8第2内燃机车电传动及机车转向架图文课件

2、功率大，牵引力大
由于异步牵引电动机结构简单、转速可达4000r/min， 所以能够做到功率大、重量轻，其单位重量千瓦（kw/kg）是 直流电机的2~3倍。在机车结构所限制的空间条件下，异步牵 引电动机功率可达到1400kw~2000kw。正因为如此，才可使机 车的牵引功率大大提高，从而可获得更大的牵引力，再加上 粘着性能好，大的牵引力能充分发挥机车的牵引能力。交流 牵引电机与直流牵引电机，不论起动牵引力和持续牵引力都 高出45%左右。
油气分离器收集来自曲轴箱内气 体中的油雾。收集的润滑油被送回曲轴箱，
而烟气则通过消声器排至大气。
机车润滑油流向图
滤清器
前端盖 凸轮轴
曲轴
连杆
交换器 主机油泵
增压器 定位座
气缸盖
活塞销
油底壳
顶杆装配 缸套
摇臂轴 摇臂
活塞环
活塞销座 活塞顶
第五节：我国机车转向架 我国目前使用的干线主型机车转向架包括： • SS4、SS4G、SS8、SS9型等电力机车转向架 •DF4系列、DF11型等内燃机车转向架转向架 •和谐号机车转向架 1.机车转向架的结构的分类
组成：由水泵、膨胀水箱、散热器、中冷器、各类油水 热交换器、冷却风扇、热风机、管路及仪表等。
(3) 油冷却系统
油盒式冷却：把具有绝缘能 力的油流入与器件装压在一 起的盒式散热器内进行冷却 。对环境污染较大、并易燃 ，现已很少采用。
① 一定的机油储量。 ② 合理的温度范围。 ③ 不断给机油过滤，消除杂质。 ④ 保持一定的机油压力。
组扇均电能机输供出电三。相与交DF流4B电机：车相比，取消了励磁机、测主速牵电引机发、电启
动电第机一及组静输液出压2系01统V交。流电，为
机
主、辅发电机励磁；
第二组输出402V交流电，为
空压机电机、冷却风扇电机、主
发电机通风机电机、排尘风机电
机、牵引电机通风机电机供电；
第三组输出76V交流电，为蓄
电池充电及车上空调、逻辑电源、 无线电设备供电。
(六）燃油系统
燃油系统设计一个燃油泵，，机车启机时，燃油经过燃油输 送泵、燃油加热器、温度调节阀、燃油滤清器组件进入柴油机。 部分燃油进行燃烧，另一部分经过燃油调节阀流回燃油箱；没有 燃烧的燃油从高压泵进入回油管流回燃油箱；燃油输送泵工作中 泄露的部分燃油经另一路回油管返回。
机车燃油流向图
进油管
3、粘着性能好
由于异步电机机械特性好，所以当某台电机发生空转 时，随着转速的上升，转矩很快降低，具有很强的恢复粘着的 能力。 当进行粘着控制时，根据检测有关粘着控制的信号， 准确、迅速地改变逆变器输出的电压和频率，寻求最佳工作点， 使驱动系统既不发生空转，又能充分发挥最大的牵引力，实现 最大可能的粘着利用。 据研究：
（4）沸腾冷却：把半导体器件 （包括其他电子部件）装入一 个封闭的容器内，注入代氟制 冷剂，通过沸腾将热量带到容 器外壁的散热翅片上。冷却效 果好，但要求可靠性高，维护 困难。
（5）热管冷却：是一根真空密封的管状体，内由管芯和工作介质 液组成，通常采用铜壳做壳体，有利于抵抗管的内外压力差。工 作介质可以是水或其他液态氦、氮等，最常用的是水。
第八章 内燃机车 第四节 电传动内燃机车 第五节 机车转向架
第四节 电传动内燃机车
一、机车电传动方式
电传动方式就是将外部输入的能源(如电力动力车)或本身产 生的能源(如内燃动力车)通过一整套电能变换和传递装置，将 电能转换为机械能，驱动动轮轮对以牵引列车。这种电能变换 和传递装置称为电传动装置。
1.电力传动内燃机车（可分为四类） 直－直流电力传动：牵引发电机和电动机均为直流电机。 交－直流电力传动：发动机带动三相交流同步发电机，发出的
异步牵引电机起动粘着系数0.45，全天候牵引粘着系数 为0.32；
直流牵引电机启动粘着系数为0.24，全天候粘着系 数0.24~0.25。 如此之高的粘着利用，这对于交—直传动系统是不可想象的。
4、可靠性高、维修简便
