HXD1型电力机车

HXD1型电力机车概述

HXD1型电力机车是单轴功率为1200kW、八轴、交流传动货运电力机车，由中国株机公司基于德国西门子公司的交流传动电力机车技术平台，并结合中国铁路运输实际情况自主研发。其持续功率为9600kW，最大启动牵引力760kN，最大再生制动力461kN，最高运营速度120km/h。截至2015年底，共生产917台HXD1型电力机车，其中株机公司生产804台，车号从0001~0250和1001~1554；资电公司生产113台，车号为6001~6113。

HXD1型电力机车的研制与生产分为三个阶段。第一阶段，2004-2010年，原铁道部主导下，株机公司为主体，对西门子交流传动电力机车进行技术引进、消化。机车制造分为三步，第一步为散件进口国内组装48台机车（车号为0001~0048），由西门子公司提供散件，株机公司负责车体、转向架制造以及机车整车的总成；第二步为国内制造22台机车（车号为0049~0070），由西门子公司提供牵引变流器、牵引电机和传动装置（其中牵引电机由西门子公司提供材料，株洲南车电机公司进行牵引电机组装，西门子公司提供技术支持）和微机控制系统等部件，株机公司负责机车整车的制造和牵引变压器的国产化；第三步为国内制造150台机车（车号为0071~0220），由西门子公司提供牵引变流器、微机控制系统，株机公司负责机车整车的制造和传动装置的国产化。机车2007年完成形式试验，开始批量生产和交付使用，截至2010年底累计生产220台，车号为0001~0220。

第二阶段，2011-2015年，株机公司在此基础上进行牵引变流器和网络控制系统国产化替代，研制出装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的自主化HXD1型电力机车（简称新HXD1型电力机车）。该机车基本结构和主要技术参数与原HXD1型机车相同，牵引制动能力保持一致。2012年完成整车和关键部件的形式试验及上线运用考核，2013年5月完成机车技术审查，截至2015年底累计生产交付新HXD1型电力机车554台，车号为1001~1554。

第三阶段，2012年5月，株机公司向资电公司平移新HXD1型电力机车工艺、制造技术，资电公司于2013年5月完成首台新HXD1型机车（车号为6001）整车形式试验，2013年11月取得生产许可资质。2014-2015年，资电公司为中国铁路总公司生产113台新HXD1型电力机车，车号为6001~6113，配属成都铁路局贵阳机务段担当干线货运牵引任务。2014年，大秦铁路股份有限公司又向株机公司采购原型HXD1型电力机车30台，车号为0221~0250，用于大秦铁路重载煤炭列车牵引任务。

HXD1型电力机车机车总体

HXD1型电力机车为双节重联机车，重联的两节车体相同。每节车体包括车体承载刚结构和车体附属部件两大部分。车体承载钢结构采用整体承载结构，主要由底架、司机室、侧墙、后端墙组焊成一个整体的单司机室框架式全钢焊接结构。车体附属部件主要包括顶盖、排障器、牵引缓冲装置、超载保护装置、机车门窗、内装饰、连挂风挡等。车体采用E级钢车钩和QKX100弹性胶泥缓冲器。

转向架方面，每节机车走行部为两台B2转向架，转向架可以互换通用。转向架主要由构架、轮对、轴箱、一系二系悬挂装置、牵引装置、电机悬挂装置、驱动装置、基础制动装置、轮缘润滑装置和附属装置等组成。转向架采用日字型焊接构架设计，一系悬挂采用螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，轴箱拉杆采用单拉杆，二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器。驱动系统采用牵引电机抱轴悬挂驱动。基础制动采用带蓄能制动的轮盘制动，由制动盘、制动夹错和合成闸片等组成。空气管路采用不锈钢管路，轮缘润滑采用油润滑装置。

HXD1型电力机车牵引电传动系统

牵引电路由牵引变压器、四象限变流器、中间直流电路、脉宽调制逆变电路和保护电路等组成。网侧电路由受电弓、真空主断路器、牵引变压器原边等组成。牵引变压器为EFAT6744型单相变压器，装有两台100Hz谐振电抗器。牵引变流器由两套相互独立的变流器组成，一个变流器包含两个输出并联的四象限变流器、一个牵引逆变器和一个辅助逆变器。牵引电机为JD160型三相异步牵引电机，采用强迫通风冷却方式，润滑方式为油润滑或脂润滑。

辅助电气系统包括集成在牵引变流柜内的辅助逆变器供电，并进行了冗余设计。辅助电气系统分成四个负载组，分别为三相变压变频支路、440V/60Hz三相恒压恒频支路、230V/60Hz单相交流支路或50Hz三相交流支路以及直流负载支路。负载包括牵引通风机组、压缩机、水泵、空调、蓄电池充电机、电炉、微波炉、前窗玻璃加热器、低压柜加热器、低压柜风机电机、撒砂加热器、后墙加热器、计算机电源以及机械间照明灯、司机室顶棚灯、辅助压缩机、冰箱、头灯和辅照灯、标志灯等。

HXD1型电力机车微机网络控制系统

HXD1型电力机车采用SIBAS32控制系统和TCN列车通信网络，分为中央控制单元CCU和牵引控制单元TCU两大系统。新HXD1电力机车采用自主开发的DTECS分布式车电子控制系统相TCN列车通信网络，预留了Locotrol分布式动力控制系统的接口，机车控制功能与既有HXD1型机车一致。

HXD1型电力机车车体和转向架

车体结构为双节重联机车，重联的两节车体相同，采用整体承载结构和车体附属部件设计。车体承载钢结构由底架、司机室、侧墙、后端墙组焊成单司机室框架式全钢焊接结构。转向架主要由构架、轮对、轴箱、一系二系悬挂装置、牵引装置、电机悬挂装置、驱动装置、基础制动装置、轮缘润滑装置和附属装置组成。转向架采用标准化、模块化设计，驱动系统采用牵引电机抱轴悬挂驱动，构架采用等刚度设计的日字型焊接构架，一系悬挂采用螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，轴箱拉杆采用单拉杆，二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器。基础制动采用带蓄能制动的轮盘制动，空气管路采用不锈钢管路，轮缘润滑采用油润滑装置。

HXD1型电力机车制动系统

每节机车有一套完整的风源系统，由一台主压缩机、空气干燥器、压力控制器、总风缸、止回阀、安全阀和主空气管路等组成。HXD1机车使用的CCBII空气制动系统是一个基于网络的电空制动系统，具备自动制动、单独制动、后备制动和停车制动等功能。CCBII型空气制动机由电子制动阀、扩展集成处理模块、继电器接口模块、电空控制单元等四个主要部件组成。部分新HXD1机车采用了DK-2制动系统，包括司机室制动操作部件、制动柜以及制动控制单元BCU、分配阀、紧急阀、中继阀、重联阀、放风阀、电空阀、传感器等组件，具备自动制动、单独制动、后备制动和停车制动等功能。