内燃机车发展总结

展望
我国国家铁路以发展电力牵引为主,主要干线要实现电气 化。 但是应当看到:许多二级干线、支线铁路、专用线和其他 铁路(地方铁路、工矿铁路和合资铁路等) ，以及大量的 调车小运转作业,还是要采用大量的内燃机车；在未来 铁路机车总保有量中,内燃机车仍会占有较大的比例;现 有的内燃机车需要报废，需要继续补充新的内燃机车; 现有的老机车，或者要进行新技术改造,或者要换用具 有最新技术水平的新型内燃机车。同时,由于南北两大 机车车辆集团公司和各工厂的努力,我国内燃机车产品 在世界市场上已经占有了一席之地,出口形势看好。 所以,我国内燃机车的前景仍然具有相当大的发展空间。
我国内燃机车与国际先进水平的 差距
我国内燃机车与国际先进水平的 差距
1）运输安全可靠性难以满足要求，设备故障时有发生， 给运输安全带来不少隐患； 2）机车整体技术档次不高，许多关键技术落后于发达国 家；国外交流传动机车已大批量生产，而我国才刚刚起 步； 3）设备运用和维修成本较高，由于设计生产质量不高， 运用中需要大量的人力、物力和财力支撑； 4）功能上不适应运输发展需要，尤其是在标准化、系列 化、模块化、信息化方面与发达国家相比存在明显的差 距，也满足不了我国铁路发展对机车高速和重载的要求。
国外内燃机车技术水平
(3)世界交直流电传动内燃机车的技术水平 Alstom公司、GE公司、GM公司、俄罗斯和中国的交 直流电传动内燃机车，都属于当今世界最高技术水 平的交直流电传动内燃机车。当然，从不同的角度 进行分析，各有不同的特点。 ① 运行速度最高的批量生产交直流电传动客运内燃 机车 1999年由Alstom公司和GM公司为英国开发制造 的67型（GM公司称为JT42-HWHS型）和68型 （Alstom公司称这两种机车为DE32B型）内燃机车， 其最高速度达200km/h。
我国内燃机车经过50多年，取得了长足的进 步，也为中国铁路的发展、特别是为中国铁路的 四次大提速作出了重要贡献。然而,在当代最先 进技术的应用(如上述“四大关键技术”) 和机车 的可靠性、经济性、耐久性和对环保要求适应性 等方面,与世界先进水平尚有一定差距。与国际 先进水平的差距主要体现在机车柴油机、电传动 系统、机车转向架、微机网络控制系统、液力传 动系统和机车性能等几个方面。
我国内燃机车的现状
第四代交流电传动机车已经开始批量生产 （完全自主设计生产），2010年9月1日， 资机公司与澳大利亚SCT公司签署了总额 超亿元的共计12台交流传动内燃机车购销 合同。首批6台澳车于2011年12月底全部 交付。 2011年戚机公司开始批量生产完全自主设计 的4400HP交流传动内燃机车。
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我国内燃机车的现状
5）国产第四代内燃机车开发生产的起步（1999~ ） 技术特征： 1、采用交直交电传动（直接采用第三代逆变器IGBT）； 2、辅机交流电传动； 3、机车微机控制； ４、柴油机电子喷射； ５、客运机车牵引电动机悬架、货运机车径向转向架。 代表产品：捷力号（日本三菱公司IPM）、DF8CJ、 DF8DJ（西门子IGBT功率模块）、HXN5（GE）、出 口澳大利亚内燃机车（SDA1）和4400HP机车等。
我国内燃机车的现状
1）内燃机车早期试制的5年（1958～1963） 技术特征： （1）机车或柴油机基本上是仿制国外的产品； （2）直流电力传动匹配二冲程中速柴油机和四 冲程高速柴油机； （3）液力传动匹配四冲程高速柴油机； （4）设计技术水平低，可靠性差。 代表产品：建设、巨龙、先行、卫星等
我国内燃机车的现状
HXN3机车 这款机车由中国北车集团大连 机车及美国EMD共同研制，铁道 部于2005年与大连及EMD签订合 作协议，研制新一代交流传动 柴油机车。每辆机车均装有一 台6,000马力柴油机及6台交流 牵引电动机，可单机牵引5,000 吨货物以最高时速120公里运行。
我国内燃机车的现状
SDA1机车 2010年9月，资机公司与澳大 利亚SCT公司签署了共计12台 SDA1机车交流传动内燃机车购 销合同。2011年由资机公司制 造，运用了株洲时代电气公司 成熟的LCS32微机控制系统、 模块化设计的辅助变流器技术 及在HXD1C机车上成熟运用的 牵引变流器和网络控制系统技 术。机车装车功率3000KW， 最大运用速度120km/h。
早在2001年，EMD就已向中国转让了世界 领先的径向转向架技术。2005年，EMD与 中国北车集团大连机车车辆有限公司展开 全面合作，成为铁道部选择的为数不多的 几家国外合作伙伴之一，EMD向连车公司 转让了最为先进的机车技术并与其共同开 发"和谐"3型大功率交流传动内燃机车，经 过双方三年努力， 2008年7月2日首台车成 功下线，以此为标志，EMD与中国铁路的 合作跨入新的阶段。
国外内燃机车技术水平
