第三章 轨道交通机车车辆—机车
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发挥影响大，污染
内燃机车传动装置
为使柴油机的功率传到动轴上能符合机车牵引要 求而在两者之间设置的媒介装置。
柴油机扭矩—转速特性和机车牵引力—速度特性 完全不同，不能用柴油机来直接驱动机车动轮：
柴油机有一个最低转速，低于这个转速就不能工 作，柴油机因此无法启动机车；
柴油机功率基本上与转速成正比，只有在最高转 速下才能达到最大功率值，而机车运行的速度经 常变化，使柴油机功率得不到充分利用；
7
2、牵引力的产生过程 M
F′
F
8
3、牵引力的分类 按能量传递顺序： 指示牵引力 轮周牵引力 车钩牵引力
9
4、粘着牵引力
粘着与静摩擦的区别 粘着牵引力的概念 粘着牵引力的计算及粘着系
数的影响因素
10
5、牵引特性 牵引特性的概念： 牵引力随速度的变化曲线。
启动阶段：牵引力是个固定值，等于机车重量乘以启动粘着 系数。
C-C和C0-C0 表示转向架式机车，有 2台三轴转向 架，每台转向架有3组动轮对;前者为成组驱动， 液力传动;后者为单轴驱动，电传动。
7
2014/10/29
2(B-B)和2(B0-B0) 表示2节B-B机车重联、2 节B0-B0机车重联。
2(C-C)和2(C0-C0) 表示2节C-C机车重联、2 节C0-C0机车重联。
轮周功率
轮周牵引力在单位时间内所做的功（考虑到柴 油机功率在传递到轮周过程中的损失）。
现代内燃机车的主要技术特征：
新型单机大功率柴油机装机功率已达到6300马力。 交流传动技术得到成熟发展。 微机技术和诊断技术的应用。 径向转向架的成功运用。 采用轴控方式。 注意降低机车全寿命周期运用成本和减少有害物的排放。 加强机车的模块化和系列化设计。 机车维修与运用分离。
交—直流电力传动：使用三相交流同步发 电机，发出交流电经过整流器装置变为直 流电，供应直流牵引电动机。
交—直—交流电力传动：使用三相交流同 步发电机，发出交流电通过整流器变为直 流电，电路中恒定直流电压通过逆变器调 节其振幅和频率，将直流电逆变成变频调 压交流电，供给交流牵引电动机。
东风内燃机车
电力机车
电力机车是靠其顶部升起的受电弓从接触 网上获取电能后并转变为机械能牵引列车 运行的。
电力机车主要由车体、车底架、走行部、 车钩缓冲装置、制动装置和一整套电气设 备等组成。
我国国产的“韶山”系列是电力机车，大 秦线上采用的是“和谐”型电力机车。
电力机车基本组成
机械部分
车体、走行来自百度文库、车底架、 车钩缓冲装置、制动装置
轴数
8
6
6
轴重t
23
23
23
功率kW
6400 4800
4800
轴功率kW
800
800
800
最高速度km/h 100
100
100
SS7E Co-Co
6 21 4800 800 170
SS8 Bo-Bo
4 22 3600 900 170
SS9
SS3B
Co-Co 2(Co-Co)
6
12
21
23
4800
8700
恒功率阶段：功率恒定，牵引力与速度成反比。在启动与恒 功区之间一般取一条斜线连接 。
11
牵引特性曲线
F
12
V
2
2014/10/29
6、牵引力的计算标准
计算速度和计算牵引力→ 持续速度和持 续牵引力
计算起动牵引力：以V=2.5km/h时为准
13
内燃机车
内燃机车（diesel locomotive）以内燃机作 为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。 根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机 车和燃气轮机车。
机车轴式
用英文字母和阿拉伯数字的组合来反映机车走行 部车轴排列的结构和特点的表达式
1、2、3 表示转向架随动轴数目； A、B、C、D 表示转向架动轴数目(相应动轴数目
为1、2、3、4) 下脚"0" 表示转向架轮对单轴驱动，一般为电传动; 无下脚"0" 表示转向架轮对成组驱动，一般为液力
4.过载能力强
6
2014/10/29
电力机车的调速方式
1.直流牵引电动机机车的调速 (1) 改变牵引电动机回路电阻R (2)改变牵引电动机的端电压UＤ (3)改变磁通量Φ 在机车上并不使用改变牵引电动机回路
电阻方法，而广泛采用改变牵引电动机的 电源电压以及削弱牵引电动机磁场的调速 方法。
2.交流牵引电动机机车的调速 (1)改变定子极对数； (2)应用异步电动机的串接联接法； (3)改变牵引电动机转子电路中起动电阻
B0-B0-B0 表示机车具有3台二轴转向架，单 轴驱动，电传动。
B向0架+B，0-B每0端+B20台表转示向八架轴间机各车有，活有节4台相二连轴，转轮 对单轴驱动，电传动。
B0-2 表示前面一台转向架为2组动轮对，单 轴驱动，电力传动;后面一台转向架为2组随 动轮对。前者称为动力转向架，后者称为 随动转向架。