交流异步牵引电动机无换向器、无电刷装置，除轴承 外，无摩擦部件，密封性好，防潮、防尘、防雪性能好，绝缘 性能和耐热性好。因此故障率低，可靠性高。控制装置是模块 结构，故障率也很低。电路系统中几乎全由无触点的电子元件 组成，所以不存在传统系统中经常发生的触点磨损、粘接、接 触不良、机械卡滞等问题。 据研究：
匹配性能高。能够消除机车 本身布置时的轴重不等、牵 引时的轴重转移、机车轮径 的差异、电机制造中的特性 差异、逆变器输出的差异等
（四）轮对装配
轮对休用抱轴箱，与DF4B机车的抱轴瓦不同，抱轴箱结构 与DF4D半悬挂机车抱轴箱结构基本相同。
（五）空气制动系统:
第二总 风缸
自动排 水阀
第一 总风 缸
（4）交-交传动内燃机车（研制中）
柴油机+变频 器
柴油机
G
~
~~
~~
~~
~~
M~
M~
M~
M~
三、内燃机车型号与轴列式
型号：如东风 表示电传动内燃机车
东方红 表示液力传动内燃机车
ND
N 表示 内燃机车
D 表示 电传动
NY
N 表示 内燃机车
Y 表示 液力传动
轴列式：是用数字或字母表示机车走行部
➢交流传动系统的总效率约为0.90，而交—直流传动系统的 总效率约为0.86。 ➢根测量，采用交流传动的内燃机车与直流传动比较，在发 挥相同功率时节省燃料10%~25%。 ➢由于可靠性、耐久性和易于维修的结合，使交流传动机车 的利用率显著提高，如某铁路运输公司采用交流传动机车后， 机车利用率由原来的86%提高到95%，从铁路运营管理的角度 来说，可减少机务段的备用机车数量以节省投资。 ➢既可满足货运列车对大的起动牵引力的要求，又可满足客 运列车对高速度的要求，因此对客、货列车编组来说，成为 名副其实的“通用机车”。
（4）异步交流牵引电动机的特点
1、构造简单，动力学性能好
异步电动机是所有电机中结构最简单的电动机，除 轴承外，没有其他机械接触部分，电机转速可达到 4000r/min以上，试验转速甚至可达6000r/min。这是直流电 机所望尘莫及的，直流电机转速因受换向条件和机械强度的 限制，只能达到2500r/min左右。由于异步电动机结构紧凑、 重量轻，同时采用特殊的悬挂装置，簧下重量小，对轨面的 冲击力小，使机车具有良好的动力学性能。
（二）主辅发电机
主发电机与辅助发电机一体,由柴油机曲轴带动旋转，主发电 机输出通过整流器、牵引逆变器、向交流异步牵引电机供电； 主发电机兼作柴油机启动电机，当柴油机启动时，蓄电池通过 逆变器逆变三相交流电，供给主发启动柴油机 。
辅助发电机发电供给机车上辅助设备用电。由于机车上取消静 液压辅装助置发，电冷机却有风三扇组由绕交组流，电每机驱动，辅助发电机还为冷却风
三相交流电动机，特别是鼠笼式异步电动机，由于 其转子上既没有换向器，也没有带绝缘的绕组，根本不存在 换向火花及环火等问题，因此，它的结构简单、体积小、重 量轻、运行可靠，能以更高的转速运转。但限于变频供电技 术条件限制，但变频机组系统结构复杂、机组笨重庞大及效 率低、成本高等原因而未能得到推广。直到上世纪60年代， 随着电力电子技术的崛起与进步和变频调速装置的研制成功， 交流传动在牵引领域重新焕发出了前所未有的活力。进入90 年代，交流传动技术成为机车技术热点、被认为是现代机车 的标志而日益风靡世界。
（3）交-直-交传动内燃机车原理
柴油机+硅整流器+逆变器
DF4D,NJ1,DJ，DJ2，DJJ1（蓝箭），DJ4，HXN5型内燃机车,CRH 等
内燃机车采用交流牵引发电机，经整流器将交流电变换成直流 ，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要 求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。
高压泵 高压油管 喷油器 气缸燃烧
滤清组件
调节阀 加热器
回油管 调节阀 排油 管
定位座 气缸盖
燃油泵 回油
管
燃油箱
泄油管
设有启动机油泵和 主（机7油）泵机。油柴系油统机 启动时，由电机驱 动的启动油泵工作， 润滑油通过油底壳 出口上的滤网被抽 出，强迫润滑油进 入润滑油滤清器， 再进入柴油机各部 件做启动前润滑。 柴油机启动后，主 机油泵工作，润滑 油从油底壳出口经 冷却器进入滤清器， 再进入整体式前端 盖，通过机体内的 各个油道分配到所 有的运动部件进行 润滑和冷却。然后，
