【TB铁路运输标准】 内燃机车牵引热工性能台架试验方法

ICS45.060.10
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3166-2016
代替TB/T3166—2007
内燃机车牵引热工性能台架试验方法Stand test methods of diesel locomotives traction and thermodynamic performance2016-05-26发布
国家铁路局
2016-12-01实施
规范性引用文件
试验条件
试验方法
试验结果计算
附录A（规范性附录）
测量参数及相对偏差要求
TB/T3166—2016
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本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。TB/T3166-2016
本标准代替TB/T3166一2007《内燃机车台架试验方法牵引热工性能试验》。与TB/T3166-2007相比主要技术变化如下：
一增加了规范性引用文件（见第2章）；一增加了试验场所、温度测点位置试验环境条件方面的要求（见3.1）；一增加了试验机车整备状态、车载仪器及数据、机车轮径测量等方面的基本要求（见3.2）；一增加了试验设备扭矩、转速、功率、冷却等方面的基本要求（见3.3）；一增加了试验方法、试验调整、部件更换、中断处理等方面的内容（见第4章）；一增加了测量交流电机参数的内容（见第5章及附录A）；一增加了试验结果计算方面内容（见第5章）；修改了试验环境条件的要求（见3.1，2007年版的3.4.1）；一修改了测量参数方面的内容（见附录A，2007年版的3.5）；一删除了机车起动牵引力的试验方法（见2007年版的3.4.5）。本标准由铁道行业内燃机车标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中车大连机车研究所有限公司、中国铁道科学研究院机车车辆研究所、中车大连机车车辆有限公司、中车资阳机车有限公司、中车戚墅堰机车有限公司。本标准主要起草人：刘和才、李季、李海燕、孟浩、钱纪富、柴永泉、刘茹。本标准所代替标准的历次版本发布情况：TB/T3166一2007。Ⅲ
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1范围
内燃机车牵引热工性能台架试验方法TB/T3166-2016
本标准规定了在定置滚动试验台上进行内燃机车牵引热工性能试验的试验条件、试验方法、测试参数和试验结果计算。
本标准适用于以柴油机为动力的电力传动或液力传动内燃机车及内燃动车（以下简称机车）。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T3315一2006内燃机车制成后投入使用前的试验方法TB/T3155—2007内燃机车定置性能试验方法TB/T3156一2007内燃机车牵引性能试验方法3试验条件
3.1环境条件
3.1.1海拔不高于700m。
3.1.2相对湿度不大于95%（该月月平均温度不超过25℃）。3.1.3周围空气温度不超过30℃。注：周围空气温度测点位置距机车柴油机进气和机车散热器进气口中心水平距离2m处，两侧各设置2点，取其温度平均值。
3.1.4试验场所不应少于5倍被试机车的外轮廓体积空间，周围空气保持流畅。3.1.5超出环境条件的试验，由相关方协商，在试验报告中应给予说明。3.2试验机车状态
3.2.1机车应为全整备重量状态，并符合GB/T3315一2006中5.1的规定。试验期间使用的燃油、机油、液力传动工作油及冷却水的数量和质量指标，应符合图样及技术文件的规定。各种滤清器应按规定检查和清洗。
3.2.2为满足测试和传感器安装的需要，对试验机车的冷却水系统、机油系统、传动工作油系统、燃油系统和柴油机进排气系统，以及辅助传动系统应进行必要的改装，改装时应尽可能保持机车实际状态。冷却水、机油、传动工作油的流量、温度、压力等应和机车的实际运用情况基本一致。3.2.3试验机车应使用试验台测量仪器和测量系统进行测量和数据采集。由于受测试条件的限制，允许试验相关方商定，使用车载测量用传感器、仪表及测量数据，但应符合计量规定并在报告中标明。3.2.4试验前应对机车轮对滚动圆直径进行测量并记录，取平均值。3.3试验设备
3.3.1试验台应配备轨道轮扭矩、转速测量装置。3.3.2试验台设备的制动功率应大于试验机车的牵引功率，且满足试验机车的试验速度范围要求，3.3.3机车轮对与轨道轮对不应发生偏靠；轨道轮顶面应洁净无污物。3.3.4试验台应配置适当的进气、排气、排烟、环境温度控制设备。对于机车运行时自然冷却的部件，可配置适当风冷装置以模拟机车运动所产生的走行风冷却效果。1
