型双动力源地铁工程车

在国内地铁工程车领域，内燃工程车占据了主要市场，同时也出现了电网+蓄电池电源形式的工程车。新车型在节能减排降噪等方面有很好的优势，但由于受蓄电池性能的影响，在环境温度适应性、持续工作时间和电池寿命等方面并不占优，尚不能得到用户的普遍接受。

以直流或交流电网和车载柴油发电机组供电的电力—内燃双动力源工程车在国内尚无应用报道，但在国外已经投入运用。如加拿大Bo m bardier公司、西班牙IN G E T E A M　公司都曾制造和销售了电力—内燃双动力源机车。其结合了内燃机和电网牵引的传统优势，对线路和环境温度的适应性大幅增强。

ZE R7型地铁工程维护车是借鉴南车株洲电力机车有限公司既有的工程车平台的设计运用经验，开发的一款适用于D C 1500 V接触网供电和车载柴油发电机组供电的新型四轴交流传动双动力源工程车。其中，接触网供电作为工程车的主要牵引方式，柴油发电机组供电则作为备用牵引。相对内燃工程车而言，可以大幅降低对柴油机的依赖性，提高电网的利用率。该车主要用于地铁列车车辆的牵引、调车作业及网轨检测车牵引、线路工务作业、接触网新线热滑等，能够满足国内大多数地铁工程车市场的需求。

1　工程车运用条件

2　工程车总体部分

2.1　设备布置

工程车为单司机室和双侧外走廊结构，整车分为车上设备布置和车下设备布置两部分。车上设备依次为：空气管路柜、司机室（顶置受电弓）、控制电源柜、低压电器柜、辅助逆变柜、整流柜和柴油发电机组，车下设备为：压缩机、线路电抗器、牵引逆变器、高压电器柜、高速断路器、制动电阻柜（2台）和转向架等。设备总体布置特点主要表现在：依托本公司ZE R3型电力工程车结构平台，同时兼顾传统内燃工程车的结构特点；单司机室置于工程车一端，远离机组，可以有效降低司机室噪声和振动，提高司乘人员舒适度；人行通道合理；柴油发电机组及其燃油箱为一体化结构；车下设备多为高电压、散热量大、干扰性强的电气部件，充分利用了车体的隔离、屏蔽作用。

整车设备布局合理，司机视野良好，设备安装、操作及维护方便。工程车总体设备布置见图1。

2.2　总体参数

图1　工程车总体设备布置

2.3　牵引特性

工程车牵引特性曲线见图2。

图2　牵引特性曲线

轮周功率/k W

最高速度/（km·h-1）

起动牵引力/k N

2.4　电制动特性

工程车电制动特性见图3。

轮周电制动功率/k W

3　工程车电气部分

3.1　主传动方式

工程车在接触网供电时为直—交主传动方式，在柴油发电机组供电时为交—直—交主传动方式，如图4。发电机组输出电压为三相AC690 V/60 H z，经三相整流输出的额定电压为DC900V。牵引逆变器内的两组牵引模块按照架控方式控制4台牵引电机，工程车电制动能量可以反馈至接触网或制动电阻及辅机系统。

图3　电制动特性曲线

3.2　辅助电路

工程车的辅助电源为三相AC380V/50Hz，辅助逆变器由接触网或中间电路取电，可以向车内、外负载供电。辅助电路还设计了库内三相AC380 V充电电路，可以满足库内柴油机的低温预热及工程车控制蓄电池的充电。

图4　主传动电路结构图

3.3　网络控制系统

工程车的网络控制系统采用IEC 标准的列车通信网络系统，柴油机和发电机的实时参数由MRS16型机组控制器接收，经RS485总线由RCM模块读取，并上传至司机室网络终端。如图5。

图5　网络系统架构图

4　工程车主要部件

4.1　柴油发电机组4.2 整流器

整流器采用三相全波整流电路，主要参数如下：

4.3　牵引逆变器

4.4　牵引电机

5　工程车主要特点

电力—内燃双动力源工程车是在D C 1 500 V接触网供电的交流传动电力工程车的技术平台上集成内燃电传动系统，且内燃机组作为辅助和备用牵引电源。因此，该车型主要特点如下：

5.1　柴油机组系统

柴油机组是集成在电力工程车平台上的重要部件。柴油机与发电机采用单轴承结构，总成后的机组经弹性减振装置安装在共同的基座上，基座内部设置了燃油箱；基座、油箱、电器柜与机组总装后加装静音箱。其中，燃油箱设计为双层结构，以防止燃油的泄漏；燃油箱与机组的一体化结构可以消除分体时进油管及回油管可能造成的泄漏，防止污染车上、车下电气设备和线缆。

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