1.概述NJ1型內(nèi)燃機車是交流傳動調(diào)車內(nèi)燃機車，是由四方公司根據(jù)原鐵道部鐵路科技研究開發(fā)計劃而研制的我國第臺交流傳 動內(nèi)燃機車,

1.概述

NJ1型內(nèi)燃機車是交流傳動調(diào)車內(nèi)燃機車，是由四方公司根據(jù)原鐵道部鐵路科技研究開發(fā)計劃而研制的我國第臺交流傳 動內(nèi)燃機車,用于編組站的編組、 調(diào)車作業(yè)及小運轉(zhuǎn)。該機車于1999年9月研制完成，2001年通過鑒定。NJ1型內(nèi)燃機車的標(biāo)稱功率為1050 kW，動輪直徑為1050 mm.軸重25 t.軸式Co- Co;機車最高速度為80 km/h,持續(xù)速度為9 km/h,啟動牽引力為470 kN ,持續(xù)牽引力為380 kN,具有啟動牽引力大、恒功區(qū)寬的特點。高的啟動牽引力及持續(xù)牽引力，使NJ1型內(nèi)燃機車的作業(yè)效率明顯高于同等功率的交直傳動內(nèi)燃機車。NJ1型內(nèi)燃機車裝用8240ZJC型柴油機，最大運用功率為1320kW。柴油機的主要零部件可與DFs型、DF4型機車互換。機車主傳動為架控式交直交電傳動，采用了無刷勵磁牽引發(fā)電機、大功率整流元件.IPM牽引逆變器及鼠籠式三相異步牽引電機。冷卻風(fēng)扇、通風(fēng)機采用交流電機驅(qū)動。控制系統(tǒng)為多微機處理系統(tǒng)，設(shè)有故障診斷檢測、記錄等功能.操縱臺上設(shè)有彩色液晶顯示器。NJ1型內(nèi)燃機車?yán)塾嬌a(chǎn)三臺。車號為0001~0003，出廠后一直在濟南鐵路局使用，已于2015年初報廢。

2.機車總體

NJ1型內(nèi)燃機車采用中梁 載的外走廊式車體，機車整個上部結(jié)構(gòu)通過八個橡膠旁承座落在兩臺三軸轉(zhuǎn)向架上。機車上部由前至后依次為冷卻室動力室輔助空電器室同機家及變頻室,機車下都布置兩臺二軸轉(zhuǎn)向架,中間布置燃油箱，燃油箱兩側(cè)布置蓄電池，燃油箱兩端布置總風(fēng)缸。冷卻室前端布置兩臺NPT5型空氣壓縮機、一臺JKG2F型空氣干燥器，空氣壓縮機冷卻管布置在前墻上。冷卻室前端設(shè)有話動頂棚.冷卻室后端上部布置“V"形排列的28組雙散熱器.散熱器內(nèi)布置外轉(zhuǎn)子風(fēng)扇電機組，散熱裝置前端沒有檢修門。散熱器下音部布置前轉(zhuǎn)品電雙流道架通風(fēng)機及輔助電器柜，輔助電器柜內(nèi)布置輔助電機接觸器。冷卻室兩側(cè)布置百葉窗有轉(zhuǎn)向根據(jù)油機水溫自動控制百葉窗的開關(guān)，百葉窗下部設(shè)有檢修門。動力室內(nèi)布置水箱、預(yù)熱鍋爐、啟動潤滑油泵、燃油泵、燃油預(yù)熱器及柴油發(fā)電機組柴油發(fā)電機組彈性安裝在動力室后部。動力室上部設(shè)有三個活動頂棚，動力室側(cè)墻與車架國栓連接。輔助室上部布置柴油機的進(jìn)氣濾清器，下部布置直流啟動發(fā)電機、交流輔助發(fā)電機、輔助傳動箱。輔助室上部設(shè)有活動頂棚，兩側(cè)設(shè)有檢修門。電器室內(nèi)布置兩臺牽引逆變器、電器柜、制動電阻柜、后轉(zhuǎn)向架通風(fēng)機、整流柜及工具箱等裝置。電器室上部設(shè)有活動頂棚，逆變器兩側(cè)設(shè)有折疊門。司機室內(nèi)布置兩個操縱臺、制動閥柜微機柜、空調(diào).電暖器、電熱壁等設(shè)備。司機空前各設(shè)一扇門，與機車前后走臺板相通。變頻室內(nèi)設(shè)有柴油機變頻啟動裝置及三項設(shè)備柜，變頻室與車架用螺栓連接。

3. 牽引電傳動系統(tǒng)

