鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛論文.doc

電力機(jī)車(chē)總體課程論文撰寫(xiě)我國(guó)電力機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組介紹陳述明（車(chē)輛工程13級(jí)3班）學(xué)號(hào)：20131310010340摘要：電力機(jī)車(chē)是指由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的機(jī)車(chē)。電力機(jī)車(chē)因?yàn)樗桦娔苡呻姎饣F路供電系統(tǒng)的接觸網(wǎng)或第三軌供給運(yùn)行中的電力機(jī)車(chē)，所以是一種非自帶能源的機(jī)車(chē)。電力機(jī)車(chē)具有功率大、過(guò)載能力強(qiáng)、牽引力大、速度快、整備作業(yè)時(shí)間短、維修量少、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低、便于實(shí)現(xiàn)多機(jī)牽引、能采用再生制動(dòng)以及節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)。使用電力機(jī)車(chē)牽引車(chē)列，可以提高列車(chē)運(yùn)行速度和承載重量，從而大幅度地提高鐵路的運(yùn)輸能力和通過(guò)能力。動(dòng)車(chē)組 是有動(dòng)車(chē)的車(chē)輛組：個(gè)別的為純動(dòng)車(chē)組，普通類(lèi)型的是動(dòng)車(chē)和拖車(chē)的組合。帶動(dòng)力的車(chē)輛叫動(dòng)車(chē)，不帶動(dòng)力的車(chē)輛叫拖車(chē)。動(dòng)車(chē)組還可分為動(dòng)力集中式和動(dòng)力分散式。動(dòng)車(chē)組技術(shù)源于地鐵，可兩頭開(kāi)。關(guān)鍵詞：電力機(jī)車(chē)工作原理，主要特點(diǎn) ，技術(shù)參數(shù) 動(dòng)車(chē)組的主要參數(shù)（電力機(jī)車(chē)）一 電力機(jī)車(chē)的工作原理及主要特點(diǎn)1.電力機(jī)車(chē)的工作過(guò)程 牽引變電所輸出的高壓交流電送到接觸網(wǎng)以后，由機(jī)車(chē)受電弓和接觸線接觸引入機(jī)車(chē)，機(jī)車(chē)電流經(jīng)過(guò)主斷路器、高壓電流互感器，到機(jī)車(chē)變壓器高壓繞組，再經(jīng)過(guò)低壓電流互感器、車(chē)體、接地電刷、車(chē)軸、車(chē)輪到軌道，然后經(jīng)軌道、大地等流回牽引變電所。其中，機(jī)車(chē)變壓器將高壓交流電變?yōu)榈蛪?交流電，再經(jīng)過(guò)整流器組整流后變?yōu)橹绷麟姡┙o牽引電動(dòng)機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)得電旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率通過(guò)齒輪傳動(dòng)裝置傳遞給輪對(duì)，輪對(duì)作用于軌道，軌道以大小相等、方向相反的力作用于輪對(duì)，從而形成牽引力，牽引列車(chē)運(yùn)行。2.電力機(jī)車(chē)的主要特點(diǎn)(1)可廣泛利用多種一次能源 如可以由熱力、水力、天然氣甚至于地?zé)?、原子能、太?yáng)能等轉(zhuǎn)換而來(lái)，只要有相應(yīng)的發(fā)電站，便可以利用相應(yīng)的能量。 (2)功率大 由于在電力機(jī)車(chē)上沒(méi)有產(chǎn)生能量的裝置，也沒(méi)有燃料儲(chǔ)備，因而在同樣的機(jī)車(chē)重量下，其功率要比自給式機(jī)車(chē)大。機(jī)車(chē)按單位重量所具有的功率稱(chēng)為機(jī)車(chē)的比功率，這是衡量機(jī)車(chē)技術(shù)水平的一個(gè)標(biāo)志。目前電力機(jī)車(chē)的比功率一般達(dá)到40-60kW/t。 (3)速度高 由于電力機(jī)車(chē)功率大，因而可以獲得較高的速度。目前，一般客運(yùn)電力機(jī)車(chē)運(yùn)行速度已達(dá)160-200km/h，貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)也達(dá)到120-140km/h。隨著新型機(jī)車(chē)的不斷出現(xiàn)，電力牽引的高速動(dòng)車(chē)運(yùn)行速度已達(dá)到300-400km/h。 (4)效率高 電力機(jī)車(chē)本身的效率為80%-85%o但考慮到整個(gè)電力牽引系統(tǒng)，其平均效率則不是固定的，它與供電系統(tǒng)的電能來(lái)源有關(guān)，在由水力發(fā)電站供電的情況下，電力牽引的效率可達(dá)到60%-70%。 (5)過(guò)載能力強(qiáng) 機(jī)車(chē)在起動(dòng)、牽引重載列車(chē)和通過(guò)困難區(qū)段時(shí)，具有一定的過(guò)載能力是十分重要的。