第四章 机车

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的转矩改变成随运行速度变化的转 矩,达到机车牵引运行的要求。 机车的运行方向是由牵引电动 机的旋转方向决定的。只要改变牵
引电动机中励磁绕组的电流方向就
能改变牵引电动机的旋转方向,从 而改变机车的运行方向。
二、内燃机车
(3)车体走行部:包括车体、车架、转向架等基础部件。
①车架:是机车的骨干,安装动力机、车体、弹簧装置的基 础。车架为一矩形钢结构,由中梁、侧梁、枕梁、横梁等主要部 分组成,上面安装有柴油机、传动装置、辅助装置和车体(包括 司机室),下面由两个转向架支撑并与车架相连,车架中梁前后
引电动机等组成。
电传动内燃机车上采用的牵引电 动机是直流串励式牵引电动机,因为 这种直流电动机的转速与转矩的关系 比较适合机车牵引特性的要求。从图 中可以看出,电动机转速小时,转矩 很大(F 大),而当电动机转速高时, 转矩却很小(F 小)。
二、内燃机车
因此,通过直流串励式牵引电
动机就可把柴油机输出的基本不变
一、概述
蒸气机车
内燃机车
北京型(液力传动)
DF2
ND3
DF4B
DF4C
DF4D
电力机车
SS1型 SS3型 SS9型
SS4型
SS5型
SS6型
二、内燃机车
内燃机车的优点:机车的整备时间短,持续工作的时间长, 适用于长交路;用水量少,适用于缺水地区;初期投资比电力机
车少,而且机车乘务员劳动条件好,便于多机牵引。
示每根轴上都有一台电动机单独驱动。
二、内燃机车
(4)辅助装置:用来保证柴油机、传动装置、走行部、制动 装置和控制调节设备等正常工作的装置。主要设备包括: 燃油系统——保证给柴油机供应燃油的设备及管路系统; 冷却系统——保证柴油机和液力传动装置能够正常工作的冷 却设备和管路系统; 机油管路系统——给柴油机正常润滑的设备及管路系统; 空气滤清器——过滤空气中灰尘等赃物的装置;
二、内燃机车
把对 F 和 v 的这种要求表示
在坐标上,应当是一条双曲线,如
右图。这条曲线叫做机车的理想牵 引特性曲线。任何一种机车的牵引
性能,都应与它相符合。
必须明确:曲线的两端不能无 限延长,左端,牵引力不能超过轮 轨之间的黏着力,否则车轮会空转; 右端,速度不能超过机车构造所能 允许的范围。
二、内燃机车
压缩空气系统——供给列车的空气制动装置、砂箱及其他设 备压缩空气的系统;
辅助电气设备——蓄电池组、直流辅助发电机、柴油机起动 电机等。
二、内燃机车
(5)制动设备:内燃机车都装有一套空气制动机和手制动机。 此外,多数电力传动机车增设电阻制动装置,液力传动机车装有 液力制动装置。 空气制动机和手制动机的作用原理同车辆基本一致。
二、内燃机车
12缸V型柴油机
二、内燃机车

四冲程柴油机的工作原理:活塞往复4个行程,完成进气、
压缩、燃烧膨胀(做功 )、排气一个工作循环,柴油机这样不 断地循环往复工作,把柴油燃烧产生的热能转变成机械能。 在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油 嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行(第二冲程)的
一、概述
奔驰在电气化铁路上的机车,是一种功率大,运载能力强, 启动平稳,加速快,而且没有环境污染的牵引机车——电力机车。 为中国铁路的新的腾飞做出贡献。
用机械动力取代马车,是现代铁路出现的标志。从1825年世 界上第一条铁路诞生起,铁路客货运输任务都由蒸汽机车来承担, 蒸汽机曾在铁路发展史上起过重要作用。在将近两个世纪的时间 内,虽然蒸汽机车不断得以改进和提高,但不易再提高机车的功 率与速度,影响发展。因此,美国于1960年,法国与1962年,英 国于1968年,日本于1975年,德国和前苏联于1977年相继停用, 我国也于1988年停止生产,逐渐被内燃机车和电力机车所取代。
一、概述
人类的智慧推动交通运输的发展,交通运输的发展又促进人 类文明的建设。当今,交通运输工具的高速化,已成为铁路牵引 动力发展的总趋势。铁路采用的机车类型很多,有不同的分类。 从运用上分: ①客运机车:要求速度高; ②货运机车:需要牵引力大; ③调车机车:要求机动灵活。 从牵引动力分: ①蒸气机车:已经逐步淘汰(曾有前进型、建设型、人民型、 胜利型、解放型等); ②内燃机车:用内燃机作为原动力; ③电力机车:在电气化铁路上行驶。
