DF5B型内燃机车电空阀冻害原因分析及防范措施
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摘要：根据DF5B型内燃机车冬运期间发生的故障统计，简要分析造成机车电空阀冻害主要原因，阐述了应对DF5B型内燃机车电空阀冻害防范措施，通过实施以及在运用机车应用，2016年 冬运期间DF5B型内燃机车未发生电空阀冻害。
关键词：DF5B型内燃机车；电空阀；冻害；措施
1.问题的提出
铁法矿区铁路牵引动力2004年开始由蒸汽机车转型为内燃机车，目前，运输部现有运用内燃机车共13台，其中DF4B型机车5台，DF5B型机车8台。由于DF4B型内燃机车和DF5B型内燃机车结构设计不同，DF4B型内燃机车电气室与柴油机机械间相隔，电气室在车体内部，而DF5B型内燃机车电气室设计在机车前部，不与柴油机机械间相连，所以两种车型发生临故的现象不尽相同。在对2013年至2015年机车冬运期间DF5B型内燃机车临故统计中发现，DF5B型机车冬运期间临故发生较多，由于冬运期间气温低，造成DF5B型内燃机车电气室电空阀故障发生冻害，机车不能换向走车，影响机车正常运用，导致煤炭运输缺少动力，造成路车在矿一次作业时间延长，生产秩序和行车安全受到严重制约，针对此情况我们进行细致调查研究、分析总结，进行技术攻关，采取了相应防范措施，对DF5B型内燃机车冬运防寒进行技术创新，通过机车冬运期间运用，收到了较好效果。
2.DF5B型内燃机车冬运期间发生的冻害原因分析
由2013年至2015年DF5B型机车冬运期间临故故障统计表来看，电空阀冻害故障发生38台次，其故障率占机车冬运期间冻害临故50.66%，由此看来，解决电空阀冻害故障，造成机车不能换向走车，确保内燃机车安全运用，是刻不容缓的一项重要课题。
2.2.DF5B型内燃机车换向方式
DF5B型内燃机车换向作用方式[1]：机车的换向，是通过电空阀控制1-6C辅助触头构成1-2HKf线圈回路，同时由电空阀控制换向风缸的动作来实现的。
当需要换向时，首先将SK换向手柄放置到前或后的位置，然后将SK主手柄由0位提到1位，闭合的1-6C辅助触头便将1-2HKf电空阀的励磁线圈回路接通，由风源净化装置来的压缩空气经电空阀进入换向风缸前或后的位置，并推动换向活塞移动，从而带动1-2HKf转鼓旋转，并接通1-2HKf向前或向后的触点位置，并由此决定了1-6D的励磁电流方向，最终实现内燃机车前后换向。
2.3.冬运期间DF5B型机车电空阀冻害，造成机车不能换向临修故障原因分析
DF5B型机车电气室内的电空接触器和组合接触器均设有电空阀（主要指1-6C和1-2HK），在-10℃以下低温状态时易出现换向动作失灵的故障，表现为1-6C不吸合及换向困难。这主要是因为：当温度降到-10℃以下时，无论是与1-2HK电空阀风路相连的换向风缸皮碗，还是与1-6C的主接触器电空阀风管路相连的风缸皮碗，都会由于润滑油脂的凝固变干而与缸壁接触不严，从而导致1-6C触点吸合不良，且出现换向作用不良；同时，当温度降到-10℃以下时，DF5B型机车的风源净化装置对压缩空气的脱水作用降低，导致由电空阀风管路进入到換向风缸和主接触器风缸的压缩空气含水，而使风管路内结冰，从而使由电空阀主导的换向作用无法实现，且主接触器（1-6C）不吸合，此类故障的存在，严重影响了机车的正常运用。
3.DF5B型内燃机车冻害防范措施
为防止冬运期间DF5B型内燃机车电空阀发生冻害，2016年冬运之前，我们对DF5B型内燃机车电气室电空阀防寒问题进行了深入的研究、试验，采取了以下两项创新防范措施：
3.1.机车电气室外加装防寒被
根据DF5B型内燃机车电气室外型，自行设计并多次联系外围防寒被生产厂家，生产加工了防寒被，自行设计制作防寒被固定装置，然后将防寒被安装在DF5B型内燃机车电气室外部。
3.2.机车电气室内加装电暖风机，在机车电气室内设计制作固定架装置，用以安装电暖风机。
