铁路机车简介

第五章铁路机车第一节概述机车是铁路运输的牵引动力，为满足牵引要求应具有的特征：①可靠性高②牵引性能良好③数量足够④定期的维护与维修⑤机车组织运用合理机车的分类1、按所用动力分内燃机车：由柴油机、燃气轮机通过传动装置驱动的机车，自带能源式机车。电力机车：非自给式机车，受电弓获得电能，由牵引电动机通过传动装置驱动。2、按机车用途分货运机车：DF4、SS4客运机车：DF11、SS8调车机车：DF7、BJ3、按动力配置分动力集中型：东风系列、韶山系列动力分散型：将部分动力设备安装在带动力的车辆上，带动力的叫动车，不带动力的叫拖车。主要指动车组。第二节内燃机车内燃机车习惯上指柴油机车，蒸汽机车已淘汰。内燃机车有三种传动方式：机械传动、液力传动、电力传动。优点：功率大、维修保养量较少。缺点：环境污染大、效率较低。一、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。1、柴油机内燃机车的动力装置，又称压燃式内燃机。现代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器，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热效率。柴油机工作有四冲程和二冲程两种方式，大部分采用四冲程。从转速来看，分为高速机（1500r/min左右）、中速机（1000r/min）和低速机（中速机转速以下）。为满足各种功率的需要，生产有相同汽缸直径和活塞的各种缸数的产品。功率较小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率较大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最为常用。柴油机的运动机构柴油机的冷却系2、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。加装传动装置原因1、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；2、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；3、柴油机不能逆转，机车也就无法换向。常用的传动方式有机械传动、液力传动和电力传动。1、机械传动装置是由离合器、齿轮变速箱、轴减速箱等组成的。因其功率受到限制，在铁路内燃机车中不再采用。2、液力传动装置主要由液力传动箱、车轴齿轮箱、万向轴等组成。液力变扭器的能量传输过程(1)柴油机带动泵轮高速旋转。变扭器内充进的工作油，就会被高速旋转的泵轮叶片带动一起旋转。由于离心力的作用，工作油从泵轮叶片出口处流出时具有很高的压力和流速。(2)工作油冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同方向转动，通过齿轮把柴油机的输出功率最后传到机车动轮上，使机车运行。总的来说，工作油作为传递能量的介质，从泵轮上得到高压、高速的能量，传到涡轮，从涡轮叶片流出后，经导向轮叶片的引导，又重新返回泵轮，即：泵轮--涡轮--导向轮--泵轮，往复循环，不断地把柴油机的功率传输给机车动轮。液力变扭器的输出控制原理(1)当需要较大机车牵引力时候，例如当机车起动时，液力变扭器中的涡轮转速很低，工作油对涡轮叶片的压力就很大，从而满足了机车牵引力大的要求；(2)当涡轮的转速随着机车运行速度的提高而加快时，工作油对涡轮叶片的压力也逐渐减小，正好满足高速行车时对牵引力要小的条件。由此可见，柴油机发出的、大小基本不变的扭矩，经过变扭器后就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力，而且它的大小能按机车理想牵引性能曲线变化。当机车需要惰行或制动时，司机只要操纵手柄，将变扭器中的工作油排出，使泵轮和涡轮之间失去联系，即中断变扭器输出，柴油机的功率就不传给机车的动轮。3、电力传动分为三种：（a）直流电力传动装置。（b）交—直流电力传动装置。发动机带动三相交流同步发电机，发出的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。（c）变—直—交流电力传动装置。电力传动机车的应用最为广泛。电力传动工作原理1－柴油机；2－牵引发电机；3－电路；4－牵引电动机；5－主动齿轮；6－从动齿轮；7－动轮。3、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。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。③转向架是机车的走行装置，又称台车。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。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——过滤空气中灰尘等脏物的装置；压缩空气系统——供给列车的空气制动装置、砂箱、空气笛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。5、制动装置6、控制设备控制机车速度、行驶方向和停车的的设备。主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。操纵台上的监视表和警告信号装置有：空气、水、油等压力表，主要部位温度表，电流表、电压表，主要部位超温、超压或压力不足等音响和显示警告信号。为了保证安全，便于操作，内燃机车上还装设有机车信号和自动停车装置。二、内燃机车工作原理燃料在汽缸内燃烧，所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，连杆带动曲轴旋转对外做功，燃料的热能转化为机械能。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速和转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮，动轮产生的轮周牵引力传递到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。三、内燃机车发展第三节电气化铁道供电简介电气化铁道是指设有牵引供电系统，以电力机车作为列车牵引动力的铁路。一、牵引变电所将110kV或220kV的三相交流电变换成不低于25kV的单个交流电后，经馈电缆向邻近区域的接触网送电，并要保证可靠而不间断地供电。1、牵引变电所的设备主变压器、备用变压器、高压断路器、隔离开关、避雷器。2、牵引变电所的供电方式①单边供电方式②双边供电方式二、接触网1、2——基础、支柱3——腕臂支持装置4——绝缘子5——承力索6——吊弦7——弹性吊弦8——接触导线9——定位肩架10——棒式绝缘子11——定位管12——受电弓图3-53电力牵引系统的组成发电厂(1)发出的电流，经升压变压器提高电压后，由高压输电线(2)送到铁路沿线的牵引变电所(4)。在牵引变电所里把电流变换成所要求的电流或电压后，经馈流线(5)转送到邻近区间和站场线路的接触网(6)上供电力机车使用。