第四章
一. 概述
机车
二. 内燃机车
三. 电力机车
四. 机车的检修和运用
一、概述
机车是铁路运输的基本动力。
铁路是用机车牵引车辆,行驶在铺有钢轨线路的一种现代化
运输工具。 由机车牵引沿着钢轨运行。在车站上,车辆的转线以及货场取送 车辆等各项调车作业,也要由机车完成。因此,必须保证提供足 够数量的牵引性能良好的机车;还必须加强对机车的保养与检修 工作,以及对机车的运用进行合理的组织。 1804年,英国工程师特里维雪克研制出一台单缸蒸汽机车。
内燃机车缺点:其最大的缺点是对大气和环境有污染。 铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。在内燃机车上,柴 油机和机车动轮之间都装有传动装置,柴油机的功率是通过传动 装置传递到动轮上去的,而不是由柴油机直接驱动动轮的,其原 因就在于柴油机的特性不能满足机车牵引性能的要求。 内燃机车按传动方式不同分:电力传动内燃机车、液力传动 内燃机车两种。
司机室:机车的两端都是司机室,室内设有正负司机操纵台,
成直流电后,再输送给装在车轴上的直流牵引电动机。
二、内燃机车
硅整流柜、启动电机、辅助电机、制动电阻和前转向架牵引电机
的通风机等。 冷却风扇、变速箱、空气压缩机、热交换器、润滑油滤清器以及 后转向架牵引电机的通风扇等。
电器室:动力室的一侧是电器室。在电器室内,装有高压柜、
二、内燃机车
(2)柴油机的转速范围满足不了机车运行速度范围变化的要 求:柴油机有一个最低转速,低于这个转速就不能工作,柴油机 转速低于最低转速运转时会熄火,柴油机因此无法启动机车(机 车启动要求F 大,即M 大);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,高于最高转速运转时又会 损坏柴油机,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。
部件组成。其作用是承载车架及其上面装置的重量,传递牵引力, 帮助机车平衡运行和顺利通过曲线。内燃机车走行部一般由两个 3轴转向架组成。走行部的作用是承受机车上部重量,传递牵引 力和制动力,缓和和吸收来自线路的各种冲击和振动。 内燃机车走行部采用构架式转向架的形式,由两台三轴转向 架组成,一般用轴列式30- 30表示,‚3”表示3根轴,‚0”表
两端的中下部装设车钩、缓冲装置。车架承受荷载最大,并传递
牵引力使列车运行,因此,车架必须有足够的强度和刚度。 ②车体:是车架上部的外壳,起保护机车上的人员和机器设 备不受风、沙、雨雪的侵袭和防寒作用。
wenku.baidu.com 二、内燃机车
内燃机车车体的总体布置分五个室。 司机在机车的任何一端都可以驾驶机车,反方向运行时可以不需 要转向,减少了机车的整备时间。 动力室:机车的中部是动力室,室内装有一台柴油机和一台 主发电机,由柴油发电机组发出的三相交流电,经硅整流器整理
(3)柴油机无法直接驱动机车动轮:柴油机应在无负载情况 下启动,而机车起动负载却很大。
(4)柴油机曲轴不能反转:而机车要求既能前进又能后退。
所以,需在柴油机与机车动轮之间设置一套传动装置。
二、内燃机车
3.电传动内燃机车
根据电机型式的不同,电传动内燃机车可分为直-直流、交
-直流、交-直-交流、交-交流电力传动等内燃机车。 电传动内燃机车的能量传输过程:柴油机 发电 供电 牵引电动机 通过 对旋转。 驱动 主发电机 机车轮 牵引齿轮传动 驱动
电阻制动的原理:是当牵引电动机不从外面接受电能,而是 从外面(车轮)接受转矩时,电动机就变成发电机(电动机的可逆 性),把列车运行的动能变为电能,再通过电阻把电能转变为热 能消耗掉,起到电阻制动的作用。
电阻制动的特点:速度低时制动力小,速度高时制动力大。 它适合于在长大下坡道上进行恒功率制动,不但可以提高安全性, 缩短列车运行时分,增加区间通过能力,还可以大大减少

挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点
燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行(第三冲 程),称为‘作功冲程’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在