對(duì)于非自給的電力機(jī)車(chē)，其能量是來(lái)自較強(qiáng)大的供電系統(tǒng)，因此機(jī)車(chē)的過(guò)載能力僅受牽引電機(jī)的限制，而牽引電機(jī)的過(guò)載能力是較高的。 (6)運(yùn)輸成本低 電力機(jī)車(chē)檢修工作量小，維修周期長(zhǎng)，每?jī)纱未笮拗g運(yùn)行公里數(shù)為蒸汽機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)的2倍。由于電力機(jī)車(chē)運(yùn)輸能力的增加，足以補(bǔ)償電氣化初期投資，所以鐵道電氣化長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益好。 (7)司機(jī)勞動(dòng)條件好，無(wú)煙氣排放污染 電力機(jī)車(chē)不冒煙，不排廢氣，通過(guò)長(zhǎng)大隧道時(shí)，乘務(wù)人員和旅客可免受煙氣之苫，從而也為廣大旅客創(chuàng)造清潔的旅行條件。此外，電力機(jī)車(chē)可以將接觸網(wǎng)電能轉(zhuǎn)供列車(chē)使用而不影響牽引功率，不用裝設(shè)車(chē)下柴油發(fā)電機(jī)組，也不用發(fā)電車(chē)，提高列車(chē)的舒適度和經(jīng)濟(jì)性。 (8)不受外界條件限制在山區(qū)和高寒地區(qū)電力機(jī)車(chē)功率發(fā)揮更好。二 電力機(jī)車(chē)的技術(shù)參數(shù)以SS9型電力機(jī)車(chē)為例SS9型電力機(jī)車(chē)編組型式：8輛編組，可兩編組連掛運(yùn)行 動(dòng)力配置：（3M+1T）+（2M+2T） 車(chē)種：一等車(chē)、二等車(chē)、酒吧坐車(chē)合造車(chē) 定員（人）：602+2（殘疾人） 客室布置：一等車(chē)2+2、二等車(chē)2+3 最高運(yùn)營(yíng)速度（km/h）：250（具備提速到300km/h的條件） 最高試驗(yàn)速度（km/h）：250 適應(yīng)軌距（mm）：1435 適應(yīng)站臺(tái)高度（mm）：5001200 傳動(dòng)方式：交直交 牽引功率（kW）：5500 編組重量及長(zhǎng)度：211.5m，451t 車(chē)體型式：大型中空型材鋁合金車(chē)體 氣密性：車(chē)內(nèi)壓力從4kPa降到1kPa時(shí)間大于40s 頭車(chē)車(chē)輛長(zhǎng)度（mm）：27600 中間車(chē)輛長(zhǎng)度（mm）：25000 車(chē)輛寬度（mm）：3200 車(chē)輛高度（mm）：4270 空調(diào)系統(tǒng)：車(chē)頂單元式空調(diào)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向架類(lèi)型：二系空氣彈簧搖枕轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架一系懸掛：雙組鋼彈簧雙轉(zhuǎn)臂定位+液壓減振器 轉(zhuǎn)向架二系懸掛：空氣彈簧+橡膠堆 轉(zhuǎn)向架軸重（t）：17（動(dòng)）/16（動(dòng)） 轉(zhuǎn)向架輪徑（mm）：890/810 轉(zhuǎn)向架固定軸距（mm）：2700 受流電壓：AC25kV，50Hz 牽引變流器：IGBT水冷VVVF 牽引電動(dòng)機(jī)：550kW 啟動(dòng)加速度（m/s2）：0.5 制動(dòng)方式：直通式電空制動(dòng)，備用自動(dòng)空氣制動(dòng) 緊急制動(dòng)距離（m）（制動(dòng)初速度200km/h）：2000 輔助供電制式：三相AC380V 50Hz DC24V(動(dòng)車(chē)組)一 動(dòng)車(chē)組的主要特點(diǎn)傳統(tǒng)的列車(chē)是由有動(dòng)力的機(jī)車(chē)和沒(méi)有動(dòng)力的客車(chē)組成的車(chē)列，在到達(dá)車(chē)站和從車(chē)站出發(fā)時(shí)，要反復(fù)進(jìn)行列車(chē)和機(jī)車(chē)的編掛。而動(dòng)車(chē)組概括地講，是自帶動(dòng)力、固定編組、能夠兩端都可以駕駛的配備現(xiàn)代化服務(wù)設(shè)施的旅客列車(chē)的單元。我們通常看到的電力機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)，其動(dòng)力裝置都集中安裝在機(jī)車(chē)上，在機(jī)車(chē)后面掛著許多沒(méi)有動(dòng)力裝置的客車(chē)車(chē)廂。如果把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車(chē)車(chē)輛便叫做動(dòng)車(chē)。而動(dòng)車(chē)組就是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛編成一組，就是動(dòng)車(chē)組。帶動(dòng)力的車(chē)輛叫動(dòng)車(chē)，不帶動(dòng)力的車(chē)輛叫拖車(chē)。 