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摘 要 GCY450型内燃机车主要由动力及传动系统、走行部、车钩装置、电气系统、制动系统、冷却系统等组成。本文研究探讨宁波地铁GCY-450型内燃机车动力及传动系统。

关键词 地铁；GCY-450型内燃机车动力；传动系统

1 设备概述

GCY-450型内燃机车是由金鹰重型工程机械有限公司制造。其主要用于地铁列车及无动力工程车的牵引、调车，也可用于区间、隧道内事故車辆的救援作业。

2 设备构成

GCY450型内燃机车主要由动力及传动系统、走行部、车钩装置、电气系统、制动系统、冷却系统等组成。其中动力及传动系统主要由发动机、液力传动箱、万向节传动轴、车轴齿轮箱等主要部件组成。图1为动力及传动系统图，图1中1是发电机为选装设备，宁波地铁未选购，故在此不作讨论。

2.1 发动机

本车采用美国卡特彼勒公司生产的C18型柴油发动机。C-18型工业用发动机主要类型为水冷、直列六缸、四冲程、增压中冷。额定功率470kW（630Ps），最大扭矩2717N·m，排量18.1L，采用DC24V电机起动。

2.2 液力传动箱

本车采用988F型液力-机械分体式（变矩器+变速箱）传动箱。传动类型为液力—机械传动，挡位四进四退，换挡方式电液换挡。

2.3 传动轴

本车采用以下几种型号的传动轴，用于动力传动。传动轴的型号见表1。

万向节传动轴能适应输入和输出轴间的角度和长度的不断变化，其主要组成有万向节主、被动叉、十字轴、滚针轴承。

2.4 车轴齿轮箱

车轴齿轮箱是整个传动系统中的最后部分。它的作用是传递和增大到车轮的扭矩，并将绕车体纵轴的转动变成绕车轴轴线的转动。

其车轴齿轮箱的输入端与液力传动箱输出端用万向轴连接在一起。通过齿轮传动最终驱动轮对。车轴齿轮箱有一级车轴齿轮箱（I轴）和二级车轴齿轮箱（II轴）。二级车轴齿轮箱（标识：0306型）为双级减速，第一级是高速级传动；第二级是低速级传动。一级车轴齿轮箱（标识：0307型）是低速级传动。

目前宁波地铁采用润滑油牌号：SAE80W/90APIGL-5车辆齿轮油。润滑油油量：以油位到上油位螺栓为准。二级车轴齿轮箱（标识：0306型）总容量约20升，一级车轴齿轮箱（标识：0307型）总容量约18升。

3 工作原理

操作者通过闭合电气控制柜右侧的电源总开关，将DC24V电源送至整车，其后把点火钥匙开关扳至运转位，此过程通过PLC控制中间继电器，将电源输入给发动机电子控制模块（ECM）。ECM自检后通过喇叭发生器响灭及故障报警灯的亮灭来反馈发动机状态。状态正常后，点火钥匙开关扳至起动位，发动机启动，启动后即松开点火钥匙。由于C-18工业发动机的工作采用电子控制。发动机的全部操作由机载计算机控制。应用工况采用电子监控，通过CAN信号传输给微机换挡控制器，进行数据交换。微机换挡控制器又通过181、182信号线将数据传输给液晶显示器反馈给操作者，以此来满足操作者的需要。此时操作者只需要拉动升降手柄即可提高或降低发动机的转速。从而完成自身动力的输出并传递给传动箱。

变速箱的档位控制主要通过微机换挡控制器控制，由变速箱转速传感器传输过来的速度信号与微机换挡控制器内设定的挡位切换点速度进行比较，从而输出对应的档位信号完成对变速箱的控制。为便于理解，简单地介绍下传动箱内油路工作情况（见图2）。传动箱内液压系统有一个公共的油缸。油缸位于输出分动箱箱体（7）内。油缸可提供变扭器和变速箱作业需用油以及液压系统内各部件润滑用油。在油泵（2）作用下，油液从油缸流经滤网（20）。排气管（1）从油泵（2）连接到变扭器出油口溢流阀（16）。发动机首次起动时，油泵吸油区域的气体通过排气管（1）排出油泵，加速油泵操作。发动机开始运转后，允许一定量油液从排气管（1）流到溢流阀（16）。油泵（2）将压力油液送到滤清器（3）。油液流经滤清器。如果滤清器滤芯有限制，旁通阀将打开，允许油液在滤清器四周流动。油液从滤清器流出后，流到变速箱液压控制装置（5）和顺序和压力控制阀（14）。油液从顺序和压力控制阀流出后，流到离心阀（11）。离心阀固定在变扭器离合器壳体上。油液流出离心阀后，流到变扭器离合器。变速箱液压控制器（5）可控制到变速箱离合器的油液压力和流量，以及变扭器进油控制。用于变扭器操作的进油流经油管（12）到变扭器。变扭器进油压力阀控制到变扭器的油压。变扭器内部漏油可用于内部部件润滑。润滑完成后，油液流到变扭器壳体底部。然后，通过油管（16）到变扭器到出口溢流阀（15）的出油口箱体内油缸。溢流阀（15）可保持变扭器内压力在一定值。油液从出口溢流阀流出后，通过管道（14）到机油冷却器（8）。油液通过冷却器冷却后，低温油液经过油管（17）到变速箱行星机构，对变速箱和输入分动箱内部部件进行润滑。

之后油液从变扭器机油冷却器出口流出（见图3），通过油管到歧管（4）进油口（17）。油液经过油路（18）到油室（16）。然后油液分流。一部分油液经过歧管（4）内油到流入离合器6。剩下的油液流经油路（13）。流到离合器6的油液，经过齿圈（6）上的油孔到离合器6的片和板，并流到行星轴（10）。油液通过轴上的油孔到行星齿轮轴承。同时油液也流到变速箱后轴承。油液经过油路（13）流到变速箱前端。油路（13）由各离合器壳体内一系列油路组成，这些油路直线排列。油液经过油路（13）流到壳体（1）和支架（7）之间的油室（11），然后分流。一部分油液经过油路（5）和（9）。另一部分油液流向变速箱后部。油液经过油路（5）和（9）到输入分动齿轮。油路（5）提供润滑油给一个分动齿轮。油路（9）提供润滑油给另一分动齿轮。从输入分动齿轮的回油流到分动箱底部。然后这些油液经过变速箱箱体流到输出齿轮箱内的主油缸内。从油室（11）出来的大部分油液流到行星轴（8），然后通过轴（8）上的油孔流到行星齿轮1的轴承。油液从轴（8）端部孔流到行星轴（12），然后通过轴（12）上的油孔流到行星齿轮2和3上的轴承。油液从轴（12）端部油孔流出到行星轴（14）。然后通过轴（14）上的孔流到支架（15）。油液从支架（15）上油孔流出，经过齿圈（3）上油孔流到离合器5的片和板。同时，油液经过油路流到离合器3和4上的片和板。油液通过齿圈（2）上的孔流到离合器2的片和板。油液通过输入和输出轴之间的油路流到输入轴端部轴承，从而完成传动箱内动力输出。

之后通过传动轴传递给二级齿轮箱，一部分进行二级减速并传递给3位、4位、5位、6位车轮，另一部分从二级齿轮箱传递给一级齿轮箱进行一级减速并传递给1位、2位、7位、8位车轮。从而使8个轮子具有相同的动力来完成车辆在轨道上的运行。