活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲
轴旋转。
二、内燃机车
二、内燃机车
(2)传动装置:交-直流电传动 装置主要由主发电机、整流装置、牵
2.内燃机车传动装置的必要性
铁路上采用的内燃机绝大部分是柴 油机。由于柴油机的特性不能满足机车 牵引特性的要求,所以在内燃机车上, 柴油机和机车动轮之间都装有传动装置, 柴油机的功率是通过传动装置传递到动 轮上,而不是柴油机直接驱动动轮。原 因有:
(1)柴油机扭矩—转速特性(右图) 和机车牵引力—速度特性完全不同,不 M-扭矩;n-转速 能用柴油机来直接驱动机车动轮。
热效率。
柴油机是利用柴油燃烧后所产生的热能作动力的一种机械。 柴油机工作有四冲程和二冲程两种方式,同等转速的四冲程柴油 机的热效率一般高于二冲程,所以大部分采用四冲程、多缸、废 气涡轮增压柴油机。
二、内燃机车
从转速来看,分为高速机(1500 r/min左右)、中速机 (1000 r/min)和低速机(中速机转速以下)。为满足各种功率
冷却室:动力室的另一侧是冷却室。在冷却室内装有散热器、
车体固装在主车架上,主车架是焊接的钢结构,它承受安装
在其上部的以及悬挂在其下部的所有设备的重量。主车架两端装 有车钩,主车架还要承受纵向牵引力和压力。
二、内燃机车
③转向架:是机车的走行装置,又称台车。由构架、旁承、 轴箱、轮对、车轴齿轮箱(电力传动时包括牵引电机)、弹簧、 减振器、均衡梁、以及同车架的连结装置、基础制动装置等主要
二、内燃机车
1.机车牵引性能
机车牵引列车运行是由于它具有相当大的牵引力用来克服 机车起动和运行中所受到的阻力。
机车牵引力(F)和运行速度(v)的乘积就是机车的功率 (N),即 F· v= N,单位‚千瓦‛。任何一种机车,它的 最大功率是一定的,叫做额定功率或标称功率。 机车在牵引列车时,所受到的阻力是经常变化的。当阻力 增大时,机车就要发挥出更大的牵引力来克服它;反之,当阻 力减小时,牵引力可以小些,速度高些。为了充分利用机车的 功率,要求机车在各种不同运行阻力的情况下,都具有恒功率 输出性能。这就要求F· v=常数,即牵引力与速度之间应当 成反比关系:速度小时,牵引力大,速度大时,牵引力小。
由于铁路车辆不具备动力装置,需要把客车或货车连挂成列,
因为当时使用木材烧火作燃料,所以叫‚火车‛。
一、概述
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——英国的斯托克顿~达林顿的线路上行 驶。 斯蒂芬森亲自操纵机车在欢呼声中出发,这就是人类历史上 第一列用蒸汽机车牵引在铁路上行驶的旅客列车。 随着对机车的不断试验改进和技术更新,产品质量显著提高, 我国机车在产品系列化方面取得了可喜成果。在东风4型电传动 内燃机车的基础上,先后研制了适合重载运输的东风4重联机车 和东风8型机车;适合高原运输和旅客运输的东风4B型机车等。 1994年12月22日在广深准高速铁路上,开行的是我国自行设 计和研制的东风11型准高速客运内燃机车,最大试验速度达到了 183km/h(当时)。
内燃机车的组成: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。
二、内燃机车
(1)柴油机:是内燃机车的动力装置,又称压燃式内燃机。
主要结构特点包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、
增压与否等。现代机车用的柴油机都配装有废气涡轮增压器,以
利用柴油机废气推动涡轮压气机,把提高了压力的空气经中间冷 却器冷却后送入柴油机进气管,从而大幅度提高了柴油机功率和
的需要,生产有不同汽缸直径和活塞的各种缸数的产品。功率较
其中以12、16缸的最为常用。
小用6缸、8缸直列或8缸V型,功率较大用12、16、18和20缸V型,
柴油机用一定的型号表示,如:“16V240ZJB”就表示柴油
机有16个气缸,分两排V型排列,气缸内径240mm,Z表示装有废 气涡轮增压器和增压空气中间冷却器,J表示铁路牵引使用,B表 示为产品改进型。这种柴油机是一种四冲程柴油机。
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