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3.3.5试验设备相对偏差见附录A。3.4试验参数
试验中测量的参数见附录A。
3.5试验前的准备
3.5.1试验前，提交试验机车的单位至少应提供以下技术文件：a）
机车总体技术条件。
机车牵引特性计算报告。
机车冷却水、燃油、机油、空气及液力传动工作油等系统图。d)
机车主电路及控制电路图。
计算柴油机功率所必需的技术参数或资料。如：主发电机（或液力传动箱）效率曲线、辅助系e)
统消耗功率或计算公式等。
f）与试验工作相关的一些装置的部件、零件图和技术文件、技术数据等。3.5.2试验前应根据试验目的和要求，对附录A中适用的测量参数进行确认，可依据机车车型的不同对测量参数进行增减，编制试验大纲。试验大纲还应包括试验环境和条件、机车试验手柄位（应包括最高手柄位）、速度点，以实现不同的负荷工况。3.5.3试验前应根据机车技术文件制定试验机车各项工作参数的允许值，在各种试验工况，以下各项参数均不应超出允许值：
a）柴油机冷却水温度；
柴油机机油温度；
柴油机气缸排温、总管或支管排温；d）
柴油机爆发压力（需要时）；
中冷器进口水温；
增压器转速；
液力传动工作油温：
技术文件规定的其他机车运行受限参数。3.5.4
正式试验前应进行机车与试验台的匹配调整试验。调整试验的试验工况包括柴油机空载、部分负荷，全负荷下，机车低速、高速运转。在试验过程中检查机车各项工作参数、性能指标是否正常。经过调整试验后，机车各项技术指标应符合有关技术文件的规定。4试验方法
4.1被试机车沿试验台引导装置进人，与试验台车钩挂靠，完成机车在试验台上的水平定位。此时被试机车轮对与预先调整好的轨道轮对中心垂直对中，然后通过升降机构将被试机车完全落座于轨道轮对顶面。
4.2试验时被试机车处于牵引工况，在机车允许加载条件下，按试验大纲要求选择某一机车手柄位，机车开始运行。由试验台设备提供机车负载同时控制机车速度，只有当机车轮周牵引力与阻力平衡时，机车速度达到稳定状态。
4.3从机车持续速度到最大速度范围内，每间隔8km/h至10km/h选择一个工况点，应包括持续速度和最高恒功率速度。只有当机车轮周牵引力、机车速度和温度基本达到稳定状态后才可以记录。试验中每个工况点各测试参数由计算机连续采集30s记录数据。4.4机车手柄位位置应与试验工况点测量数据记录同步进行记录。4.5在性能试验过程中，对机车各项工作参数不应调整，重要部件不应更换，如需调整和更换则试验应重新开始。
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4.6如果因试验机车或试验设备故障造成中断停车，则是否需要部分或全部重试应根据中断原因及对试验结果的影响程度由试验相关方共同商定。4.7试验期间机车发生的故障、位置、性质及处理结果应做记录。5试验结果计算
5.1机车轮周牵引力
机车轮周牵引力(F)按公式（1)计算。F=
式中：
轮周牵引力，单位为千牛（kN）；F
T扭矩仪扭矩，单位为千牛米（kN·m）；n传动效率，机车轮至轨道轮之间与轨道轮至扭矩仪之间的总效率；d—轨道轮直径，单位为米（m）。半磨耗轮周牵引力（F）按公式（2）计算。D
F'=F×
式中：
F按轮箍半磨耗状态修正后的轮周牵引力，单位为千牛（kN）：D一实测机车车轮滚动圆直径，单位为米（m）：D一轮箍半磨耗状态的车轮滚动圆直径，单位为米（m）。5.2机车速度
各轴（轮周）速度（u）按公式(3)计算。w:=60mdn/1000
式中：
一各轴（轮周）速度，单位为千米每小时（km/h）；n：一各轴转速，单位为转每分钟（r/min）；d—轨道轮直径，单位为米（m）。机车速度（）)按公式(4)计算。=()/6
式中：
实测机车（6轴）速度，单位为千米每小时（km/h）。半磨耗机车速度（）按公式(5）计算。D
式中：
一按轮箍半磨耗状态修正后的机车速度，单位为千米每小时（km/h）。5.3机车轮周功率
机车轮周功率（N）按公式(6)计算。Nk=(F×v)/3.6
式中：
N——机车轮周功率，单位为千瓦（kW）。（1)
· (3)
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5.4机车轮周效率
机车轮周效率（m）按公式（7）计算。式中：
3600Nk
×100%
nk—机车轮周效率，用百分数（%）表示；e,机车单位燃油消耗量，单位为千克每小时（kg/h）；Q.——燃油低热值，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.5柴油机有效功率
柴油机有效功率（N。)按公式(8)计算。N.=N,+ZN.
