内燃机车发展总结

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
(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。
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）。
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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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
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
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
（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。