⑴.暖风机选择形式：采用电暖风机，型号为PTC-DNF600，此电暖风机额定功率为600W，额定电压为DC110V。
⑵.电源供给方式：以启发电机（QF）发电状态为暖风机电源供给模式，在发电状态下，QF可稳定提供DC110V的电流。
⑶.暖风机固定方式：将暖风机以构架为基础固定在电气室地板上（电气室进门处脚踏下方），距离1-6C在水平方向约300mm。
⑷.漏电保护方式：从安全角度出发，设DC110V漏电保护装置，以实现安全使用暖风装置的目的。
⑸.电源可控安全模式：采用暖风机安全供电模式，每使用60分钟，停止供电10分钟；同时，司乘人员可根据现场情况灵活处理各项突发问题；另外，在电气室设1个控制开关，其与漏电保护装置开关一起，构成电路双开关结构。
通过这两项防范措施的实施，极大地改善了电气间的温度，降低了电气室（电空阀）因低温冻害造成的机车临故修。
4.防范措施实施应用情况
4.1.提高机车运用率，降低了机车临故率
在2016年10月上旬，按照机车冬运防止电空阀冻害防范措施，开始对运用8台DF5B型内燃机车进行安装，通过冬运期间机车运用，效果非常明显。根据统计2015年冬运期间因电气室低温造成的临故（电空阀故障）共发生18起，而2016年冬运期间，未发生一起因低温造成电空阀故障而引发的机车临故，提高了机车运用率，降低机车临故率，有效地保证了煤炭运输生产动力需求。
4.2.减轻员工劳动强度
冬运期间机车发生临故，由于低温寒冷，处理因电气室低温造成的电空阀故障，须在检修库内进行，有时由于机车临故多，检修库内检修台位紧张，处理机车故障不得不在库外进行，员工处理机车故障时，不但由于寒冷室外作业处理故障时间长，而且增加员工劳动强度，同时影响机车正常运用。采取防范措施后，减轻员工劳动强度，缩短机车临修入库检修时间，提高了工作效率。 5.经济效益
冬运期间，处理内燃机车电气间低温造成的机车不能换向临修至少需要一天时间，按2015年冬运期间因电气间低温造成的临故共发生18起计算，处理该类机车临修需要18天。而2016年冬运期间，未发生一起因低温造成的机车临故，提高了机车运用效率，因此冬运期间，机车因未出现该类临修而在线路多正常运用18天。
2016年运输部运量4.4亿吨公里，按投入13台机车运用计算，平均每天每台内燃机车运量为=（4.4亿吨公里÷13台机车）÷365天
=92729.1885吨公里/天
因此可提高内燃机车在线运用天数18天，所创经济效益（创产值）
= 平均每天单台内燃机车运量×机车多在线运用18天×运价。
= 92729.1885吨公里/天×18天×0.43元/吨公里
=71.77万元。
6.安全效益
以往DF5B型内燃机车在冬运期间，因电气室内电空阀冻害发生机车临故，造成机车停留在铁道线路区间，不能独立安全走车，运输部调度要立即另派机车前往救援，将其牵引回修造公司进行处理，严重影响正常生产秩序和行车安全。
通過制定DF5B型内燃机车冻害防范措施的实施，确保了机车电气室温度在零上10℃以上，消除了因低温造成的电空阀冻害，保障了正常生产秩序和行车安全。2016年冬运期间，未发生一起因低温电空阀冻害造成的机车临故，从而保证了机车安全运用
7.结束语
DF4B型和DF5B型内燃机车目前是铁法能源公司运输部煤炭运输主要动力，在总结内燃机车运用、检修经验的同时，对内燃机车检修进行必要的技术创新，提高机车运用率，降低机车临故率，减轻员工劳动强度，提高检修工作效率是十分必要的。
参考文献
[1]朱建昌主编.《内燃机车电传动》【M】.中国铁道出版社. 2009年.北京
[2] 铁道部大连机车车辆厂编.《东风4B型内燃机车电力传动》【M】.大连理工大学出版社 .第1版.1989年5月
作者简介：刘明强（1964—），男，高级工程师，2009年毕业于辽宁工程技术大学机械工程及自动化专业，现任铁法能源公司铁路运输部修造公司副经理。
（作者单位：铁法能源公司运输部）
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