第四节 DF4机车电路图

电流所经过的路径叫电路，用规定的电工符号代替具体的电路所形成的图形叫电路图。内燃机车的电机、电器、仪表、接线柱以及它们之间的电器连接就构成机车电路图。

东风4型内燃机车电路图介于原理图和配线图之间，依据国际规定的符号绘制，主要由主电路、励磁电路、辅助电路、控制电路以及照明电路等五大部分组成。

识别电路图的基本步骤：司机进行了哪些操作，手动电器处于何种组合状态，哪些电器线圈得电或失电，得、失电电器对应的主触头和联锁处于闭合还是断开状态，依据联锁表示法则（上反下正、左正右反）判定电器的正反联锁，根据正反联锁定义确定触头的通断，最后分析哪些电路进行了相应的工作。

所谓电器的正联锁是指电器线圈在不得电情况下，触头处于断开的联锁（得电后闭合）；所谓电气的反联锁是指电器线圈在不得电情况下，触头处于闭合的联锁（得电后断开）。一般情况下，接触器主触头都处于断开状态（都视为正联锁）。

接线柱表示方法：用分式表示，分子表示接线柱的排号，分母表示接线柱在该排中的顺序号；第Ⅰ、Ⅱ操纵台内的接线柱分别在排号数字前加1、1字；动力室接线柱以X50/1-22中的任意一个表示。

东风4型内燃机车电路的主要特点：

1、1-2HKf触头在图中所示的状态是“前进”位。当换向手柄置“后退”位，图中1-2HKf的闭合触头将是断开的，而断开的触头则是闭合的。

2、1-2HKg触头在图中所示的状态是“牵引”位。当转换手柄置于“制动”位时，图中1-2HKg的闭合触头将是断开的，而断开的触头则是闭合的。

3、电路图中各电机、电器以及仪表等均处于无电或未受外力作用状态。

4、电路图中没有表示某些电器的机械联锁。

5、电路图中柴油机处于停机状态，各油、水、空气压力均为零。

6、各温度监测电器监测的是正常温度。

一、柴油机启动电路

1、准备工作

（1）机车柴油机整备良好，并将燃油、滑油和水系统各阀均置于运转位。

（2）使盘车机构脱开，ZLS盘车联锁闭合。

（3）闭合蓄电池闸刀XK和各电路自动开关DZ以及总照明开关ZMK。

（4）主手柄置“0”位，换向手柄置“中立”位。

（5）打开琴键开关机械锁，闭合1K、12K，操纵台上仪表显示：蓄电池电压96v，充放电电流处于放电（约10A），7XD亮，油、水温度均在20℃以上。

2、启动操作：

（1）打滑油：闭合启动泵开关3K，滑油泵继电器QBC得电动作,其主触头闭合，接通启动滑油泵电机QBD电路，QBD带动启动泵工作，对柴油机进行预润滑（当机油压力上升到显示时，断开3K）。其电路：

①QBC得电电路：XC→XK→1K→3K→RBC反→QBC线圈→XK→XC

②QBD工作电路：XC→XK→3RD→QBC主→QBD电机→XK→XC

（2）甩车：若柴油机停机时间较长，应进行“甩车”，排出气缸内油、水凝结物，防止发生“油槌”或“水槌”事故。

甩车时，打开各气缸示功阀，主手柄置“0”位，闭合1K，按1QA，QC得电动作，其主触头闭合，接通蓄电池向启动发电机供电电路，启动发电机作为串励电动机带动柴油机转动，转3-5圈后松开1QA，甩车完毕，关闭各示功阀。

若甩车过程中有油柱或水柱从示功阀中喷出，严禁启动柴油机；甩车时电路不受1SJ控制。其电路：

①QC电路：XC→XK→1K→1QA→ZLS→FLC反→QC线圈→RBC反→XK→XC

②QD电路：XC→XK→QC主→QF电机→XK→XC

（3）打燃油：闭合4K，然油泵继电器RBC线圈得电吸合，其主触头闭合，接通然油泵电动机1RBD或2RBD电路，电机带动然油泵运转泵燃油。同时1507-1515间RBC正联锁闭合接通无级调速驱动器WJT电源，为柴油机调速做准备；433-434间RBC反联锁断开启动滑油泵电路，不许手动打滑油；428-2022间RBC反联锁断开，使QC线圈受1SJ延时控制。其电路：

①RBC电路:XC→XK→1K→4K→4ZJ反→RBC线圈→XK→XC

②RBD:电路XC→XK→RBC主→3DZ（4DZ）→1RBD（2RBD）→XK→XC

（4）柴油机启动电路：在完成预润滑、甩车及打燃油工作后，启动柴油机；按下1QA，1SJ和QBC同时得电，1SJ进入计时状态，QBD带动起动机油泵运转自动打滑油，其电路：

