第一节内燃机车传动装置的功用.PDF

第一章 概 述 ·1 · “内燃机车 电传动”课程 , 主要研究内燃机车 中如何利用 电气装置将柴油机功率传至机车 动轮 , 并通过 电气设备的作用 , 调节柴油机工作特性与机车牵引要求之 间的矛盾 , 从而使机车 获得理想的牵引特性。 第 一节 内 燃 机 车 传 动装 置 的功 用 柴油机是 内燃机车的原动力, 从柴油机 曲轴到机车动轮之间, 需要一套速 比可变的中间环 节 , 这一中间环节称为传动装置 。由电气设备组成的这个中间环节 , 叫做 电力传动装置 。传动 装置的任务是将柴油机的输出功率传递至机车动轮 , 并使机车具 有良好的牵引性能。为 了阐述 内燃机车设置传动装置的必要性, 首先必须了解柴油机工作特性和机车牵引的要求。 柴油机的工作特性如图 1—1 所示。 1. 柴油机有最低工作转速 nmin 和最高工作转速 nm ax 限制。柴 油机转速低于 nmin 就不能工作( 熄火) , 高于 nm ax 可能 因机械强度 不够而破损 。 2 . 柴油机的输出扭矩 M C 随柴油机每循环供油量变化。当 柴油机每循环供油量一定时, 柴油机的扭矩基本确 定, 不 随转速变 图 1— 1 柴油 机工作 特性 化 , 或者说柴油机转速改变时, 其扭矩变化很小。 3 . 柴油机的功率 NC 基本上与转速成正比。柴油机只有在额定转速下, 才可能输出额定功率。 4 . 柴油机承受过载的能力很差, 稍有过载 , 转速就会 下降, 甚至熄火。同时, 柴油机不能 带负荷启动。 5 . 柴油机 曲轴只能作单方 向旋转。 如果把柴油机的曲轴与机车的动轮通过离合器和传动齿轮直接相连 , 就构成了所谓直接 驱动式 内燃机车。这种直接驱动式 内燃机车 的牵 引特性 曲线如 图 1—2 中的 ZJ 所示 , 其形状和柴油机扭矩 曲线形状完全一样 , 只是坐标 比例不同。 直接驱动式 内燃机车的主要 问题如下: 1. 因受柴油机最高转速和最低转速 限制 , 直接驱动式 内燃 机车的运行速度变化范围很小, 不能满足列车运行的要求。 2 . 因柴油机输出扭矩不 随转速变化 , 故直接驱动式 内燃机 车牵引力调节范围很小, 不能满足列车运行的要求。 图 1—2 机车 牵引特 性 3 . 柴油机的功率与转速成正比。直接驱动式 内燃机车只有 ·2 · 内燃机车电传动 在最高运行速度时, 才能发挥柴油机额定功率 , 而列车运行 中速度经常变化 , 这不利于柴油机 功率的充分发挥 。 4 . 柴油机过载能力差。直接驱动式 内燃机车不具备一定的过载 能力, 机车难 以启动 , 大 功率的离合器在制造上也有一定的困难 。 5 . 直接驱动式 内燃机车换向运行困难 。 从上述柴油机的工作特性与机车牵引要求来看 , 二者有诸多不相适应之处, 因此 , 在柴油 机 曲轴和机车动轮之间, 必须设一套中间环节 , 以传递功率并调节二者之间的矛盾 。 目前, 在大功率的内燃机车上大都采用 电力传动或液力传动 的中间环节 。内燃机车采用 电力传动或液力传动后 , 均可使机车的牵引性能符合机车牵引要求 , 获得如图 1—2 中 A B CD 所示的机车理想牵引特性 : 当柴油机在某功率挡位工作 时, 机车 的功率也一定, 则机车牵引力 与速度成反 比, 其理想牵引特性 B C 段呈恒功率双 曲线, A B 段为机车粘着牵引力 限制 区段 , CD 段为机车构造速度限制区段。 液力传动的机车具有省铜、重量轻、维护保养简单等优 点; 其不足处是传动装置的制造工 艺要求高。电力传动不仅具有功率大、效率高、工作可靠、便于应用 电子