铁路机车概述

第一节铁路机车

机车：机车是铁路运输的基本动力。由于铁路车辆大都不具备动力装置，列车的运行和车辆车站内有目的移动均需机车牵引或推送。1804 年，英国工程师特里维雪克研制出一台单缸蒸汽机车。因为当时使用木材烧火作燃料，所以叫“火车”。1825年9月27日，英国人斯蒂芬森制造的“运动号”蒸汽机车在世界上第一条铁路一一英国的斯托克顿〜达林顿的线路上行驶。

从原动力来看，机车分为：蒸汽机车、内燃机车及电力机车。

按运用分为：客运机车、货运机车和调车机车。客运机车要求速度快，货运机车需要功率大，调车机车要有机动灵活的特点。

热效率百分比：蒸汽机车5~9%内燃机车20~30%电力机车30%以上

内燃机车: 是以内燃机作为原动力的一种机车。一般说来，内燃机车由动力装置（即柴油机）传动装置、车体与车架、走行部、辅助设备、制动装置和车钩缓冲装置等主要部分组成。

根据从柴油机到动轮之间采用传动装置的不同，内燃机车可分为两种类型：①电力传动内燃机车②液力传动内燃机车

电力传动内燃机车: 它是由柴油机驱动主发电机，然后向牵引电动机供电，并通过牵引齿轮驱动机车轮对转动。能量装换：机械能—电能—机械能

根据牵引发电机和牵引电动机所用电流方式的不同，电传动内燃机车又可分为三类：直—直流，交—直流，交—直—交流电传动

内燃机车的构成：柴油机（原动力）-- 传动装置-- 机车车轮-- 柴油机-- 交流发电机-- 整流装置-- 直流电动机

电力机车：电力机车的牵引力是电能，但机车本身没有原动力，而是依靠外

部供电系统供应电力，通过机车上的牵引电动机驱动机车运行。采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。电气化铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。电力机车在运营上有良好的经济效果，表现如下：

1、可制成大功率机车，运输能力大；

2、启动快，速度高，爬坡性能好；

3、不污染空气, 劳动条件好；

4、运营费用低；

5、可利用多种能源。

电力机车本身不带发电机，靠其顶部升起的受电弓从接触网上取得电能，并转换成机械能牵引列车运行。电力机车由电气设备、车体与车架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等主要部分组成。

电力机车特点：电力机车功率大，获得能量不受限制，因而能高速行驶，牵引较重列车，起动加速快，爬坡性能强，容易实现多机牵引，更适用于坡度大，隧道多的山区铁路和繁忙干线

电气化铁道按接触网供给机车的电能性质不同，可分为两种：①直流制电力

机车②交流制电力机车

直流制电力机车：它的电能是以工频三相交流电的形式，由高压输电线传到沿线牵引变电所，通过变电所内的整流装置将交流电变为直流电，再输送给接触网。因而机车从接触网上获取的是直流电。

直流制的缺点：主要是接触网电压低（一般为3000V），直流转换在线路变电

所完成且难以提高，因此要消耗大量有色金属，投资大。

.交流制电力机车：接触网供给机车的是30kV的工频单相交流电，机车上安装有降压整流设备，将交流电变为直流电是在机车上完成的，该方式可以大大减少建设投资，因而得到广泛的应用。

几

将电力机车与内燃机车比较有以下优点：①具有较高的加速性②加速或制动

时较平稳③行驶时噪声低④

无空气污染⑤操作较安全且维修容易⑥使用寿命较长⑦动力来源为电能，较

易取得⑧可使用电力再生制动系统以回收能源⑨可以在较长隧道中运行。

但也存在缺点：①须较高的投资成本②电力供应系统须要经常维护③电力中

断时，将影响全线列车运行

第二节铁路车辆

铁路车辆是运送旅客和货物的工具。车辆一般不具备动力装置，需要连挂成

车列后由机车牵引运行。根据其用途，车辆可分为客车和货车两大类。 1.客车：按

照旅客旅行生活的需要和长、短途旅客的不同要求，常见的客车有：硬座车

（YZ）、

软座车、（RZ）、硬卧车（YW）、软卧车（RW）、餐车（CA）、行李车（XL）、邮政车（UZ）等

2. 货车：为了适应不同货物的运送要求，货车种类很多，主要有：棚车（P），装运怕湿及贵重货物；敞车（C），装运不怕湿的散装货物及一般机械设备；平车（N），装运长大货物与集装箱；

罐车（G），装运液体、半液体或粉状货物；保温车（B），又称冷藏车，装运新鲜易

腐货物。

3. 车辆由五个基本部分组成：①车体②车底架③走行部④车钩缓冲装置⑤制动装置

走行部：引导车辆沿轨道运行，将重量传给钢轨；采用转向架结构，能相对于车底架自由转动，缩短了车辆的固定轴距，便车辆顺利通过曲线，从而提高车速和载重。由于车轮踏面为锥形，故能在轨道上以蛇形方式运行，以使踏面磨损均匀并能在通过曲线时使外侧车轮以较大半径滚动，减少轮轨间的滑动。

走行部的组成：

i. 轮对：即为两轮一轴的总称。车轮的圆周面与钢轨头部的接触面称为踏面。在踏面上设有1比20的斜坡。ii.轴箱：主要用于固定轮对的位置，并将负荷传达于轮对。iii.弹簧装置：为缓和车辆在运行中因钢轨接缝及轨道和车轮的其它缺陷所引起的震动。iv.转向架：相对于车底可自由转动。

临界转速：如转向架设计不妥，则车轮“蛇行”将加剧，而使整个系统失稳。因此，任何车辆均应保证其失稳临界速度大于运行速度。为加大临界速度，往往造成弹簧悬架过硬，而使动态响应加大，使运行平稳性下降，旅客乘坐不舒适。所以同时保证车辆的运行稳定性和运行平稳性，是车辆设计中经常遇到的主要矛盾。

制动：我国机车与车辆都设有空气制动机和手制动机。空气制动是将机车总风缸中的压缩空气经过纵贯列车的制动主管送入设在车辆底部的副风缸，司机在运行中操纵制动主管中的压缩空气的压力来制动列车。

根据“充气（增压）时车辆缓解、排气（减压）时车辆制动”的要求，当主管减压时，三通阀即沟通副风缸至制动缸的径路，制动缸活塞推动闸瓦抵压车轮踏面，达到制动目的。这种制动方式可以确保列车运行安全，即当列车分离或制动管路泄露等情况下，列车均能自动停车，符合故障一安全原则。为了提高运用效率，世界各国铁路车辆都向大型化发