①1SJ电路:XC→XK→1K→1QA→ZLS→FLC反→1SJ→XK→XC

②QBC电路:XC→XK→1K→1QA→ZLS→RBC正→QC反→QBC→XK→XC

（QBD电路与打滑油电路相同）

经45-60秒延时后，1SJ的晶闸管导通，QC得电吸合，其主触头接通蓄电池向启动发电机供电电路，QF电机作为串励电动机运转带动柴油机爆发启动，电路为：

QC电路:XC→XK→1K→1QA→ZLS→FLC→QC→1SJ→XK→XC

（QC得电后，QF电机工作与甩车是相同）

QC吸合后，其431-432间反联锁断开，切断QBC线圈电路，QBD停止工作，自动打滑油结束；而439-443间正联锁闭合，接通电磁联锁DLS线圈电路，DLS动作使调速器动力活塞下方建立油压而进入正常工作。电路是：

DLS电路:XC→XK→1K→4K→4ZJ→QC→DLS→XK→XC

柴油机在QF的驱动下，其转速达到150-200r/min左右就可点火工作，主机油泵取代起动机油泵对柴油机进行润滑，当机油压力达到100kPa以上时，松开1QA，柴油机启动完毕，QC、1SJ、QBC全部断电。

松开1QA后，QC失电，DLS线圈电路由QC正联锁并联的1-2YJ联锁和经济电阻Rdls维持供电，若机油压力低于80kPa时，1-2YJ自动断开，切断DLS线圈电路，柴油机自动停机，达到低油压保护柴油机的目的。电路是：

DLS电路:XC→XK→1K→4K→4ZJ→Rdls→1YJ→2YJ→DLS→XK→XC

（DLS线圈电路中串接Rdls的目的是保护DLS线圈，减少工作时的通电电流，延长使用寿命）。

二、柴油机启动后的辅助电路

柴油机启动后，操纵台上各仪表显示应符合：

机油压力表指示应大于100kPa；

燃油压力表应为150-250kPa；

油水温度应在20℃以上。

1、启动发电机发电电路

柴油机启动后，串励绕组D1D2切断，闭合5K,FLC得电吸合，其主触头闭合，将启动发电机他励绕组F1F2及电压调整器DYT接入,启动发电机开始发电，在DYT的控制下，使其输出电压保持在（110±2）V范围内，向蓄电池充电，同时向低压用电设备及控制电路供电。其电路为：

①FLC电路:XC→XK→1K→4K→5K→GFC反→FLC线圈→XK→XC

②QF励磁电路:XC→XK→1DZ→FLC正→FLC正→QFF1F2→DYT→XK→XC

③QF发电电路:QFMG→2RD→NL→RC→1RD→3FL→XK→XC→XK→QFS2

2、启动发电机固定发电电路

F正常发电时，DYT中的主晶体管工作在高速开关状态，并自动调节QF励磁电流的平均值，使输出电压稳定在（110±2）伏下。若DYT发生故障，启动发电机停止发电，便要进入固定发电状态；此时闭合8K，使固定发电继电器GFC得电吸合，其主触头闭合，QF改为固定发电。其电路：

X5/2→X14/1→1K→15DZ→4K→5K→GLC→GFC线圈→8K→X8/14

XDC→XK→3FL→1DZ→GFC→Rgf→QF他励绕组→GFC→XK→XDC

在固定发电情况下，启动发电机的电压是可变的；因E=CeΦn(E为发电机发出的电动势（电压）；Ce为电机常数，Φ为固定励磁电流产生的磁通，n为发电机转速)，所以随柴油机的转速变化而变化；

3、空压机泵风电路

东风4型内燃机车设有两台空气压缩机，分别由空压机电动机1-2YD驱动，其任务是向机车总风缸泵风，使总风缸压力始终保持在750-900kPa，以供给车上风动电器和空气制动系统用风。空压机电动机由QF供电，因此只有启机后、辅助发电机发电时，才能工作。

闭合10K，1-2YD受风压开关YK自动控制，当总风缸压力低于750kPa时，YK触头闭合，接通YC线圈电路，主触头闭合接通1-2YD电路，开始泵风，6XD亮。当总风缸压力大于900kPa时，YK触头断开，切断YC线圈电路，主触头断开1-2YD电路，停止泵风，6XD灭。因此总风缸压力始终保持在750-900kPa。

