何刚

摘 要：NS1602型铁路起重机配置的发动机主要有三种，分别为一主一备风冷柴油发动机、两台等功率的水冷机械式柴油发动机以及两台等功率的水冷电喷控制的柴油发动机，发动机的电气控制主要包括发动机的燃油系统电气控制、发动机起动、发动机的停车、发动机的调速、发动机状态监测以及一些辅助控制方面的内容。

关键词：铁路起重机；发动机；电气控制

中图分类号：TH213 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）27-0072-02

Abstract： There are mainly three kinds of engines of NS1602 railway crane， the main and the standby air-cooled diesel engine， two water-cooled mechanical diesel engines of equal power， and two water-cooled EFI control diesel engines of equal power. The electrical control of the engine mainly includes the electrical control of the engine fuel system， the starting of the engine， the stopping of the engine， the timing of the engine， the condition monitoring of the engine and some auxiliary control system.

Keywords： railway crane； engine； electric control

随着我国铁路运输事业的高速发展，铁路运输线路规模不断扩大，客货运输车辆的运行速度，密集程度越来越大，对铁路事故应急救援工作提出了更高的要求。铁路起重机作为一种铁路专用起重设备，因其能顺铁路线运动，承担沿线各种环境下的起重作业，具有很好的机动性和适应性。随着铁路和相关技术的不断发展，铁路起重机也随着不断发展，在我国，铁路起重机已经发展成为能处理铁路行车脱轨事故，排除线路障碍，铁路建设施工的关键起重设备，在保证铁路安全运行和铁路建设发挥着极为重要的作用。

NS1602型铁路救援起重机柴油发动机的配置方案可分为三种类型，第一种是配备一主+一备两台风冷柴油发动机、第二种是配备两台等功率的机械式水冷柴油发动机、第三种是配备两台等功率的电喷柴油发动机。前两种配置方案中的发动机采用机械式燃油系统，第三种配置方案中的发动机采用电控喷油燃油系统。

发动机的电气控制主要包括发动机燃油系统电气控制、发动机的起动、发动机的停车、发动机的调速、发动机状态监测以及一些辅助控制方面的内容。

对于发动机的电气控制来说，机械式燃油系统与电控喷油燃油系统区别比较大。

1 发动机燃油系统的控制

为保证起重机长期停车后易于起动，燃油系统中的油箱上部安装了直流油泵，直流油泵为车用油箱专用油泵，直流油泵不工作时，燃油从油箱经柴油机自吸式燃油泵进入发动机。发动机起动时，通过司机室控制面板上的控制旋钮来控制直流油泵，直流油泵可方便的排除燃油供给系统中低压管路中的残余空气。通常每台柴油发动机都有一台对应的直流油泵。同时在油箱上部安装了油位传感器，油位传感器的电信号传输到司机室控制面板上的油位表，实时显示当前燃油箱的容量。

2 发动机的起动控制

在上述三种发动机配置方案中，发动机的起动都是通过控制发动机的起动电机来实现的。

对于采用机械式燃油系统的发动机，发动机的起动是通过控制发动机的钥匙开关，直接控制起动继电器来控制起动电机，但是对钥匙开关进行控制时，必须增加禁止重复起动的功能，也就是当发动机点火成功正常运转后，输出一个节点信号给发动机的起动电机控制回路，即当发动机正常运转之后即使接通发动机起动钥匙开关，发动机的起动继电器回路也不能工作，从而实现禁止重复起动的功能，以免损坏发动机的起动电机和飞轮。

对于采用电控喷油燃油系统的发动机，发动机的控制信号直接传送给发动机的ECU（如图1所示），ECU上有三个插槽，分别是发动机传感器线束、喷油器控制线束及整车线束。发动机的电气控制线路接入整车线束中的对应针脚，发动机ECU通过操作人员的控制信号来控制发动机的起动，控制信号也是通过整车线束输出的，ECU本身就具有禁止重复起动的功能。

