第二節(jié)　HXD1C型電力機車總體總成

HXD1C型為六軸交流電力機車，軸式為C0-C0，屬于交—直—交電傳動的范疇，采用前后雙端司機室順向操縱，它由接觸網(wǎng)供給高壓交流電，屬外動力電源，由機車車頂受電弓導入，在機車上經(jīng)主變壓器降壓，再經(jīng)機車主變流器整流并通過中間直流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變成直流電，然后再通過牽引逆變器、輔助逆變器將直流電變換成三相交流電，用來驅(qū)動交流牽引電動機及其他輔助三相交流電機，完成機車的牽引任務。機車內(nèi)機械間縱向采用三個間隔，即機車前端Ⅰ端司機室、機械間與Ⅱ端司機室。其中Ⅰ、Ⅱ端司機室布置基本相同，機械間設(shè)備采用靠邊對稱布置，中間是走廊。機車外形縱向從左向右為Ⅰ端司機室外墻、機械間外墻與Ⅱ端司機室外墻橫向從上到下為機車車頂、車體與走行部（圖2-4）。

一、機車總體布置

機車由電氣部分、機械部分和空氣管路系統(tǒng)三大部分組成一個有機整體，互相配合，又各自發(fā)揮獨特作用，共同保證機車性能的正常發(fā)揮。這三大部分設(shè)備主要裝置在機械間，機械部件和電子部件、屏柜分別布置在機械間的左側(cè)和右側(cè)（圖2-5）。在緊急情況下，中央走廊是一條暢通無阻的逃生通道。電纜和空氣管路大部分以單獨的導管布置在中央走廊之下，這樣易于從上方進行檢查與檢修。車頂由4塊頂蓋組成。每臺機車裝備有兩個完全相同的受電弓，受電弓安裝在車頂上。若兩個受電弓中一個出現(xiàn)故障，機車可以升另一個受電弓繼續(xù)執(zhí)行牽引任務。車頂上布置有第三方設(shè)備的無線通信天線。司機室能隔離噪聲、高溫和低溫，具有現(xiàn)代化的人體工程學設(shè)計。

1.機車三大部分

機車三大部分是指機車電氣設(shè)備、機車車體與機車空氣管路系統(tǒng)。

（1）電氣設(shè)備

機車電氣設(shè)備的主要功用是將來自接觸網(wǎng)的電能變?yōu)闋恳熊囁枰臋C械能，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，同時還實現(xiàn)機車的控制。

（2）車體

機車車體部分主要用來安設(shè)司機室和各種電氣、機械設(shè)備，承擔機車重量，產(chǎn)生并傳遞牽引力及制動力，實現(xiàn)機車在線路上的行駛。同時車體底部兩轉(zhuǎn)向架之間的部位安裝著機車主變壓器。

（3）空氣管路系統(tǒng)

電力機車的空氣管路系統(tǒng)作用是產(chǎn)生壓縮空氣供機車上的各種風動器械使用，并實現(xiàn)機車及列車的空氣制動。

2.機車設(shè)備布置

（1）車頂

機車車頂由4塊頂蓋組成。機車司機室頂端的網(wǎng)側(cè)電路由一臺受電弓、一臺帶高壓接地裝置的主斷路器、一臺避雷器、一臺高壓電壓傳感器、一臺高壓電流傳感器及一臺高壓隔離開關(guān)等組成。機車的主電路通過車頂連接器在網(wǎng)側(cè)相連，這使得同臺機車僅使用一架受電弓便可實現(xiàn)整臺機車的供電。通信用的天線設(shè)備分別安裝在司機室頂和其他幾塊活動頂蓋上。

（2）司機室

司機操縱臺的設(shè)計符合人體工程學原理，布置為左手邊控制，由司機側(cè)和副司機側(cè)組成（圖2-6）。在操縱臺前設(shè)有兩把高度和前、后都可調(diào)節(jié)的座椅。在司機室司機側(cè)后墻柜和副司機側(cè)后墻柜上固定有另外兩把可折疊的座椅供添乘用，在機車前部裝有前窗玻璃清洗系統(tǒng)的水箱。

（3）機械間

機車機械間在車體的中間，相對兩端為Ⅰ、Ⅱ端司機室，機車機械間裝置有電氣/機械類設(shè)備。主要有供牽引電動機用通風機，空氣壓縮機機組及干燥器，低壓電器柜，衛(wèi)生間，主變流器柜，冷卻塔（為主變壓器與主變流器冷卻），輔助變壓器柜，輔助壓縮機柜，機車制動柜。機車三項裝置設(shè)備控制柜，輔助變流器柜，蓄電池柜及控制電源柜，網(wǎng)側(cè)電源控制柜，6A系統(tǒng)控制柜，相應生活設(shè)施冷藏箱及微波爐安裝架等。它們在機械間基本上屬對稱性裝置（圖2-7）。