由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及 耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以 其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机 车的概念习惯上指的是柴油机车
内燃机车的结构
内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车 体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成。
内燃机车
内燃机车组成 柴油机、传动装置、走行部、车体、车底架、车 钩缓冲装置、制动装置、辅助装置等。
空气管路系统
风源系统、控制气路、 辅助气路、制动机系统
电气部分
主电路、辅助电路、控制 电路
5
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电力机车—主电路
将产生机车牵引力和制动力的各种电气设 备连成一个电系统，实现机车的功率传输。
主电路中的电气设备主要有： 受电弓、主断电路、牵引变压器、调压开关、 硅机组、电抗器等。
电力机车—辅助电路
传动; — 一字线表示二转向架间无活节联结; + 表示二转向架间有活节联结。
内燃机车轴式系列主要有下列几种:
A-A和A-A-A 表示为车架式机车，有2组和3组独 立的动轮对，液力传动。
B-B和B0-B0 表示转向架式机车，有 2台二轴转向 架，每台转向架有2组动轮对;前者为成组驱动， 液力传动;后者为单轴驱动，电传动。
东风1：1964，大连机车厂 干线货运机车
东风2：1964，戚墅堰机车厂 调车机车
东风3： 1964，大连机车厂 干线客货运机车
东风内燃机车
东风4：1974，大连机车厂 干线客货运机车
东风5：1985，四方机车厂 调车机车
东风6： 1989，大连机车厂 干线客货运机车
4
东风内燃机车
铁路机车
2014/10/29
一、定义
机车是牵引或推送铁路车辆运行，而本身 不装载营业载荷的自推进车辆，俗称“火 车头”。
Locomotive：loco+motivus
二、发展史
前进型蒸汽机车 运营时速60KM
东风4型内燃机车运营时速80KM
韶山1型电力机车 运营时速110KM 高速列车 运营时速 250-350KM
三、分类
一、按所用动力分
热力机车 电力机车
二、按机车用途分
货运机车 调车机车 工矿车机车 客运机车 客货通用机车
三、按动力配置分
动力集中型 动力分散型
四、特征
①可靠性高 ②牵引性能良好 ③定期的维护与维修 ④机车组织运用合理
1
2014/10/29
五、牵引特性及计算标准
1、牵引力的概念 由动力传动装置产生的、与列车运行方向 相同、驱动列车运行并可由司机根据需要 调节的外力。
柴油机不能逆转，机车也就无法换向。所以，内 燃机车必须加装传动装置来满足机车牵引要求。
3
内燃机车
传动方式： 机械传动 液力传动 电力传动
机械传动内燃机车
变速箱和离合器。
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液力传动内燃机车
离心式油泵，涡轮、中间固定导轮及万向 轴等 。
电力传动内燃机车
直流电力传动：牵引发电机和电动机均为 直流电机。
工作原理：柴油在汽缸内燃烧，燃油的化学能转 变为热能，再由气缸、活塞、连杆、曲轴转变为 由曲轴输出的机械能，经传动装置转换为适合于 机车牵引特性要求的机械能，最后驱动机车车轮 在钢轨上转动产生牵引力。
内燃机车的特点
热效率高，能耗低 投资少，上马快，机动灵活 牵引性能好 运行里程较长，运输成本低 耗水量少 结构复杂，保养要求高，环境对功率
东风7：二七机车厂 调车机车
东风8：戚墅堰机车厂 干线货运机车
东风9： 1990，戚墅堰机车厂 试验性机车
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东风内燃机车
东风10：大连机车厂 重型调车和小运转作业内燃机车 东风11：1992，戚墅堰机车厂
快速客运内燃机车 东风12： 1997，资阳机车厂
大功率调车机车
辅助电路电源来自牵引变电器的辅助绕组， 通过劈相机将单相交流电转变成三相交流 电后，供给牵引通风机、油泵机组和空气 压缩机等辅助电机使用。
电力机车—控制电路
控制电路将主电路和辅助电路中各电气 设备的控制电器（包括各种控制开关、接 触器、电空阀等）同电源、照明、信号等 的控制装置连成一个电系统。
电力机车分类
A01A0-A01A0 表示六轴机车，有2台三轴转 向架。每台转向架前后2组轮对为动力轮对， 中间为随动轮对，单轴驱动，电传动。
8