滑环
辅助发电 机
（三）交流牵引电机
牵引电机采用交流电机。具 有以下优点：
电机单位体积和单位重量下 功率大。采用无专门机座的 轻量化结构以及由专用铜合 金的导条和专用铜合金的端 环焊接而成，转子没有线圈 ，大大的减少了转子的故障 率
适应性能强。在恶劣的风沙 、雨雪气候、酸碱性气体影 响侵蚀以及沿海多雨潮湿的 环境下能可靠应用
直流牵引电动机的大修期一般在40万km~48万km； 交流牵引电动机的大修期可高达120万km~160万km。 此外，交流传动机车配有完备的微机监视系统和故障诊断系统， 可随时监视系统的技术状态，进行故障诊断。 维修费用可降低35%，机车的轮缘磨耗比可减少了53%。
5、效率高、利用率高、使用灵活性强
（2）交--直传动内燃机车
交流牵引发电机+整流设备+直流牵引电动机 东风4型、东风5型、东风8型
（2）交流—直流传动特点
特点：功率较大,适用于大功率机车。 粘着重量大 低速时牵引力大 牵引特性接近双曲线
➢ 采wenku.baidu.com三相交流同步交流发电机，结构简单，可靠性 高，重量轻，造价较低。
（3）交-直-交传动内燃机车概述
（1）直-直电传动内燃机车 柴油机→直流牵引发电机→直流牵引电动机
DF,DF2,DF3,ND1,ND2等。
柴油机
G
M
M
M
M
M
M
（1）直-直电传动特点：
直流供电系统供电 直流牵引电机驱动 优点：结构简单 控制容易 缺点：直流电压不能升得很高
功率受到限制 线路损耗大 应用：各种工矿、地铁、无轨电车
油等）、沸腾冷却、热管冷却等。 （1）通风冷却系统: 主要对各类电机、电器冷却
组成：由通风机、进排风道、空气滤清装置等 . 例如：DF11的三个独立通风系统。 1、主硅整流柜； 2、同步发电机； 3、前后转向架牵引电动机。
(2)水冷却系统
作用： 冷却燃气直接接触的零部件；
冷却柴油机机油。
三相交流电经过大功率半导体整流装置变为直流电，供给直流 牵引电动机驱动机车动轮。 交－直－交电力传动： 交－交传动：
2.电传动系统组成与功用 内燃机车电传动系统：
柴油机
牵引发电机 变流器 牵引电动机
传动齿轮箱 与动轮
控制系统
（1）直-直电传动内燃机车概概述 述
长期以来，机车电传动大多采用直流牵引电动机系 统。这是因为直流电动机的磁场电流和电枢电流可以分别控 制，其起动、调速性能和转矩控制特性比较理想，并容易获 得良好的动态响应。
1.1按车轴的数目和类型：
按转向架上轴数：可分为2轴、3轴和多轴转向架。
1.2按轴列式分：
C0(3轴)转向架
B0(2轴)转向架
1.3 按轴箱定位方式 固定定位 导框式定位 干摩擦导柱式定位 拉杆式定位 转臂式定位 层叠式橡胶弹簧定位
DF11转向架
走行部由两台可互换的二轴转向架组成。该转向 架经铁道部产品质量监督检验中心检测，在100km/h范围 内具有优良的动力学性能，符合GB/5599-1985铁道车辆动 力学性能评定和试验规范的规定，本车在运用速度内的各 种工况下均能保持良好的动态稳定性。
结构特点的一种简单方法
字母表示轴数 如A为1、B为2等。 表示每一动轴为单独驱动
下标‘0’
无下标表示动轴为成组驱动,如C0－C0、、B－B
四、内燃机车的辅助装置
内燃机车的辅助装置包括六大系统： 冷却系统、 机油系统、 燃料油系统、 预热系统、 空气滤清系统、 辅助驱动装置。
(一)内燃机车冷却系统 1.冷却方式：风冷却（自然风冷、强迫风冷）、液体冷却（水、
然而，直流电动机的结构复杂，存在电刷接触式的 换向器，它不仅工艺复杂，体积及重量大，耗铜，价格昂贵， 而且在运行中，很容易产生换向火花甚至发生环火现象，故 障率高，不便于维护。由于换向及环火这一类问题的存在， 则要求电动机换向片之间的电压不能过高，因而使得直流电 动机的设计容量和高速时的利用功率受到限制，单电机的设 计容量也很难超过1000kw，远远不能适应机车向高速、大功 率方向发展的要求。