(1)牽引電路NJ1型內(nèi)燃機車牽引電傳動系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)向架控制式交-直-交電傳動. 主要有牽引發(fā)電牽引變流器、牽引電機、制動電阻等部件組成。在牽引工況下，柴油機的恒功率控制由機車主微機完成。按機車運行方向和軸重轉(zhuǎn)移的情況,分別控制前后轉(zhuǎn)向架電機的轉(zhuǎn)矩大小，以充分利用機車的黏著質(zhì)量。電阻制動工況下，柴油機的轉(zhuǎn)速恒定為500r/min,不同的手柄位具有不同的最大制動力限制值。為了使機車具有較大的制動力，在電阻制動力低于擋位制動力時，電阻制動力按牽引電機恒功率控制。

(2)牽引發(fā)電機及輔助發(fā)電機采用先進(jìn)的JF208S型三相凸極式無刷勵磁同步發(fā)電機，發(fā)電機為臥式單軸承結(jié)構(gòu),三相凸級式。在軸伸端裝有單列圓柱滾子軸承,用于輔助傳動,另-端通過彈性聯(lián)軸器與柴油機連接。發(fā)電機采用防護(hù)式徑向自通風(fēng)，冷卻風(fēng)從端蓋的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)人電機,由機座上下兩排風(fēng)口排出。

(3)牽引變流器機車設(shè)一臺整流裝置。本裝置選用銅散熱器配大功率元件,采用獨立通風(fēng)方式。整流裝置由六個整流元件及保護(hù)電容組成一個三相整流橋,元件組裝為串聯(lián)壓裝方式。牽引逆變器采用電壓型VVVF逆變器,半導(dǎo)體元件采用3300 V/1 200 A的IPM模塊。逆變器采用強迫風(fēng)冷方式，逆變器內(nèi)設(shè)有帶32位數(shù)字信號處理器的電子控制系統(tǒng)，主要完成對電機逆變器系統(tǒng)的運行功能控制、系統(tǒng)的故障診斷保護(hù)，以及對外通信，具有防滑、防空轉(zhuǎn)功能。此外，逆變器控制系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)有過電壓欠電壓、過電流、短路、缺相、控制電路故障等保護(hù)功能。

(4)牽引電機采用JD108S交流異步牽引電動機,單邊齒輪傳動，強迫通風(fēng)冷卻。在定子鐵芯外圓與機座內(nèi)圓間，沒有通風(fēng)槽。轉(zhuǎn)子采用鼠籠式結(jié)構(gòu)。軸承部分設(shè)有潤滑脂注人口，構(gòu)成中間加油形式。設(shè)有用數(shù)字量檢測轉(zhuǎn)速的非接觸式測速裝置。

(5)電阻制動裝置NJ1型機車設(shè)有電阻制動功能,在電阻制動工況下,中間電壓由牽引逆變器內(nèi)制動斬波器控制，通過控制牽引電機的轉(zhuǎn)差來控制電阻制動功率，制動能量消耗在制動電阻上。制動電阻的冷卻由裝在制動電阻柜內(nèi)的通風(fēng)機進(jìn)行強迫冷卻。在電阻制動力低于擋位制動力時,電阻制動按牽引電機恒功率控制。

4.輔助電氣系統(tǒng)

NJ1型內(nèi)燃機車輔助系統(tǒng)主要包括柴油機的啟動、輔助電源的供給、蓄電池的充電以及空氣壓縮機、通風(fēng)機、冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動。柴油機采用變頻啟動，由蓄電池供電.經(jīng)變頻啟動機組發(fā)電機組逆變成三相交流電后.供給交流啟電機，經(jīng)傳動箱、萬向軸驅(qū)動柴油機。柴油機啟動后，柴油可機組轉(zhuǎn)為發(fā)電工況。通過交流啟動發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)裝置啟動電機實施恒電壓頻率對比控制。交流啟動發(fā)電機發(fā)出的三相交流電，一路直接向輔助系統(tǒng)的交流電動機供電驅(qū)動通風(fēng)機、冷卻風(fēng)扇和空氣壓縮機，另一路經(jīng)蓄電池充電裝置向DC110V電路供電并向蓄電池充電。

5.微機控制系統(tǒng)

NJ1型內(nèi)燃機車可編程控制器(PLC)插件箱采用標(biāo)準(zhǔn)機箱結(jié)構(gòu)，由兩個相同的插件箱構(gòu)成雙機冷備份工作方式。每插件箱內(nèi)共10種11塊插件。包括電源模塊、數(shù)字量輸出、勵磁控制、數(shù)字量輸人、模擬量擴展、傳感器輸人、頻率量輸人、CPU、通信板、存儲器，所有插件均通過母板總線相互連接。

6.車體

NJ1型內(nèi)燃機車車體鋼結(jié)構(gòu)為外走廊式、主車架承載的結(jié)構(gòu),四周設(shè)走廊扶手。主車架上依次布置有冷卻室、動力室、輔助室、電器室、司機室及變頻室,它們都是獨立的模塊,各模塊與主車架用螺栓連接,各室頂蓋是獨立安裝的,有利于設(shè)備的吊裝及維修。車架的左、右側(cè)梁前后設(shè)有牽引拉桿座，與轉(zhuǎn)向架牽引桿連接。牽引拉桿座上設(shè)有吊車筒和架車支座。在車架前后端下部安裝了排障器和牽引裝置。在機車端部四角設(shè)有上車梯子和調(diào)車踏板。