若YK失控（风压低于750kPa时不闭合），可按手动泵风按钮2QA，直接接通1-2YD电路，观看风压表，压力达到900kPa时，松开2QA。如此重复操作，以保证机车运行中的安全。

三、机车走车电路

在学习走车电路时，首先掌握该电路中5个电器的得电顺序，以便于理解和处理电路故障，其得电顺序是：HKg→HKf→LLC→1-6C→LC。

1、走车前的准备工作

接地开关DK置工作位。

故障开关1-6GK置运转位。

油水温度在40℃以上，各电压、电流表、仪表显示正常，自负荷开关1-6ZFK置非工作位。

磁场削弱开关XKK置自动过渡位。

闭合机控2K，工况转换手柄置“前进”或“后退”位。

电阻制动控制箱故障开关GK置运行位（Ⅰ位）

完成上述工作后，主手柄从“0”位提至“1”位，机车即可起动。

2、机车起动电路（以牵引、前进为例）

（1）1-2HKg（1）线圈电路：

换向手柄移至“前进”位，SK2、3号触指闭合，SK3号触指接通1-2HKg电空阀线圈电路，1-2HKg得电动作，1-2HKg牵引位12对触头闭合，使主电路中1-6D电枢绕组A1B1与励磁绕组D1D2串联起来，将牵引电动机接成牵引工况。

X5/2→1K→15DZ→2K→16DZ→X15/11、12→SK3号触指→X15/9→X3/1→1HKg（1）、2HKg（1）线圈→X8/19(-)

（2）1-2HKf（1）线圈电路：

主手柄从“0”位移至“1”位，SK5号触指闭合，接通1-2HKf（1）电空阀线圈电路，1-2HKf得电动作，1-2HKf前进位12对触头闭合，使主电路中1-6D励磁绕组按前进运行连接，构成机车前进方向。

X5/2→1K→15DZ→2K→16DZ→X15/11、12→SK5号触指→X15/8→X3/3→1C→2C→3C→4C→5C→6C→1HKf（1）、2HKf（1）线圈→X8/19(-)

（3）励磁机励磁电路：

1-2HKf动作后，1、2HKf辅助触头闭合，接通LLC线圈电路，LLC得电动作，其主触头闭合，接通L励磁绕组与测速发电机CF电枢绕组电路。

X5/2→1K→15DZ→2K→16DZ→X15/11、12→X3/2→1HKf→2HKf→LJ反→DJ反→1ZJ反→3ZJ反→2ZJ反→LLC线圈→2019→X8/17(-)

（4）测速发电机CF供给励磁机L的励磁电路：

CF（+）→X7/7→GLC反→2DZ→LLC主→Rwq（主手柄1位）→Rlt→2HKg辅助联锁→X7/5→L励磁绕组→X7/14→2HKg辅助联锁→X7/6→2ZJ反→CF(-)

（5）测速发电机CF的励磁电路：

X3/4.5→Rlcf→X7/11→X50/19→Rgt→X50/20→→CFE1E2→2060→

↓→Rlcf2→→→→→→→→→→↑

→X8/21(-)

(6)主接触器得电电路：

LLC动作后，正联锁闭合接通1-6C电空阀线圈电路，1-6C主触头接通1-6D电路。因1-6C并联，就以1C为例

X5/2→1K→15DZ→2K→16DZ→X15/11、12→X3/4→X3/5→2ZFK反→5ZFK反→LLC正→1GK→1C线圈→2008→X8/18(-)

(7)励磁接触器得电电路：

1-6C动作后，正联锁闭合接通LC线圈电路

X5/2→1K→15DZ→2K→16DZ→X15/11、12→X3/2→1HKf→2HKf→LJ反→DJ反→1ZJ反→3ZJ反→2ZJ反→1-6C正→LC线圈→2087→X8/18(-)

(8)牵引发电机励磁电路：

LC动作后，主触头闭合接通主发电机励磁电路

L→2ZL（+）→LC触头→F主发电机励磁绕组→2ZL（-）→L

(9)牵引电动机主电路：

1-6C动作后，主触头闭合接通牵引电动机1-6D主电路，因1-6D并联，以1D为例：

F→1ZL（+）→1C→1FL→1D电枢绕组→1HKg→1HKf→1D励磁绕组→1HKf→1HKg→1ZL（-）→F

四、柴油机调速电路

柴油机升、降速受控于SK7、8号触指的通断，SK7、8号触指控制无级调速驱动器WJT，使其向步进电机发出升降速脉冲信号，从而调节柴油机转速。

主手柄置“0”、“1”、“降”位时，SK7、8号触指均断开，WJT发出降速脉冲信号，步进电机反转，柴油机转速不停地下降，直至430r/min。主手柄置“保”位时，WJT不发出信号，步进电机不工作。主手柄置“升”位时，SK7、8号触指均接通，WJT发出升速脉冲，使步进电机正转，柴油机转速不断升高，直至1000r/min。控制电路：