内燃机车功率
标定功率（持续功率）
在标准环境状况下（100kPa气压，300K气温）， 正常修理期内，柴油机能持续发出的最大功率。
最大运用功率（装车功率）
正常修理期内，在特定使用条件下（气压、气 温），柴油机所能达到的最大功率。
标称功率
电传动机车牵引电机输出轴处，或液力传动机 车车轴齿轮箱输入轴处的最大功率总和。
800
725
170
100
电力牵引的特点
1.功率大 按每轴功率来说，电力机车已超过750kW，最高已 达到1350kW，较好的内燃机车的每轴功率为440～ 580 kW。
2.速度高 目前，客运电力机车运行速度已可达到250km/h， 货运电力机车也可达到120km/h。
3.效率高 蒸汽机车的平均热效率为8～10％，内燃机车的平 均效率为25％左右，电力牵引的效率可达到60.70 ％。
直直型电力机车
结构简单、效力低、有级调速。
交直型电力机车
调压方便、提高了运行可靠性。
交直交型电力机车
启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维 护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点。
我国目前批量生产的主型交直传动电力机车
机车型号
SS4 SS6B
SS7
轴列
2(Bo-Bo) Co-Co Bo-Bo-Bo
阻值；
(4)改变异步电动机的供电频率。
电力机车调速的基本要求
1.宽广的调速范围。 2.冲击力小，牵引力变化连续。 3.调速经济。在保证速度范围的情况下，
附加设备要少，且尽量减少附加能量损耗。 4.运行可靠，控制简单，操作方便。
电力牵引的优越性
1.运输能力强 有资料表明，1条电气化铁路的运输能力，相当于 1.5条内燃机车或3条蒸汽机车牵引铁路的运输能 力。 2.经济效果显著 有资料表明，电力机车牵引万吨公里能耗仅为内 燃机车牵引的2/3，为蒸汽机车牵引的1/3。 3.能源利用合理 4.劳动条件好 5.加强了行车安全 6.有利于实现城乡电气化
内燃机车传动装置
为使柴油机的功率传到动轴上能符合机车牵引要 求而在两者之间设置的媒介装置。
柴油机扭矩—转速特性和机车牵引力—速度特性 完全不同，不能用柴油机来直接驱动机车动轮：
柴油机有一个最低转速，低于这个转速就不能工 作，柴油机因此无法启动机车；
柴油机功率基本上与转速成正比，只有在最高转 速下才能达到最大功率值，而机车运行的速度经 常变化，使柴油机功率得不到充分利用；
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2、牵引力的产生过程 M
F′
F
8
3、牵引力的分类 按能量传递顺序： 指示牵引力 轮周牵引力 车钩牵引力
9
4、粘着牵引力
粘着与静摩擦的区别 粘着牵引力的概念 粘着牵引力的计算及粘着系
数的影响因素
10
5、牵引特性 牵引特性的概念： 牵引力随速度的变化曲线。
启动阶段：牵引力是个固定值，等于机车重量乘以启动粘着 系数。
C-C和C0-C0 表示转向架式机车，有 2台三轴转向 架，每台转向架有3组动轮对;前者为成组驱动， 液力传动;后者为单轴驱动，电传动。
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2(B-B)和2(B0-B0) 表示2节B-B机车重联、2 节B0-B0机车重联。
2(C-C)和2(C0-C0) 表示2节C-C机车重联、2 节C0-C0机车重联。
轮周功率
轮周牵引力在单位时间内所做的功（考虑到柴 油机功率在传递到轮周过程中的损失）。
现代内燃机车的主要技术特征：
新型单机大功率柴油机装机功率已达到6300马力。 交流传动技术得到成熟发展。 微机技术和诊断技术的应用。 径向转向架的成功运用。 采用轴控方式。 注意降低机车全寿命周期运用成本和减少有害物的排放。 加强机车的模块化和系列化设计。 机车维修与运用分离。
交—直流电力传动：使用三相交流同步发 电机，发出交流电经过整流器装置变为直 流电，供应直流牵引电动机。
交—直—交流电力传动：使用三相交流同 步发电机，发出交流电通过整流器变为直 流电，电路中恒定直流电压通过逆变器调 节其振幅和频率，将直流电逆变成变频调 压交流电，供给交流牵引电动机。
东风内燃机车
电力机车
电力机车是靠其顶部升起的受电弓从接触 网上获取电能后并转变为机械能牵引列车 运行的。
电力机车主要由车体、车底架、走行部、 车钩缓冲装置、制动装置和一整套电气设 备等组成。
我国国产的“韶山”系列是电力机车，大 秦线上采用的是“和谐”型电力机车。
电力机车基本组成
机械部分
车体、走行来自百度文库、车底架、 车钩缓冲装置、制动装置
轴数
8
6
6
轴重t
23
23
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功率kW