二、司機室設(shè)置

1.司機操縱臺

司機操縱臺位于司機前面，在幾個面板上裝有各種各樣的控制部件（圖2-8）。司機操縱臺面下整體腳踏包括的腳動控制設(shè)備有無人警惕安全裝置、撒砂裝置和風笛（圖2-8）。

2.司機操縱臺局部設(shè)備

司機操縱臺局部布置分局部1～6，即制動儀表盤（局部1，圖2-9）；司機顯示屏與通信及通信顯示設(shè)備（局部2，圖2-10）；制動系統(tǒng)總風與列車管壓力表（局部3，圖2-11）；機車警惕按鈕與無線通信裝置（局部4，圖2-12）；機車司機操縱臺各類扳鍵控制開關(guān)（局部5，圖2-13）；機車司機操縱臺司機控制器及相關(guān)按鈕（局部6，圖2-14）。

3.司機室側(cè)后墻設(shè)備布置

（1）司機側(cè)后墻面布置

司機室后側(cè)墻主要布置有中間為通往機械間的門與兩側(cè)為柜面，兩側(cè)壁柜柜深約為210mm。即司機側(cè)后墻分為上下兩層柜面式布置，上層左右為內(nèi)嵌式柜與工具柜，中間柜面為凹面體裝置著機車緊急制動閥。下層左側(cè)為凹面墻體內(nèi)鑲嵌著添乘折疊椅，下層右側(cè)為上下兩層凹槽內(nèi)鑲嵌式儲放著兩枝滅火器（圖2-15）。

（2）副司機側(cè)后墻面布置

司機室后側(cè)墻、副司機側(cè)后墻也分為上下兩層柜面式布置。上層左右對稱為內(nèi)嵌式電氣設(shè)備柜，上層左側(cè)為電氣線路接線端子排；上層右側(cè)內(nèi)分上下兩部分，上層為自動過分相信號處理器，下層為電氣設(shè)備相應開關(guān)組。下層為凹面墻體內(nèi)鑲嵌著預留80mm的開折疊床空間（或多功能添乘折疊椅（圖2-15中）。

三、機械間設(shè)備/車體與轉(zhuǎn)向架

1.機械間設(shè)備

HXD1C型電力機車機械間設(shè)備基本為對稱布置，即牽引與輔助設(shè)備分別由兩套相同裝置組成，分別對稱布置在機械間的兩端，機械間的中部是對稱的主變流器，對稱布置的左右冷卻塔，對稱布置左右三臺牽引電動機的冷卻風機（圖2-16）。

2.車體

機車車體采用整體全鋼焊接結(jié)構(gòu)，包括底架、側(cè)墻、司機室、后端墻等。車體頂部裝有4個可拆卸的頂蓋。車體側(cè)墻上部結(jié)構(gòu)設(shè)有帶過濾器的通風風道。

車鉤及緩沖器安裝在底架的兩端。

車體側(cè)梁每側(cè)設(shè)有4個檢修作業(yè)用的吊車銷孔。

機車車體側(cè)構(gòu)架底部設(shè)有4個架車支承座和供檢修用的4個支承點，在車體支承座架起距軌面高度不超過2500mm的條件下，轉(zhuǎn)向架和主變壓器可從車體下推出（圖2-17）。

3.轉(zhuǎn)向架

（1）轉(zhuǎn)向架的構(gòu)成及功用

轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對、驅(qū)動單元、一系懸掛和二系懸掛、一系減振器和二系減振器、牽引裝置（轉(zhuǎn)向架和車體的連接裝置）、制動裝置和轉(zhuǎn)向架附屬裝置等組成（圖2-18）。

機車產(chǎn)生的牽引力和制動力經(jīng)過軸箱拉桿6從軸箱傳遞到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架3，然后再經(jīng)牽引桿傳遞到車體，用來牽引列車運行，或降低列車運行速度。

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是一個簡單、封閉的H形框架，有兩根側(cè)梁，通過一根中間橫梁和前后端梁連接在一起。橫梁和前后端梁由箱形焊接截面制作而成。機加工時，所有連接點及加工面都有固定的公差。因此，轉(zhuǎn)向架具有可互換性，其組合部件或模塊也容易更換。

