关于内燃机车的报告调研

关于内燃机车的报告调研

一、调研的意义

柴油机作为动力装置已经广泛的被使用到运输生产中，而且数量逐年增加，特别是在铁路运输中起着相当重要的作用。内燃机车作为铁路运输中不可缺少的牵引机在很早以前就被投入广泛的使用，当蒸汽机车被淘汰，内燃机车就以它大功率、高负荷的特性充当着铁路运输牵引主力军。但随着电气化铁路的发展，电力机车以它更优越的性能逐渐取代了内燃机车，在铁路第五次大提速之后，“多拉快跑”成为了铁路新的发展方向在资源满足的情况下都改成了电气化铁路客车以及干线、重载货物的运输基本都已由电力机车来担当，内燃机车只能担当各支线（包括小运转、专线等）运输和货场及沿线各站的调车、编组作业任务。但不管怎样，内燃机车都以它独特的性能在铁路运输中依然是不可缺少的，不过也为它今后的发展提出了更高的要求，以满足现代铁路运输的需求。柴油机作为内燃机车的核心装置，它性能的好坏直接影响到内燃机车的运用以及铁路运输安全和经济效益。目前,随着计算机技术、机电和自动控制技术、现代制造技术及新材料、新工艺等一系列高新技术的蓬勃发展。密封材料性能的提高、液压件微型化以及高可靠性和适用性等,都给机车车辆各系统采用新技术创造了条件。为检验自己在掌握基本理论知识和专业知识的学习效果，综合运用所学基础理论知识，将内燃机车行车工作的基本理论和方法与基本故障的分析相结合，进行了此次内燃机车的调研。

二、调研的基本要求和方法：

这次调研，我深入对机车交路、机车乘务制、机车运转制、内燃机车乘务员一次作业过程、内燃机车检查与保养等方面利用两个月的时间进行了充分的调研。调研的方法主要采用：1、结合自身岗位工作实践经验、深入现场进行机车运用与检修作业；2、查阅行车运转等有关资料，得到真实记录,提高自己对机车车辆的技术有一定的认识，促进理论与实践相结合，培养认真严肃的态度，严谨的工作机勇于创新的精神。3、向单位老司机求教，了解经验。

三、调研的内容及过程

内燃机车简介：内燃机车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。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。在我国铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。燃油（柴油）在气缸内燃烧，将热能转换为由柴油曲轴输出的机械能，但并不用来直接驱动动轮，而是通过传动装置转换为适合机车牵引特性要求的机械能，再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。内燃机车虽然有各种不同的类型，但它们的基本组成及工作原理是相同或相似的，都是由柴油机、传动装置、走行部、车体

车架、车钩缓冲装置、制动系统及辅助装置组成的。基本结构有内燃机车由柴油机、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。

3.1内燃机车总体及走行部

3.1.1 内燃机车总体结构

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。

3.1.2 车体走行部结构

车体走行部包括车架、车体、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。按其承受载荷情况，分为整体承载式和非整体承车体；按其外形分为罩式和棚式车体。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。内燃机车一般为具有两个2 轴或3 轴的转向架。④牵引缓冲装置是机车重要组成部分，它的作用是把机车和车辆连接或分立列车。在运行中传递牵引力或冲击力，缓和及衰减列车运行由于牵引力变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。因此，它具有连接、牵引和缓冲的作用。

3.2内燃机车电机电器

3.2.1牵引电动机

在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。

牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。

牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。

在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时，加在牵引电动机上的电压为脉动电压，因此这种牵引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外，电动机内部还有一些附加损耗，从而引起电动机温升，因此，脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的特殊措施，以解决“换向”和温升两个突出的问题。

专用于电力传动内燃机车，以供给牵引电动机电力的发电机，又称主发电机。牵引发电机有直流和交流两种。直流牵引发电机直接向直流牵引电动机供电。交流牵引发电机发出的三相交流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。交流整流电路是三相的，整流电压虽然有脉动，但脉动量比较小，因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。

原理牵引电机通常采用变频器供电。对试验测试设备的功能及性能指标提出了较高的要求：1、要求测试设备具有较宽的带宽，并且在较宽的频率范围内均能获取较高的测量精度；2、部分试验基波频率可能低于5Hz，常规测量仪表不能稳定读数；3、变频器开关频率较低，谐波含量丰富，且信号不是严格的周期信号，傅里叶变换时，需要较长的时间窗。

要正确测量牵引变频器输出的基波电压有效值，必须注意：1、采用正确的变频电量测量装置。电压、电流传感器及仪表应该有合理的带宽、正确的测量模式（基波有效值模式）、输出频率下满足准确级要求等等。2、牵引变频器显示的基波有效值（接近理论值）与实际测量结果一致的前提是开关频率（载波频率）足够高（至少大于基波频率的20倍）。实际上，牵引变频器的开关频率往往比较低，一般低于1KHz，而基波频率较高，所以并不满足该条件。3、要对基波有效值进行准确的、稳定的测量，前提是变频器输出为周期信号（傅里叶变换针对周期信号）。实际上由于牵引变频器的开关频率较低，当开关频率不是基波频率整数倍时，其输出信号不是周期信号。例如：开关频率为500Hz，基波频率为60Hz，假如当前的基波周期从第0个脉冲的开始时刻开始，将在第9个脉冲的1/3时刻结束，而下一个基波周期，将从第9个脉冲的1/3时刻开始，显然，这两个基波周期不是一样的信号，也就是说，变频器输出并非周期信号（当开关频率较高时，这种非周期性的表现相对较弱）。

小结：基于上述原因，一般的测量系统很难准确、稳定的测量牵引变频器输出的电压。

3.2.2辅助电机