（4）国外交流电传动内燃机车的技术水平 第一代逆变器—是普通晶闸管逆变器 ； 第二代逆变器—是GTO晶闸管逆变器 ； 第三代逆变器—是绝缘栅极双极晶体管逆变器； Alstom公司从1999年就开始批量生产第三代交流电 传动内燃机车；GM公司则从2002年才开始改造试验 第三代交流电传动内燃机车。虽然GE公司和GM公司 的机车装车功率较大（分别为3281kW和3207kW）， 而Alstom公司机车的最大装车功率为2880kW，但是 从第三代交流电传动内燃机车的技术水平和可靠性而 言，目前世界上水平最高的交流电传动内燃机车，应 属Alstom公司的PrimaTM系族的为伊朗制造的 DE43CAC（AD43C）型内燃机车。
我国内燃机车的现状
我国内燃机车的现状 我国生产和开发的四代内燃机车的生产运用 现状,大致可以归纳如下: 第一代机车已经使用到限,淘汰完毕。第二代 和第三代国产内燃机车是目前国家铁路非电气化 线路上的主要牵引动力,提速重载内燃机车都属于 第三代新型内燃机车,窄轨铁路、非国家铁路及出 口内燃机车大多是第三代内燃机车。 从2004 年起,由于国家铁路内燃机车的订货量 迅速下降,各工厂主要生产自销到非国家铁路的机 车和出口机车。
国外内燃机车技术水平
(2) 世界七大内燃机车制造工厂 到20 世纪末, 包括内燃机车在内的整个轨道 移动装备的国际市场竞争, 主要是在欧洲“五 巨头”和美国“两巨头”这两大地区、七大公 司之间进行的。所谓欧洲“五巨头”是指阿尔 斯通公司运输部、庞巴迪公司运输部、西门子 公司运输部、德国的沃斯洛赫( Vossloh) 公司 和德国福伊特( Voith Turbo) 公司; 美国“两 巨头”是指GE 公司运输部和EMD 公司。
国外内燃机车技术水平
② 1992年由中国戚墅堰工厂制造的DF11型机车，轴式 为Co-Co，轴重为23t，采用牵引电动机架悬式轮 对空心轴驱动的准高速转向架，机车最高速度为 170km/h单节功率最大的批量生产客运内燃机车。 ③ 运用可靠性最高的内燃机车 根据各国铁路用户的反映，1998年起由美国GM公 司为英国和其他欧洲国家制造的66系列机车的运用 可靠性最好，运用率最高，平均故障周期至少为 180天。
我国内燃机车的现状
HXN5机车 由美国通用电气（GE）研制，透 过技术转移的方式，由南车戚墅 堰机车车辆厂制造。和谐5型机 车装用大功率IGBT变流器，额定 功率达到4660kW，最大起动牵引 力为620kN，最大运用速度和最 大恒功率速度为120km/h。到目 前为止已经生产了570多台车。
我国内燃机车的现状
内燃机车发展总结
第一部分
第二部分 第三部分 第四部分
我国内燃机车的现状
国外内燃机车技术水平 我国内燃机车与国际先进水平的差距 展望
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我国内燃机车的现状
我国内燃机车经历了50多年的发展，经过 了早期试制、定型生产 、自主开发、采用 先进技术开发新型内燃机车四个阶段，累 计生产了４代、２００多种型号的18000 多台内燃机车。内燃机车产品，也经过了 试制产品、第一代产品、第二代产品、第 三代产品四个阶段。目前正在开发生产第 四代产品。
2）国产第一代内燃机车设计生产的5年 （1964~1968） 技术特征：同上，但性能有所提高 代表产品：东风、东风2、东风3、东方红1 等
我国内燃机车的现状
3）国产第二代内燃机车开发生产的20年 （1966~1988） 技术特征： （1）机车、柴油机及主要部件都是我国自主开发的； （2）机车技术性能和可靠性、经济性有大幅度提高； （3）液力传动既配高速柴油机，也配中速柴油机。 代表产品：东风4A、B、C、东风5、东风7、东风 8、东方红3、北京型等（北京型和东方红型都是液 力传动内燃机车，目前已经逐步淘汰）。
国外内燃机车技术水平
(1)当代世界先进内燃机车的关键技术 随着世界高新技术的迅速发展和成熟,其中一些成果也 在传统的内燃机车产业中得到广泛的应用,从而使内 燃机车的技术水平有了很大提高。其中主要的有4 大关键技术,它们分别是: ①电子喷射技术。利于降低燃油消耗,改善排放。 ②交-直-交电传动技术。利于改进牵引性能和动力性能。 ③径向转向架和/ 或适应200 km/ h 以上速度的新型高 速转向架技术。利于改进曲线通过性能、牵引性能 和/ 或高速动力性能。 ④微机网络控制技术。利于进一步提高监控、诊断功 能和信息化。
国外内燃机车技术水平
①
世界最高水平的交流传动内燃机车 2002年由Alstom公司为伊朗生产的DE43CAC （AD43C）型内燃机车。采用轴控式直交电传动系统、 IGBT/ ONIX逆变器和Alstom公司的Agate微机控制系 统。 ② 单节功率最大的批量生产货运交流电传动内燃机车 1995年起美国GE公司生产的AC6000CW型内燃机车 和1996年起美国GM公司生产的SD90MAC型内燃机车。 其柴油机装车功率分别达到4660kW和4476kW。机车 采用的是GTO晶闸管逆变器。
国外内燃机车技术水平
③ 运行速度最高的批量生产交流电传动内燃机车 1997年由原Adtranz(安达)公司为希腊国铁制造 的 26 台 A480AC 型（ DE2000 型）双柴油机组内 燃机车。该机车轴式为 Bo-Bo ，轴重 20.5t ，机 车功率2100kW，设计速度为200km/h，运营速 度为160km/h，装用2台MTU 12V396TC13型高 速柴油机，机车采用柔性浮动转向架，采用 GTO晶闸管逆变器