輪對通過水平排列的、有著金屬橡膠球軸承的單側(cè)車輪軸箱拉桿導向，金屬橡膠球軸承同時傳遞牽引力到構(gòu)架。在任何情形下，構(gòu)架都作用于兩個輪對軸箱的一系彈簧上。

（2）懸掛裝置

①機車轉(zhuǎn)向架懸掛系統(tǒng)是保證機車安全運行的關(guān)鍵部件，它是由一二系彈簧、減振器及軸箱定位組成（圖2-18）。

HXD1C型機車轉(zhuǎn)向架懸掛結(jié)構(gòu)有兩個特點：一是二系采用高擾彈簧，二是軸箱采用單側(cè)軸箱拉桿定位，軸箱拉桿兩端采用球形橡膠關(guān)節(jié)。

通過調(diào)整一、二系彈簧調(diào)整墊可實現(xiàn)機車23t、25t軸重的變換。

②電機懸掛裝置一端采用抱軸懸掛，另一端采用擺桿彈性懸掛在構(gòu)架上，同時電機懸掛加裝了防脫落裝置（通過安裝在構(gòu)架牽引梁上的安全托來實現(xiàn)）。

（3）輪對軸箱

轉(zhuǎn)向架車輪采用整體碾鋼車輪，材料為ER8；在車輪兩側(cè)裝有制動盤，制動盤與車輪之間通過螺栓連接；車輪踏面采用符合TB/T 449的JM3磨耗型踏面。

4.轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)

一系懸掛方式　　鋼彈簧+單軸箱拉桿+垂向減振器

一系垂直止擋間隙（mm）　　

一系橫向止擋間隙（mm）　　12

一系彈簧工作高度（mm）　　189±2

二系懸掛方式　　鋼彈簧+垂向減振器+水平減振器

二系彈簧工作高度（mm）　　497±2

基礎(chǔ)制動方式　　輪盤制動單元（帶蓄能）

限界　　符合GB 146.1—1983-1B

5.傳動裝置

HXD1C型機車轉(zhuǎn)向架的傳動裝置采用抱軸驅(qū)動，主要由電機、抱軸箱、傳動齒輪箱等組成；傳動軸承采用滾動抱軸承。

電力機車牽引齒輪傳遞功率大（電機功率可達1225kW），齒輪線速度高（最大可達26m/s）。因此齒輪為高速重載傳動，并能抵御瞬時5～6倍的沖擊載荷。齒輪箱采用了獨特的密封結(jié)構(gòu)，車輪側(cè)的迷宮密封與箱體作成一體，電機側(cè)的迷宮密封采用球墨鑄件，其結(jié)構(gòu)即保證齒輪箱的密封，又保證齒輪潤滑由不進入抱軸箱。

6.轉(zhuǎn)向架（走行部）車載監(jiān)測裝置

轉(zhuǎn)向架（走行部）車載監(jiān)測裝置是結(jié)合機車車載安全防護系統(tǒng)（6A系統(tǒng)）的要求，研制的集成于6A系統(tǒng)的機車走行部故障檢測子系統(tǒng)，實現(xiàn)對機車走行部輪對軸承、電機軸承、抱軸承、輪對踏面和傳動齒輪在線安全監(jiān)測，保障走行部安全（在后文第十一章第二節(jié)內(nèi)對此有詳盡敘述）。

四、牽引裝置轉(zhuǎn)向架及輔屬裝置

因為HXD1C型機車為重載貨運電力機車，因此牽引裝置是該機車轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部件之一。牽引裝置的強度和剛度必須考慮5倍轉(zhuǎn)向架質(zhì)量慣性力的沖擊載荷；同時為了減少軸重轉(zhuǎn)移，牽引點距離軌面的距離盡可能低；為了保證轉(zhuǎn)向架與車體的相對運動，牽引裝置采用了橡膠關(guān)節(jié)和銷套結(jié)構(gòu)；為了有效傳遞牽引制動力，牽引裝置縱向剛度要盡量大，HXD1C型牽引裝置縱向剛度達到50MN/m。

1.牽引裝置結(jié)構(gòu)

HXD1C型機車轉(zhuǎn)向架牽引裝置由牽引桿（一）、牽引桿（二）、連桿、銷套及橡膠關(guān)節(jié)組成（圖2-19）。

2.牽引裝置連接機構(gòu)