X5/2→1K→15DZ→SK7、8号触指→WJT→步进电机

五、磁场削弱控制电路

为了扩大机车速度调节范围，东风4型机车采用磁场削弱的方法进行。其原理是：机车在运行过程中，若要提高速度V2(V2=V1+a，V2是要提高的速度，V1是机车原有速度，a是机车加速度),就需要增大加速度a，而要增大a(F-f=ma，F是机车发出的牵引力，f使整个列车的阻力，m是列车质量),就要提高牵引力F，牵引力F与6台牵引电动机电磁转矩MD成正比例，也就是要增加电动机的电磁转矩(MD=CMΦI，CM是电机常数，Φ是主磁极产生的磁通，I是电机电枢电流)，增大转矩就要增大电枢电流，根据公式I=(U-E反)/(RD+RL)（RD是电机电枢绕组电阻，RL是电机力磁绕组电阻）知，增大电流的方法，一是提高端电压U，二是减少反电势E反，减少反电势的方法（E=CeΦn，Ce是电机常数；n是电机转速，与机车速度成正比）是减少磁通Φ，因此，通过在牵引电动机励磁绕组并联电阻（分流）的方法来减少反电势，以达到扩大机车速度调节范围的目的。磁场削弱有自动和手动两种情况；

1、自动过渡控制电路

XKK置自动位后，817号线与控制电源负端相连，过渡装置GDZ进入工作状态；第二轮对轴箱上装有一台与机车速度成正比的测速发电机，此信号输入GDZ自动控制1-2XC1和1-2XC2，从而实现一级或二级磁场削弱。

当机车速度达到一级过渡点时，GDZ使1-2XC1线圈得电：

X5/2 ••• 1ZJ正→1HKg辅助联锁→1-2XC1线圈→X3/7→GDZ→X3/9→X16/7→XKK自动位→X15/17→X8/14(-)

1-2XC1得电动作，其主触头闭合接通1-6D励磁绕组两端间的1-6RX1电阻，实现一级磁场削弱。

当机车速度达到二级过渡点时，GDZ使1-2XC2线圈得电：

X5/2 ••• 1ZJ正→1HKg辅助联锁→1-2XC2线圈→X3/7→GDZ→X3/9→X16/7→XKK自动位→X15/17→X8/14(-)

1-2XC2得电动作，其主触头闭合接通1-6D励磁绕组两端间的1-6RX2电阻，实现二级磁场削弱。

当机车速度降至某一数值时，GDZ将使1-2XC1、2相继释放，切断1-6RX2或1-6RX1电路，分别实现二级和一级反向过渡。

2、手动过渡控制电路

当GDZ发生故障时，可将XKK转换至“Ⅰ”或“Ⅱ”位，直接实现一级合二级磁场削弱，电路与自动过渡基本相同。

五、故障励磁电路

当机车正常励磁运行中发生无压无流故障时，可采用故障励磁，维持机车运行。方法是闭合9K，主手柄提1位，5ZJ、GLC、GFC得电动作，机车转为故障励磁运行，同时QF转入固定发电工况，9XD、10XD亮。

1、5ZJ线圈电路

X5/2•••5ZJ线圈→1HKg辅助联锁→X4/16→X16/21→9K→X15/17(-)

5ZJ得电动作，424～425号线间5ZJ常开触头闭合接通GLC线圈正端，电路387～388号线间5ZJ常开触头闭合接通GFC线圈正端电路，594～512号线间5ZJ常开触头闭合接通GLC、GFC线圈负端电路。

2、GLC线圈电路：

X5/2•••→2ZJ反→5ZJ正→GLC线圈→5ZJ正→•••9K→X15/17(-)

GLC得电动作，其主触头闭合，使L励磁绕组获得由QF固定发电供给的励磁电流，而不再由CF供电。其电路：

QF（+）→X4/9→GLC主→Rgl→Rwq→Rlt→2HKg辅助联锁→X7/5→L励磁绕组→X7/14→2HKg辅助联锁→X7/6→GLC→X8/9→QF(-)

598～649号线间GLC常开触头闭合，切除CF电机。

3、GFC线圈电路

X5/2•••→5ZJ正→GFC线圈→5ZJ正→••••9K→X15/17(-)