6400 4800
4800
轴功率kW
800
800
800
最高速度km/h 100
100
100
SS7E Co-Co
6 21 4800 800 170
SS8 Bo-Bo
4 22 3600 900 170
SS9
SS3B
Co-Co 2(Co-Co)
6
12
21
23
4800
8700
恒功率阶段：功率恒定，牵引力与速度成反比。在启动与恒 功区之间一般取一条斜线连接 。
11
牵引特性曲线
F
12
V
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6、牵引力的计算标准
计算速度和计算牵引力→ 持续速度和持 续牵引力
计算起动牵引力：以V=2.5km/h时为准
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内燃机车
内燃机车（diesel locomotive）以内燃机作 为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。 根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机 车和燃气轮机车。
机车轴式
用英文字母和阿拉伯数字的组合来反映机车走行 部车轴排列的结构和特点的表达式
1、2、3 表示转向架随动轴数目； A、B、C、D 表示转向架动轴数目(相应动轴数目
为1、2、3、4) 下脚"0" 表示转向架轮对单轴驱动，一般为电传动; 无下脚"0" 表示转向架轮对成组驱动，一般为液力
4.过载能力强
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电力机车的调速方式
1.直流牵引电动机机车的调速 (1) 改变牵引电动机回路电阻R (2)改变牵引电动机的端电压UＤ (3)改变磁通量Φ 在机车上并不使用改变牵引电动机回路
电阻方法，而广泛采用改变牵引电动机的 电源电压以及削弱牵引电动机磁场的调速 方法。
2.交流牵引电动机机车的调速 (1)改变定子极对数； (2)应用异步电动机的串接联接法； (3)改变牵引电动机转子电路中起动电阻
B0-B0-B0 表示机车具有3台二轴转向架，单 轴驱动，电传动。
B向0架+B，0-B每0端+B20台表转示向八架轴间机各车有，活有节4台相二连轴，转轮 对单轴驱动，电传动。
B0-2 表示前面一台转向架为2组动轮对，单 轴驱动，电力传动;后面一台转向架为2组随 动轮对。前者称为动力转向架，后者称为 随动转向架。
由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及 耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以 其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机 车的概念习惯上指的是柴油机车
内燃机车的结构
内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车 体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成。
内燃机车
内燃机车组成 柴油机、传动装置、走行部、车体、车底架、车 钩缓冲装置、制动装置、辅助装置等。
空气管路系统
风源系统、控制气路、 辅助气路、制动机系统
电气部分
主电路、辅助电路、控制 电路
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电力机车—主电路
将产生机车牵引力和制动力的各种电气设 备连成一个电系统，实现机车的功率传输。
主电路中的电气设备主要有： 受电弓、主断电路、牵引变压器、调压开关、 硅机组、电抗器等。
电力机车—辅助电路
传动; — 一字线表示二转向架间无活节联结; + 表示二转向架间有活节联结。
内燃机车轴式系列主要有下列几种:
A-A和A-A-A 表示为车架式机车，有2组和3组独 立的动轮对，液力传动。
B-B和B0-B0 表示转向架式机车，有 2台二轴转向 架，每台转向架有2组动轮对;前者为成组驱动， 液力传动;后者为单轴驱动，电传动。
东风1：1964，大连机车厂 干线货运机车
东风2：1964，戚墅堰机车厂 调车机车
东风3： 1964，大连机车厂 干线客货运机车
东风内燃机车
东风4：1974，大连机车厂 干线客货运机车
东风5：1985，四方机车厂 调车机车
东风6： 1989，大连机车厂 干线客货运机车
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东风内燃机车
铁路机车
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一、定义