牽引桿（一）和牽引桿（二）為焊接結(jié)構(gòu)，連桿為鑄造結(jié)構(gòu)，牽引桿（一）和牽引桿（二）之間的連接采用銷套結(jié)構(gòu)（其中的牽引銷采用的是不銹鋼材料，滑套、滑環(huán)采用的是復合材料）。連桿與牽引桿之間采用橡膠關(guān)節(jié)連接，牽引桿與構(gòu)架和車體之間采用橡膠關(guān)節(jié)連接。

3.構(gòu)架

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為H形構(gòu)架，由側(cè)梁、牽引梁、前端梁和后端梁組成，除個別安裝座以外，結(jié)構(gòu)基本上是對稱的。該構(gòu)架焊接后，構(gòu)架變形小，殘余應力分布均勻，因此機加工后不需要退火；構(gòu)架采用等剛度設(shè)計，構(gòu)架的各個零部件的應力水平比較低，且應力變化趨勢平穩(wěn)；安裝座結(jié)構(gòu)簡單。

4.轉(zhuǎn)向架附屬裝置

（1）輪緣潤滑及撒砂掃石器裝置

轉(zhuǎn)向架上裝有2套輪緣潤滑裝置，位于轉(zhuǎn)向架的1、4位，該潤滑裝置采用脂潤滑，其額定工作氣壓700kPa，最大工作氣壓1000kPa，額定工作電壓DC110V（波動范圍：88～121V）。

①輪緣潤滑裝置（圖2-20）。每臺機車裝備了一套輪緣潤滑系統(tǒng)。

輪緣潤滑裝置（圖2-20）安裝在1位輪對上，防止因輪軌間的干摩擦引起的車輪磨損。潤滑裝置包括一個電子控制器（CCU），4個噴頭、4個油脂罐和空氣管路系。

②撒砂、掃石器裝置。針對啟動困難或緊急制動防止車輪滑行，機車每個轉(zhuǎn)向架上安裝4套砂箱撒砂、掃石器裝置，位于構(gòu)架端部，每砂箱容積為0.1m3。掃石器由安裝座和橡膠板組成。當機車采取緊急制動或CCU出現(xiàn)防空轉(zhuǎn)、防滑行保護動作時，機車會自動進行撒砂。在啟動困難或天氣不良運行時，為了防止車輪空轉(zhuǎn)，司機可以使用司機室內(nèi)腳踏開關(guān)人工撒砂。砂面可以通過砂箱加砂口目視檢查。砂箱裝有加熱及計量裝置，額定撒砂量（在風量為4.5kPa時）（750±50）g/30s；加熱電壓220V，功率100W。

（2）軸箱止擋

HXD1C型機車轉(zhuǎn)向架設(shè)置有一系垂向、一系橫向止擋，它們均為剛性止擋，其中垂向為25～28mm，橫向為10mm。HXD1C型機車轉(zhuǎn)向架設(shè)置有有二系垂向、二系橫向止擋。垂向止擋為剛性，橫向止擋，垂向間隙為30mm，橫向為35mm（不考慮彈性量）。

（3）整體起吊裝置

HXD1C型機車整體起吊裝置是作為機車自帶的部件之一，它采用鋼絲繩結(jié)構(gòu)將車體與轉(zhuǎn)向架連接（圖2-21），鋼絲繩連接結(jié)構(gòu)不影響機車運行時車體與轉(zhuǎn)向架之間的相對運動。在整體起吊時，車體將構(gòu)架升起，同時通過一系垂向減振器將輪對提升起（圖2-22）。

（4）傳感器布置

為了檢測機車運行狀態(tài)及機車工作電流的回流，在機車軸箱端蓋上安裝了各種傳感器（圖2-23）。

（5）車輪防滑行傳感器

每節(jié)機車配備有一個氣動防滑行保護裝置（圖2-24）。該裝置能防止因空氣制動力過大，致使車輪抱死，避免造成車輪滑行。

（6）接地碳刷

接地刷是一個用于工作電流回流的軸向運行的滑行觸頭以及機車的接地裝置（圖2-25）。接地刷被電氣絕緣以保護滾動軸承，它閉合至旋轉(zhuǎn)輪對軸的電氣回路。

（7）速度傳感器

通過一個兩通道速度傳感器測量電機的轉(zhuǎn)速及測定電機的旋轉(zhuǎn)方向，速度傳感器提供兩個相位差90°的速度信號（圖2-26）。這些信號用來測量電機轉(zhuǎn)速和檢測電機旋轉(zhuǎn)的方向，用以控制電機。兩通道之間的相位漂移用來檢測電機的旋轉(zhuǎn)方向。