）3/6额定磁通Wb25.3气隙磁密（T）0.588他励绕组匝数（匝）415他励绕组线规（mm）他励绕组电流密度（A/mm2)2.88启动绕组匝数（匝）8启动绕组线规（mm）4.7启动绕组电流密度（A/mm2)16.05换向器直径（mm）260换向器片数126电刷尺寸（mm）D37440电刷电流密度（A/mm2)12.15换向极气隙（mm)5换向极第二气隙（mm）0.5换向极绕组匝数（匝）9换向极绕组线规（mm）4.1换向极绕组电流密度（A/mm2)3.59电抗电势（V）1.556饱和系数1.175稳定系数0.606电枢绕组电阻
15℃时（Ω）0.00458110℃时（Ω）0.0632他励绕组电阻
15℃时（Ω）8.76110℃时（Ω）12.11
-5-
、5min后，30kW、5min循环×10-3Φ1.88×28×25×50×
启动绕组电阻
15℃时（Ω）0.00372110℃时（Ω）0.00513换向极绕组电阻
15℃时（Ω）0.00211110℃时（Ω）0.00290电机重量930
五、启动发电机的保养和维修注意事项
对于启动发电机的包养与维修应注意以下四个方面，即：
(1)启动前的准备和检查这是对于新安装或长期停用的电机所采取的措施。主要检查内容是电机清洁，电刷与换向器之间接触良好，以兆欧表测量电机绝缘良好，电枢转动灵活。
（2）换向器包养换向器表面应光滑、整洁，有良好的氧化膜，如换向器表面产生严重灼伤而影响运用时，应在低速空转下有00＃玻璃纱布打磨，然后吹扫清洁，如必须光刀，则应在光刀后进行下刻倒角。
＃更换新电刷时，应注意按规定牌号统一使用，更换后，应用00玻璃纱布紧贴换向器表面将电刷接触面磨成与换向器表面相同的弧面。
（3）刷架的调整一般情况下，刷架已被调在中性线内适合的位置，要保持此位置固定不变。在需要调整刷架时，调整后必须将其固紧，防止松动。
如需调整刷握，应使其底面与换向器表面之间距离为2-5mm。电刷的内端面与换向器升高片端面的距离为7-10mm。
（4）轴承的维护与保养运行中，应经常检查轴承的声响及温升（允许温升55℃），正常工作的轴承有均匀的嗡嗡声。轴承室内加入润滑脂的数量应在室内空间的1/2和1/3之间。如过多，则引起散热不良；过少，则须用油枪注入规定牌号的润滑脂。
六、CZO-40/20电磁接触器的作用和结构
CZO-40/20型电磁接触器共6个，其额定电流为40A，各有两对主触头，分别控制启动发动机油泵电动机电路（QBC）、燃油泵电动机电路（RBC）、启动发电机励磁电路（FLC）、启动发电机固定发电时的励磁电路（GFC）、励磁机的励磁电路（LLC）、故障励磁工况下励磁机的励磁电路（GLC）。
CZO-40/20型接触器主要由电磁驱动装置、主触头系统、辅助触头系统、灭弧装置及支架等组成。
电磁驱动装置为沿棱角转动的拍合式电磁机构，由线圈16、铁芯4、磁轭13等组成。磁轭13还起安装支架作用，绝缘底盘12固定在磁轭支架13的背面。触头系统用螺钉8、9、11固定在底盘上。主触头22为双断点桥式触头，其触头处镶有银板以增强导电性能，触头安装在触头支持件19上。辅助触头21也为双断桥式触头，组合式结构，安装在支持件19上方的两侧，上边用透明罩18盖住以防尘。灭弧装置包括灭弧线圈23、灭弧铁芯10和横隔板陶土灭弧罩17.