GFC得电吸合，QF转入固定发电工况运行。断开9K，5ZJ、GLC、GFC自锁，主手柄回“0”位解锁。

第五节 机车保护电路

为使柴油机和主要电气设备免受严重损伤，东风4型内燃机车采用了许多保护措施。

一、曲轴箱防爆保护电路

由差示压力计CS和4ZJ组成。当由于活塞环折断、活塞裂纹等故障使燃气窜入曲轴箱，使曲轴箱内压力超过600Pa时,CS动作，4ZJ线圈得电，438～439号线间常闭触头断开，切断DLS、RBC线圈电路，使喷油泵齿条回到停油位，同时RBD也停止工作，柴油机停机。

当差示压力计动作后，4ZJ反联锁断开，切断RBC电路，柴油机停机，同时4ZJ吸合自锁，欲解锁需断开4K。

二、滑油压力保护电路

为保证柴油机各部润滑和冷却，东风4型内燃机车设有两个等级的滑油压力保护系统：一是停机保护1-2YJ，二是卸载保护3-4YJ。具体工作如下：

1、低滑油压力保护

当滑油压力低于80kPa时，1-2YJ常开触头断开，切断DLS线圈电路，联合调节器使供油齿条回到停油位，柴油机停机。

2、高滑油压力保护

当柴油机在730r/min以上运转时，安装在柴油机供油齿条拉杆上的油量开关UK使3ZJ得电吸合，串联在LLC、LC线圈回路中的3ZJ常开触头断开，使3-4YJ投入保护作用。若滑油压力低于160kPa，则3-4YJ常开触头断开，切断LLC、LC线圈供电电路，柴油机卸载。

三、水温保护电路

为保证柴油机正常工作，当柴油机冷却水温度超过88℃时，WJ动作，其常开触头闭合，3SJ进入工作状态，经8-10s延时后,3SJ晶闸管导通使2ZJ得电吸合，301～302号线间2ZJ常开触头断开，切断LLC、LC线圈供电电路柴油机卸载。

四、防高位起车保护电路

为防止高手柄位走车，东风4型机车在励磁控制电路中设置了1ZJ。该保护电路由1ZJ常开触头和LLC常开触头并联而成,串接在LLC、LC线圈回路中，只有主手柄在“0”、“1”位时，1ZJ才不得电，这样常闭触头才是闭合的，才能接通LLC、LC线圈电路；否则，如果主手柄越过“1”位，1ZJ常闭触头断开，LLC、LC线圈不能得电，机车开不了车。

五、主电路过流保护电路

为防止主电路短路或牵引电动机环火等原因造成主电路电流过大而烧损电气设备，设有主电路过流保护电路，当主电路电流达到6500A时即为过流。

在牵引发电机输出端设有V型接法的二个穿心型电流互感器1-2LH，其原副边之间的变比为5000比5，原边线圈为一匝（即主线），副边为互感器线圈。互感器输出电流经3ZL整流、滤波后供给LJ线圈及直流侧输出电流表。当主电路电流大到6500A时，流过LJ线圈电流为6.5A，LJ动作，其常闭触头断开LLC、LC线圈供电电路，柴油机卸载。

六、主电路接地保护电路

牵引电动机绝缘损坏、产生环火及电气触头发生飞弧等现象时，都会造成主电路接地。

接地保护电路主要由接地开关和接地整流等组成，其中设有“中立”、“运转”、“接地”位。机车运行时，DK置“运转”位，177号线与178号线相通，DJ线圈的一端经4ZL通过178号线与及车车体相通，形成人为接地点。DJ线圈另一端经DK与牵引发电机三相绕组中性点相连，中性点电位为零，因此主电路的其他各点与中性点均有电位差。所以无论主电路任何一点接地时，都会通过DJ与中性点有电位差而有电流流过，DJ动作，其常闭触点断开LLC、LC电路，柴油机卸载，4XD、7XD亮。

若牵引电动机电枢绕组中有一点接地，那么就形成下面的电路：

高电位→接地点A→人为接地点→179线→Z4→DJ线圈→182线→Z1→178线→177线→X1/10→牵引发电机中性点。

如果牵引电动机励磁绕组中有接地点，就是负端接地，此电位低于中性点电位，就形成与上述情况相反的电路。

当DJ动作后，应立即使主手柄回“0”位，查找接地点；若查不出，可将DK置“接地”位，手动恢复DJ，提手柄加载，如果DJ不再动作，则说明主电路负端接地，让DJ在“接地”位，维持机车运行，待机车回段后处理。

若开关置“接地”位后DJ仍动作，说明高电位接地，可利用扳动故障切除开关1-6GK方法，依次切除电机，排出接地，维持机车运行。严禁盲目将DK置“中立”位维持运行。

微机保护：