GK0型内燃机车调速系统的优化设计与研究

摘要

包钢集团作为国内大型钢铁企业，正处于爬坡登顶适应新常态发展的关键时期。铁路运输由于具有运输速度快、运量大、成本低及安全可靠等特点，成为企业生产运行的大动脉，是企业生产运转的桥梁纽带。内燃机车在铁路运输中是动力之源。随着包钢钢铁产量的不断增加，企业物流事业的不断发展，铁路运输对内燃机车的稳定性会有更高的要求。包钢运输部现有的GK0型内燃机车仍采用传统的继电器控制操作风缸的调速操纵系统，调速器采用的是全程式机械调速器，存在、继电器连锁控制触头过多、布线复杂、可靠性差、控制电路繁杂及调速器精度差等问题，严重影响了机车工作的稳定性、燃油经济性及使用效率。
　　本文是对GK0型机车的调速系统进行重新设计，电气控制部分采用PLC逻辑控制系统。对PLC控制系统进行了硬件选配和软件编程，提出采用步进电机与齿轮传动装置对柴油机的调速系统进行精确控制，并对传动装置进行了重新设计与匹配；通过对调速器主要敏感元件进行理论计算与分析，提出了优化调速器敏感元件的措施。将优化后的柴油机调速系统在柴油机性能试验站进行整车调速稳定性、喷油器完好率及燃油经济性测试，验证了新设计调速系统的可靠性，系统故障率下降40％左右。实现了机车的分档无级调速，可延长喷油器寿命30天，平均每公里可节约燃油172g。充分提高了原调速器的性能。试验表明，改进后的机械调速器性能大为提高，因调速系统故障造成的机车返修率明显降低，提高了机车工作的可靠性、经济型、平稳性。

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第一章 绪论

1.1课题意义及背景

1.2基于PLC逻辑控制对操纵部分的设计

1.3全程式机械调速器性能分析与优化

1.4本文的主要工作

第二章 GK0型机车调速系统介绍与分析

2.1 GK0型内燃机车简介

2.2传统GK0型机车柴油机调速系统的简介

2.3传统GK0机车调速系统的分析

2.4本章小结

第三章 GK0机车调速系统操纵部分的设计

3.1调速操纵系统控制部分的设计方案

3.2 PLC控制系统设计

3.3 PLC 控制系统设计

3.4 PLC型号的确定

3.5 PLC逻辑控制系统的程序设计

3.6机车调速操纵系统执行器的设计

3.7本章小结

第四章 机车调速系统调速器部分性能分析及优化设计

4.1调速器的结构形式

4.2调速器的特性指标

4.3全程式调速器工作特性分析

4.4 机械调速器的结构状况分析

4.5调速器主要元件的计算及分析

4.6 全程机械调速器的改进

4.7本章小结

第五章 实验与结果分析

5.1调速稳定性测试

5.2喷油器完好率试验

5.3 燃油经济性试验

5.4本章小结

第六章 总结

参考文献

致谢