装用D180-16高速柴油机的交流传动内燃机车起机控制策略.pdf

装用D180-16高速柴油机的交流传动内

燃机车起机控制策略

摘要：基于装用D180-16型高速柴油机的交流传动内燃机车，对机车微机网

络控制系统进行了介绍，阐述机车柴油机及其辅助系统的设计方案，并根据D180

型柴油机的技术参数及性能指标，在机车微机网络控制系统的基础上，探讨适用

于装用D180型高速柴油机的交流传动内燃机车的起机控制策略，使柴油机更好

地与机车各系统相匹配，有效提升机车起机的可靠性和稳定性。

关键词：D180-16高速柴油机；起机控制策略；微机网络控制系统；交流传

动内燃机车

1、前言

近年来，随着国家经济的高速增长，我国铁路也不断加强高速化、重载化以

及多式运输立体化建设以满足生产力的发展要求，为了适应现代化铁路运输的发

展趋势，内燃机车已经逐渐采用大功率高速柴油机。此外，在国家“双碳”发展

战略和轨道交通行业绿色环保转型目标的推动下，对铁路内燃机车及其发动机也

提出了更加严格的排放标准，这就要求内燃机车采用的柴油机需要具备轻量化、

低油耗、排放低等特点以符合行业的发展需求。

D180-16大功率高速柴油机具备环保等级高、轻量绿色等优点，采用了智能

控制等国际先进技术，目前已经在FXN3交流传动内燃机车上完成换装改造，并

处于运用考核的关键阶段。为了匹配D180-16柴油机的性能指标和工作特点，在

微机网络控制系统升级改造的基础上，对机车的起机控制策略进行了优化，从机

车的运用情况和机车数据来看，机车起机稳定可靠，实现了柴油机及机车整体的

高匹配性。

2、微机网络控制系统设计方案

装用D180-16高速柴油机的交流传动内燃机车微机网络控制系统由中央控制

单元（CCU）、牵引控制单元（TCU）、司机室显示屏（DDU）、远程I/O模块

（ROIM）、制动控制单元（BCU）、时间记录单元（ERM）等设备构成，同时并针

对不同设备和功能，采用以太网、WTB、MVB、CAN等多种通讯方式，实现了数据

流的快速交互。

中央控制单元作为微机网络控制系统的核心，通过远程I/O模块对机车各系

统数据进行采集，并根据机车的运行工况对各子系统下发指令，控制机车各设备

动作，实现对整车系统的逻辑控制。此外，中央控制单元将采集的各元器件及子

系统数据与设定的正常工作参数进行比对处理，实现机车状态的实时监测和故障

诊断，并通过以太网通讯与司机室显示屏实现数据交互，将机车状态数据及故障

信息显示在司机室显示屏上，以实时了解机车运行状态。微机网络控制系统拓扑

图如图1所示。

图1.微机控制网络拓扑图

3、柴油机及其辅助系统设计方案

D180-16柴油机为大连中车柴油机公司自主研发制造的16缸大功率高速柴油

机，采用国际先进设计原理和控制方法，标定转速达到1800rpm，标定功率达到

3280kw，惰转转速达到600rpm，此高速柴油机组设计满足铁路行业高速重载的牵

引需求，为匹配D180-16高速柴油机的技术参数并充分发挥其性能，机车微机网

络控制系统对不同牵引挡位下的柴油机转速等相关控制参数进行了适应性优化如

表1。

表1.不同牵引档位对应的相关控制参数

档柴油机转柴油机功率

位速（rpm）（kW）

惰

600100

转

11000200

21400600

31410950

414401150

514701350

61500