轨道交通概论 日趋成熟——内燃机车 日趋成熟——内燃机车.ppt

单击此处编辑母版标题样式 湖南铁路科技职业技术学院 第5章 铁路机车 学习内容 5-1 概述 5-2 内燃机车 5-3 电力机车 5-4 机车的运用与检修 5-2 内燃机车 内燃机车是以内燃机为动力，通过传动装置驱动车轮的机车。按照内燃机种类的不同，内燃机车可分为柴油机车和燃气轮机车。我国主要采用柴油机车。 优点：热效率高；动力装置体积小，功率大；用水少；利用率高；速度高；劳动条件好,用内燃机车替换蒸汽机车方便。 缺点: 造价高、维修工作量大、对大气有污染。 5-2 内燃机车 内燃机车按传动方式的不同可分为机械传动、电力传动和液力传动三种类型。现在多采用电力传动和液力传动。 目前，我国电力机车以电力传动为主，代表车型有东风型电力传动内燃机车和HXN系列交流传动内燃机车。 一、内燃机车额基本组成和各部分作用 （一）电传动内燃机车的基本结构 内燃机车一般是由柴油机、传动装置、走形部、车钩缓冲装置、制动系统、辅助装置和控制设备等组成。 5-2 内燃机车 从外部看，内燃驾车前端下部是车钩装置，用来连接车辆，传递机车牵引力；另装有排障器，用来排除线路上的障碍物，保证机车运行安全。裸露在外的部分为车体走行部，包括车体、车架、转向架等基础部件。 5-2 内燃机车 车体是车架上部的外壳，起保护机车上人员和机器设备不受风、沙、雨、雪的侵袭和防寒的作用。 车架是机车骨干，采用矩形钢结构，由中梁、横梁、侧梁和枕梁等主要部件组成。上面安装柴油机等设备，下面由转向架支撑并与车架相连。 转向架是机车的走行装置，又称台车。作用是承重、传力和缓和冲击。内燃机车一般有两个2轴或3轴的转向架。 5-2 内燃机车 机车转向架 5-2 内燃机车 机车内部设两个司机室，一个动力室和 一个电气室。司机室内部主要设备是操纵台，用于司机牵引操纵；动力室主要安装柴油机和传动装置；冷却室主要安装柴油机的冷却水系统设备，用来对柴油机进行强制制冷；电气室主要设备有电气屏柜，通过对牵引电动机等设备进行控制，实现机车的牵引运行。 5-2 内燃机车 （二）柴油机 柴油机是内燃机的动力装置。 柴油机是利用柴油燃烧后所产生的热能作动力的一种机械，多为四冲程、多缸、废气涡轮增压柴油机。 柴油机由固定部件、运动部件、配气机构及进排气、燃油、冷却、润滑等系统组成。如下图 5-2 内燃机车 （二）柴油机 5-2 内燃机车 （二）柴油机 5-2 内燃机车 四冲程柴油机的工作原理 活塞通过连杆与曲轴相连；在气缸盖上设有进、排气门和喷油器。进、排气门由配气机构驱动，喷油器由供油装置控制。燃油通过喷油器喷入气缸并与高温高压空气相遇，燃烧膨胀作功。 活塞需要经过往复四个行程，柴油机才能完成进气、压缩、燃烧膨胀、排气一个工作循环。 5-2 内燃机车 四冲程 柴油机的工作原理示意图 5-2 内燃机车 （1）进气行程 活塞由曲轴带动由上止点向下止点移动，活塞上方的容积不断增大，气缸内的气压不断降低，产生真空吸力。此时进气门开启，排气门关闭，经空气滤清器过滤后的纯净空气进入气缸，当活塞移动到下止点位置时，进气行程结束。 （2）压缩行程 随着曲轴转动，活塞由下止点向上止点移动。与此同时，进、排气门均关闭，活塞压缩纯空气，使其温度和压力同时升高。当活塞移动到上止点时，压缩行程结束。 5-2 内燃机车 （3）作功行程 压缩行程末，喷油泵将油箱输送来的低压柴油经柴油滤清器滤清变为高压柴油，经喷油器呈雾状喷入气缸内，与气缸内的高温空气迅速混合形成可燃混合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度，柴油便自行着火燃烧，且在以后的一段时间内边喷油边燃烧，气缸内的温度和压力急剧升高，推动活塞下行作功。 （4）排气行程 当作功行程结束后，在曲轴飞轮组惯性力的作用下，活塞又从下止点向上止点移动，此时进气门关闭，排气门开启，燃烧产生的废气在活塞的推动下从排气门排出，当活塞再次到达上止点时，排气行程结束。 5-2 内燃机车 （三）传动装置 传动装置是柴油机曲轴与机车动轴的中间环节，其作用是使柴油机的功率传到动轴上满足机车牵引要求。 内燃机车与其他机车最大的不同在于作为动力源的柴油机与动轮之间具有特殊的传动装置，柴油机的功率是通过传动装置传递到动轮上去，而不是由柴油机直接驱动动轮的。这是因为柴油机的工作特性不能直接满足机车牵引特性的要求：