_机车概论.ppt

机车概论 第二节　内燃机车 一、内燃机车的发展 20世纪初，国外开始探索试制内燃机车。 1924年，苏联制成一台电力传动内燃机车，并交付铁 路使用。同年，德国将蒸汽机车改装成为空气传动内 燃机车。 1925年，美国将一台220 kW电传动内燃机车投入运 用，从事调车作业。 30年代，内燃机车进入试用阶段。以调车机车为主。 30年代后期，出现了一些由功率为900～1 000 kW单 节机车多节连挂的干线客运内燃机车。 第二次世界大战以后，因柴油机的性能提高约50%， 电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加 快。 20世纪50年代，内燃机车数量急骤增长。 60年代期，大功率硅整流器研制成功，并应用于机车 改进，出现了交—直流电力传动的2 940 kw内燃机 车。 70年代，单柴油机内燃机车功率已达到4 410kW。 1971年,联邦德国在试制出1 840 kW的交一直一交电 力传动内燃机车. 中国从1958年开始制造内燃机车。 1969年后相继批量生产了东风4等15种新机型。 同第一代内燃机车相比较，在功率、结构、柴油机热 效率和传动装置效率上，都有显著提高；而且还分别 增设了电阻制或液力制动和液力换向、机车各系统保 护和故障诊断显示、微机控制的功能；采用了承载式 车体、静液压驱动等一系列新技术；机车可靠性和使 用寿命方面，性能有很大提高。 东风11客运机车的速度达到了160km/h。 二、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。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（1500 r/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。 柴油机的冷却系 柴油机的润滑系 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。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；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。 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（又称变矩器）是液力传动机车最重要的传动元件，由泵轮、涡轮、导向轮组成。泵轮和柴油机曲轴相连，泵轮叶片带动工作液体使其获得能量，并在涡轮叶片流道内流动中将能量传给涡轮叶片，由涡轮轴输出机械能做功，通过万向轴、车轴齿轮箱将柴油机功率传给机车动轮；工作液体从涡轮叶片流出后，经导向轮叶片的引导，又重新返回泵轮。液力传动机车操纵简单、可靠，特别适用于多风沙和多雨的地带。 ③电力传动分为三种：（a）直流电力传动装置。牵引发电机和电动机均为直流电机，发动机带动直流牵引发电机，将直流电直接供各牵引直流电动机驱动机车动轮。（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。发动机带动三相同步交流牵引发电机，发出的直流通过整流器到达直流中间回路，中间回路中恒定的直流电压通过逆变器调节其振幅和频率，再将直流电逆变成三相变频调压交流电压，并供给三相异步牵引电动机驱动机车动轮。电力传动机车的应用最为广泛。 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。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