机车是牵引或推送铁路车辆运行，而本身 不装载营业载荷的自推进车辆，俗称“火 车头”。
Locomotive：loco+motivus
二、发展史
前进型蒸汽机车 运营时速60KM
东风4型内燃机车运营时速80KM
韶山1型电力机车 运营时速110KM 高速列车 运营时速 250-350KM
三、分类
一、按所用动力分
热力机车 电力机车
二、按机车用途分
货运机车 调车机车 工矿车机车 客运机车 客货通用机车
三、按动力配置分
动力集中型 动力分散型
四、特征
①可靠性高 ②牵引性能良好 ③定期的维护与维修 ④机车组织运用合理
1
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五、牵引特性及计算标准
1、牵引力的概念 由动力传动装置产生的、与列车运行方向 相同、驱动列车运行并可由司机根据需要 调节的外力。
柴油机不能逆转，机车也就无法换向。所以，内 燃机车必须加装传动装置来满足机车牵引要求。
3
内燃机车
传动方式： 机械传动 液力传动 电力传动
机械传动内燃机车
变速箱和离合器。
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液力传动内燃机车
离心式油泵，涡轮、中间固定导轮及万向 轴等 。
电力传动内燃机车
直流电力传动：牵引发电机和电动机均为 直流电机。
工作原理：柴油在汽缸内燃烧，燃油的化学能转 变为热能，再由气缸、活塞、连杆、曲轴转变为 由曲轴输出的机械能，经传动装置转换为适合于 机车牵引特性要求的机械能，最后驱动机车车轮 在钢轨上转动产生牵引力。
内燃机车的特点
热效率高，能耗低 投资少，上马快，机动灵活 牵引性能好 运行里程较长，运输成本低 耗水量少 结构复杂，保养要求高，环境对功率
东风7：二七机车厂 调车机车
东风8：戚墅堰机车厂 干线货运机车
东风9： 1990，戚墅堰机车厂 试验性机车
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东风内燃机车
东风10：大连机车厂 重型调车和小运转作业内燃机车 东风11：1992，戚墅堰机车厂
快速客运内燃机车 东风12： 1997，资阳机车厂
大功率调车机车
辅助电路电源来自牵引变电器的辅助绕组， 通过劈相机将单相交流电转变成三相交流 电后，供给牵引通风机、油泵机组和空气 压缩机等辅助电机使用。
电力机车—控制电路
控制电路将主电路和辅助电路中各电气 设备的控制电器（包括各种控制开关、接 触器、电空阀等）同电源、照明、信号等 的控制装置连成一个电系统。
电力机车分类
A01A0-A01A0 表示六轴机车，有2台三轴转 向架。每台转向架前后2组轮对为动力轮对， 中间为随动轮对，单轴驱动，电传动。
8
内燃机车功率
标定功率（持续功率）
在标准环境状况下（100kPa气压，300K气温）， 正常修理期内，柴油机能持续发出的最大功率。
最大运用功率（装车功率）
正常修理期内，在特定使用条件下（气压、气 温），柴油机所能达到的最大功率。
标称功率
电传动机车牵引电机输出轴处，或液力传动机 车车轴齿轮箱输入轴处的最大功率总和。
800
725
170
100
电力牵引的特点
1.功率大 按每轴功率来说，电力机车已超过750kW，最高已 达到1350kW，较好的内燃机车的每轴功率为440～ 580 kW。
2.速度高 目前，客运电力机车运行速度已可达到250km/h， 货运电力机车也可达到120km/h。
3.效率高 蒸汽机车的平均热效率为8～10％，内燃机车的平 均效率为25％左右，电力牵引的效率可达到60.70 ％。
直直型电力机车
结构简单、效力低、有级调速。
交直型电力机车
调压方便、提高了运行可靠性。
交直交型电力机车
启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维 护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点。
我国目前批量生产的主型交直传动电力机车
机车型号
SS4 SS6B
SS7
轴列
2(Bo-Bo) Co-Co Bo-Bo-Bo
阻值；
(4)改变异步电动机的供电频率。
电力机车调速的基本要求
1.宽广的调速范围。 2.冲击力小，牵引力变化连续。 3.调速经济。在保证速度范围的情况下，
附加设备要少，且尽量减少附加能量损耗。 4.运行可靠，控制简单，操作方便。
电力牵引的优越性
1.运输能力强 有资料表明，1条电气化铁路的运输能力，相当于 1.5条内燃机车或3条蒸汽机车牵引铁路的运输能 力。 2.经济效果显著 有资料表明，电力机车牵引万吨公里能耗仅为内 燃机车牵引的2/3，为蒸汽机车牵引的1/3。 3.能源利用合理 4.劳动条件好 5.加强了行车安全 6.有利于实现城乡电气化