衔铁工作气隙的大小及主触头的开距，可借改变调整垫板2的厚度来调整；触头压力可借开断弹簧7上的调整螺钉6来调整；调节绝缘衬垫15的厚度可调整铁芯极靴与磁轭棱角的水平度。
七、电压调整器
柴油机运转时，启动发电机QF在柴油机的驱动下作为直流发动机运行，此时QF取代蓄电池而成为机车的控制（低压）电源，用于向接触器、继电器线圈、辅助电机、照明等负载供电。
这些负荷均要求电源电压基本稳定，可是QF转速正比于柴油机转速，其变化范围1160～2700r/min（对应柴油机转速430～1000r/min）相当大，负荷的变化也比较剧烈（例如空压机电动机时转时停），为此，机车上装配了可控硅电压调整器DYT（或DTQ），其作用是自动调节启动发电机的励磁电流，使启动发电机在1160～2700r/min转速变化范围内，无论QF是空转或是满载，输出电流均保持（110±2）V。
电压调整器调整及应急故障处理：电压调整器在装车前应在试验台上调整其控制发电电压值。如果发电电压不符（110±2）V时，可以调整电压调整器上的电压调节旋钮：先松开调整旋钮螺钉防缓螺母，按照方向指示用螺丝刀旋转调整螺钉，顺时针增加发电电压，逆时针减小发电电压，注意缓慢调整，防止过压，装车后UQF不符，还可以进行微调，然后锁紧。电压调整器损坏，可断开辅助发电开关5K，拔下电压调整器插头，更换一组调整器，然后闭合5K恢复发电。若无备用电压调整器，可闭合8K转入固定发电。
八、故障的检查和处理
（一）合辅助发电开关5K，辅助发电机QF不发电原因分析
（1）辅助发电励磁接触器FLC线圈电路故障。（2）电压调整器DYT故障
（3）辅助发电机励磁电路故障（4）1DZ跳开检查与处理
（1）若FLC不吸合，为故障原因（1）。
可按下8K，若GFC也不吸合，且固定发电信号灯10XD不亮时，为触点接触不良；若10XD亮，可断开8K、5K，再按下5K，用2DD插头触FLC线圈正端的411号线，灯亮为FLC线圈故障，灯不亮则为固定发电接触器GFC常闭触电（447，444）接触不良。5K触点接触不良可修复，可使用固定发电。注意：使用固定发电时，禁止人工闭合FLC。
（2）若FLC吸合而QD不发电，为故障（2）或（3）。
先确认1DZ在闭合位，检查电压调整器DYT插件是否接触良好、FLC主触头是否接触良好。如果确认良好，可闭合8K，提高柴油机转速至850r/min左右，手按2QA，如果空压机运转，说明QD能发电，则故障大多在电压调整器内部。DYT故障应更换备用DYT，如仍无效时，可使用固定发电维持运行，回机务段后及时更换。
（3）若闭合5K及8K后，QF均不发电，且蓄电池发电电流达30A左右，则为QD他励线圈短路，应检查QD接线盒T1/T2接线端子是否短路。
注意：使用固定发电时不可人为闭合FLC，以防由于QD电机励磁电流过大（电阻Rgf与Rgt并联），造成电器或线路烧损。需拔下电压调整器检查时，一定要在断开FLC的情况下进行。
（二）合5K，2V表显示110V，但蓄电池充放电电流表3A无显示原因分析
充放电电流表3A损坏。检查与处理
观察另一端司机室操作台的3A表，若有显示为该操作台的表故障，运行中可注意观察另一室的3A表。
（三）合5K,辅助发电机不发电，放电电流达30A左右，限流电阻Rdf发热严重
原因分析
（1）电压调整器DYT内部的续流二极管D1反向击穿；（2）辅助发电机的他励绕组F1F2短路。判断及处理
在辅助发电机他励绕组电路中，当电压调整器的主可控硅导通时，经电阻Rdt（约2.5Ω）、他励绕组（约8Ω）的整定，其励磁电流为9A左右。当出现故障原因（1）或（2）是，他励绕组为被短路状态，此时电流大大增加，使电阻Rdt高热。
合8K，使用固定发电，若充放电电流正常，则为故障原因（1）。否则为故障原因（2），此时应检查QF电机接线盒F1F2的871与872号导线或X4/7、X4/8是否有短路，并作积极处理。
（四）合5K，FLJ得点，但QD自动转入固定发电工况原因分析
（1）电压调整器DYT失控故障。（2）FLJ电路故障。（3）蓄电池严重亏电。检查及处理（1）合5K，如辅助发电电压显示大于110V，充电电流大于100A，FLJ动作，电路自动转入固定发电工况，一般为电压调整器失控，如可控硅KG1不能关断、副可控硅KG2不能导通等故障。遇此故障可更换另一套DYT，更换后仍无效时，可使用固定发电维持运行。
（2）合5K，如辅助发电机电压显示为110V，充电电流也小于60A，而电路自动转入固定发电工况，一般为电阻Rgy因故变小或FLJ误动作造成。如无法处理，可使用固定发电维持运行。
（3）合5K，如辅助发电电压显示110V，而充电电流大于100A，FLJ动作，电路转入固定发电工况时为蓄电池严重亏电，可先实施固定发电，待充电电流小于60A后，在使用正常发电。
结论
为了快速解决闭合5K后辅助发电工况时的故障，需要掌握ZQF-80型启动发电机的主要用途、结构，了解ZQF-80型启动发电机的主要技术参数；需要掌握电压调整器的主要用途、结构；需要掌握CZO-40/20电磁接触器的结构和工作原理；分析启动发电机在发电工况时的故障原因，检查和处理。归纳简单实用有效的方法。当我们掌握了故障的分析与处理方法后，便可及时发现故障的前兆预防事故的发生和防止事故的扩大。当机车在运用中发生故障时，一定要认真、全面地掌握故障现象，并通过现象分析、查找故障的真正原因，才可以下手处理。但在处理后，必须知道相关的保护装置已经被切除，运行中应加强对有关仪器、仪表的观察，发现异常，应立即采取果断措施，切不可抱有盲目、侥幸心理，以免
扩大事故，造成更大的损失。正确地进行故障分析，准确找出事故的原因，是确认事故责任的重要依据。在分析事故的原因时，本着科学的、实事求是的原则，客观、公正地确认事故责任。切不可避重就轻、就事论事、敷衍塞责。更应杜绝类似的事故发生。
参考文献
[1]内燃机车电传动/于彦良主编.北京：中国铁道出版社，201*.1（201*.1重印）
[2]内燃机车故障综合分析与处理/李晓村主编.北京：中国铁道出版社，201*.3（201*.8重印）
[3]东风4B型内燃机车：结构、原理、检修/刘达德主编.北京：中国铁道出版社，1997.10（201*.3重印）
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