式中：
N——柴油机有效功率，单位为千瓦（kW）：N一一柴油机驱动主发电机或液力传动箱的功率，单位为千瓦（kW）；ZN.——柴油机驱动辅助设备功率之和，单位为千瓦（kW）。5.6柴油机驱动主发电机输出功率按TB/T3156—2007中6.1.3.7计算。5.7柴油机驱动的辅助设备功率
按GB/T3155—2007中6.4计算。
5.8机车轮周功率燃油消耗率
机车轮周功率燃油消耗率(g.)按公式(9)计算。3.6×10°×WQ
式中：
-机车燃油消耗率，单位为克每千瓦时［g/（kW·h）]；g
W一一计量时间t秒内柴油机燃油消耗的质量，单位为千克（kg）；t——消耗质量为W燃油的实测时间，单位为秒(s）；Q。——标准燃油低热值，为42000kJ/kg。5.9机车恒功率范围系数
机车恒功率范围系数（H)按公式(10)计算。H=Au/(umax-v）
式中：
H——机车恒功率范围系数；
··(7)
（10）
At一机车恒功率速度范围（机车最高恒功率速度与持续速度之差），单位为千米每小时（km/h）；机车最高速度，单位为千米每小时（km/h）；u。机车持续速度，单位为千米每小时（km/h）。注：凡机车轮周功率不低于持续速度时轮周功率的速度，均称为机车恒功率速度。5.10磁场削弱系数（适用直流牵引电动机）磁场削弱系数（β）按公式（11）计算。4
式中：
β——磁场削弱系数，用百分数（%）表示；IpL——牵引电动机励磁电流，单位为安（A）；I。——牵引电动机电枢电流，单位为安（A）。5.11牵引电动机电流分配不均匀度机车在持续速度工况时牵引电动机电流分配不均匀度（入）按公式（12）计算。[max-I.
式中：
=×100%
A一一牵引电动机电流分配不均匀度，用百分数（%）表示；Im——牵引电动机电流中最大的支路电流值，单位为安（A）；Imin—一牵引电动机电流中最小的支路电流值，单位为安（A）。5.12性能曲线
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··（12)
根据测试和计算结果，绘制试验机车的牵引性能（牵引力、轮周功率与速度及手柄位关系）和试验机车的热工性能（油耗率、轮周效率与速度及手柄位关系）曲线。S
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（规范性附录）
测量参数及相对偏差要求
测量参数及相对偏差应符合表A.1的要求。表A.1
电参数（DC/AC）
轮周牵引力
运行时间
动轮轮径
主发电机电压
主发电机电流
辅助发电机电压
辅助发电机电流
励磁机电压
励磁机电流
牵引电动机电压
牵引电动机电流
牵引电动机励磁电流
柴油机转速
增压器转速
冷却风扇转速
牵引电机通风机转速
柴油机进、出口冷却水温度
柴油机进、出口机油温度
测量参数及相对偏差
量参数
机油热交换器进、出口水温度
中冷器进、出口水温度
增压器压气机进气温度（滤清器窗中心前15cm处测量）中冷器前增压空气温度
中冷器后增压空气温度
柴油机各缸排气温度
柴油机总管排气温度（涡轮前）柴油机总管排气温度（涡轮后）散热器进气温度（百页窗中心前15cm处测量）液力变矩器工作油温度
相对偏差
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