7.轉(zhuǎn)向架

NJ1型內(nèi)燃機車走行部采用兩臺三軸轉(zhuǎn)向架。牽引電機采用內(nèi)順置布置輪對單側(cè)齒輪驅(qū)動:軸箱定位采用彈性軸箱拉桿定位:一系懸掛采用軸箱圓彈簧、橡膠墊與油壓減振器并聯(lián)結(jié)構(gòu):二系懸掛采用橡膠彈性旁承。牽引電機采用滾動抱軸承懸掛方式。基礎(chǔ)制動采用XFD型踏面制動單元，主要包括制動缸、力的放大機構(gòu)及閘瓦單向間隙調(diào)整器。制動單元本身帶有彈簧停車制動器。在轉(zhuǎn)向架四角的下蓋板處各裝有一個砂箱，砂箱的下部裝有撒砂閥和撒砂管,并對稱布置在端軸的車輪上。

8.制動系統(tǒng)

NJ1型內(nèi)燃機車采用JZ-7型空氣制動機,空氣壓縮機型號為NPT5型，采用交流電機驅(qū)動，每臺機車裝有二組.安裝JKG2F型雙塔式空氣干燥裝置，機車設(shè)有手制動裝置。

9.柴油機

NJ1型內(nèi)燃機車裝用8240ZJC型柴油機,8缸，直列，氣缸直徑為240 mm,活塞行程275mm,四沖程,直接噴射式、開式燃燒室,廢氣渦輪增壓，增壓空氣中間冷卻的柴油機。標(biāo)定功率1 470 kW,標(biāo)定轉(zhuǎn)速1 000 r/min,在標(biāo)定工況時的燃油消耗率為208 g/(kW . h),最大運用功率為1 320kW。機體采用牌號為QT500-7 的球墨鑄鐵整體鑄造;曲軸采用42CrMoA合金鋼鍛坯，采用鋼頂鋁裙組合活塞、潤滑油振蕩冷卻方式;并列連桿為42CrMoA鋼制;濕式氣缸套。采用單體式噴油泵、多孔閉式噴油器及全制式液壓聯(lián)合調(diào)節(jié)器。齒輪傳動機構(gòu)用于驅(qū)動凸輪軸、高溫水泵、中冷水泵、潤滑油泵、調(diào)速器超速停車裝置和柴油機轉(zhuǎn)速表等部件。凸輪軸驅(qū)動氣缸的進(jìn)、排氣門和單體式噴油泵。機體輸出段通過連接箱與牽引發(fā)電機殼體連接。安裝在曲軸自由端上的減振器，用來降低曲軸系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動。柴油機排氣管外包有耐熱石棉布以隔熱。柴油機采用ZN300型渦輪增壓器，它由個單級軸流式渦輪機和一個單級離心式壓氣機共軸組成，采用內(nèi)置式軸承結(jié)構(gòu)，最高轉(zhuǎn)速達(dá)到25 000 r/min以上。柴油機輔助系統(tǒng)主要由燃油系統(tǒng)、潤滑油、冷卻水、預(yù)熱、空氣濾清系統(tǒng)以及牽引電機通風(fēng)系統(tǒng)組成。燃油系統(tǒng)由柴油機燃油系統(tǒng)和柴油機以外的機車燃油系統(tǒng)兩部分組成。潤滑油系統(tǒng)由機車潤滑油系統(tǒng)和柴油機潤滑油系統(tǒng)共同構(gòu)成一個完整的潤滑油循環(huán)系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)分為高、低溫兩部分。高溫水系統(tǒng)用水直接冷卻與燃?xì)庵苯咏佑|的零部件，低溫水系統(tǒng)通過潤滑油熱交換器冷卻潤滑油，以及通過空氣冷卻器(中冷器)冷卻增壓空氣。散熱器采用雙流道散熱器，以V形安裝在冷卻室的鋼骨架上。冷卻裝置內(nèi)設(shè)有一個風(fēng)扇。高、低溫冷卻水泵均為離心式。預(yù)熱系統(tǒng)由螺旋管式預(yù)熱鍋爐等設(shè)備組成。空氣濾清系統(tǒng)為兩級過濾，一級為旋風(fēng)式濾清器，二級為紙質(zhì)精濾器。空氣濾清裝置安裝在機車動力室車體側(cè)壁上,對增壓器的進(jìn)氣進(jìn)行濾清。機車設(shè)置兩臺牽引電機通風(fēng)機，分別為機車前后轉(zhuǎn)向架的三臺牽引電動機冷卻。