当发动机的起动电机开始工作，并且发动机点火成功后，应立即松开起动开关。为了保护蓄电池，多次起动过程中，每次间隔时间要超过一分钟。

发动机起动成功后，发动机上的发电机同时也开始发电，给蓄电池充电并且向起重机电气系统供电。

3 发动机的停车

发动机不得在满负荷工况下突然停车。发动机卸载后应经短时间的空转使机体温度平衡后，让发动机恢复到怠速时再操作发动机停车。

对于采用机械式燃油系统的发动机，控制开关直接控制停车电磁阀来实现的，操作发动机停车开关使得停车电磁阀得电工作，停车电磁阀的电磁铁得电之后阀芯动作，阀芯动作之后拉动熄火开关切断油路。这类发动机的停车开关是自复位的，要操作该开关待发动机的转速将至零完全停车之后才能松开该开关，整个过程一般需要持续几秒钟。

对于采用电控喷油燃油系统的發动机，发动机的停车信号直接由司机室传送到发动机的ECU整车线束。发动机的电气控制线路接入整车线束中的对应针脚，发动机ECU通过操作人员的控制信号来控制发动机的停车，控制信号也是通过整车线束输出的。该停车开关和上两类发动机的停车开关有所不同，它可以是自锁的开关，只需要将开关旋转到停车位，发动机在ECU的控制下就可以自动切断喷油器的输出，实现停车。

4 发动机的调速

对于采用机械式燃油系统的发动机，柴油机的调速是通过调节喷油泵的摇臂来实现的，最早的油门操纵系统由手动油门和脚踏油门组成，手动油门由手动油门操纵总成和滑轮组、钢丝绳组成。手动油门操纵总成采用齿条结構形式，它可将发动机速度稳定在一定的数值上，减轻司机的工作强度。脚踏油门采用静压油缸传动结构，其工作原理为踩动踏板时，踏板推动总泵油缸顶杆，顶杆推到总泵活塞，活塞移动使工作介质（制动液）受压产生压力，通过管路进入工作缸，推动工作缸活塞和校正杆及摇臂，摇臂使发动机油门加速，当松开踏板时，踏板回位弹簧、摇臂回位弹簧使油门回位达到减速的目的。若要长时间稳定在某一转速，可用手动油门来实现。

发展到之后油门操纵系统演变为油门踏板和手油门均为电子式的，输出电信号来控制直线电机。通过直线电机加钢丝绳来控制喷油泵的摇臂的角度，油门的增加和减少通过直线电机的伸出和缩回来实现，在油门电机的推杆上安装钢丝绳，钢丝绳的另一端连接在喷油泵的摇臂上。

对于采用电控喷油燃油系统的发动机，发动机的油门踏板和手油门也为电子式的，油门操纵系统的信号通过整车线束传送给ECU，ECU根据得到的电信号直接控制喷油器喷油量的多少来实现调速的功能。

5 发动机状态监测

发动机运转过程中还需要把发动机几个比较重要的运行状态参数进行监测，这些参数主要有转速、机油压力、冷却水温度（水冷柴油机）或者是气缸温度（风冷柴油机）等。

对于采用机械式燃油系统的发动机，需要将这些参数对应的传感器的电信号接入对应的表上，但是对于采用电控喷油燃油系统的发动机来说，发动机的所有传感器的信号都通过传感器线束传递给ECU，我们只需要给每条发动机配置一块集成好的发动机仪表如图2所示，该仪表可以通过J1939协议和发动机的ECU进行通讯，发动机的ECU得电和仪表通讯成功后，ECU会自动将发动机的运行参数和故障信号传送到仪表上，这些参数在仪表上都可以实时查看。

6 发动机的辅助控制

发动机的辅助控制主要还包括进气口预热、冷却水预热等。进气口预热是在发动机起动时同时进行的。但是对于高寒地区使用的水冷柴油机来说，起重机在整备状态时是需要让冷却水维持在合适的温度以便发动机易于起动，这就需要发动机增加发动机的冷却水预热系统，通常该系统是利用基地的交流电源对冷却水进行预热的，当冷却水温度低于设定温度时，预热系统自动预热，当温度达到设定温度时自动切断加热系统电源。

随着发动机技术的发展，发动机的电气系统控制也会发生日新月异的变化来满足实际的需要。

参考文献：

[1]潍柴动力股份有限公司编著.潍柴动力蓝擎国III电控发动机电气匹配手册[Z].2008，08.

[2]苏澜.QTJS160型铁路起重机的设计研究[J].科技创新与应用，2014（15）：96-97.