單純就原理來(lái)講，動(dòng)車(chē)組不比傳統(tǒng)列車(chē)更有優(yōu)勢(shì)，反而增加了編組和維護(hù)上的麻煩。但在實(shí)際應(yīng)用中，具體車(chē)型與具體應(yīng)用環(huán)境的恰當(dāng)結(jié)合能讓動(dòng)車(chē)組擁有傳統(tǒng)列車(chē)不具備的巨大優(yōu)勢(shì)當(dāng)然，也有配置與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)的失誤。具體到中國(guó)，動(dòng)車(chē)組一般具有加速能力強(qiáng)、爬坡能力強(qiáng)、換向方便等優(yōu)點(diǎn)。 1.加速能力強(qiáng) 這個(gè)優(yōu)點(diǎn)來(lái)源于較大的動(dòng)拖比。做同重量折算，在功率充足和功率輸出控制合理的情況下，動(dòng)拖比越大，列車(chē)可發(fā)揮的牽引力越大。 在中國(guó)，常規(guī)的傳統(tǒng)客運(yùn)列車(chē)一般是一臺(tái)機(jī)車(chē)牽引大編組客車(chē)，機(jī)車(chē)88噸或132噸，客車(chē)編組880噸1100噸，動(dòng)力集中，動(dòng)拖比非常小，導(dǎo)致列車(chē)可發(fā)揮牽引力很??；而動(dòng)車(chē)組多為動(dòng)力分散，即使偶有動(dòng)力集中型號(hào)，其動(dòng)拖比仍然大于傳統(tǒng)的大編組客運(yùn)列車(chē)。這同時(shí)導(dǎo)致兩個(gè)特征：動(dòng)車(chē)組加速能力更強(qiáng)。 加速能力強(qiáng)，列車(chē)出站或通過(guò)限速緩行區(qū)段后能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常運(yùn)營(yíng)速度，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)能帶來(lái)一系列好處。 對(duì)于乘客，這意味著最高限速相同的動(dòng)車(chē)組在同樣長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間里能?？扛嘬?chē)站，方便出行，或者在線路良莠不齊時(shí)旅行時(shí)間比傳統(tǒng)大編組客車(chē)更短。 對(duì)于調(diào)度部門(mén)，這意味著列車(chē)起動(dòng)、加速附加時(shí)間少，更容易調(diào)度，更容易提高鐵路的運(yùn)用效率。 對(duì)于生產(chǎn)廠家，這意味著不必為了保證列車(chē)平均速度而拼命擠提高列車(chē)最高允許速度的獨(dú)木橋這同時(shí)節(jié)省了造車(chē)成本和修路成本。2.爬坡能力強(qiáng) 這個(gè)特征在上以特征中已附帶提及，同樣來(lái)源于大的動(dòng)拖比。強(qiáng)動(dòng)力分散列車(chē)在功率充足的情況下能在2%的連續(xù)坡道上仍然能保持準(zhǔn)高速甚至高速運(yùn)行的能力，而弱動(dòng)力分散系只能小碎步上去，動(dòng)力集中系甚至連起步都很困難，啟動(dòng)了也只能慢慢往前蹭。 中國(guó)入圍的高速列車(chē)都是強(qiáng)動(dòng)力分散動(dòng)車(chē)組，強(qiáng)悍的爬坡能力和坡道保速能力為高速鐵路的選線提供了極大便利，能有效降低線路修建與維護(hù)成本。中國(guó)傳統(tǒng)列車(chē)和自主研發(fā)的動(dòng)車(chē)組均因動(dòng)拖比或功率不足而不具備在連續(xù)大坡度線路上以高速或準(zhǔn)高速通過(guò)的能力，所以這一塊市場(chǎng)由僅靠技術(shù)和合資技術(shù)填補(bǔ)。3.換向便利 中國(guó)的傳統(tǒng)列車(chē)，運(yùn)營(yíng)中的換向步驟是“進(jìn)站停車(chē)-摘除前端機(jī)車(chē)-列尾重新掛上機(jī)車(chē)-再次開(kāi)出”。而動(dòng)車(chē)組，只要仍然保持在正常的成組運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，則列車(chē)兩端必然由司機(jī)室，每個(gè)司機(jī)室都可以操控整列車(chē)上的動(dòng)力與制動(dòng)設(shè)備，換向時(shí)只需要司機(jī)前往列車(chē)另一端的司機(jī)室。這省掉了機(jī)車(chē)調(diào)車(chē)作業(yè)的步驟，從而節(jié)省了換向時(shí)間，也減少了車(chē)站線路被機(jī)車(chē)調(diào)車(chē)占用的時(shí)間，還降低了因摘車(chē)、掛車(chē)事故導(dǎo)致人身傷害的幾率。二 動(dòng)車(chē)組的主要參數(shù)那么，我們就可以知道為什么動(dòng)車(chē)比電動(dòng)機(jī)車(chē)跑得快？主要原因就在于動(dòng)力的分配上。我們通?？吹降碾娏C(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)，只有車(chē)頭有動(dòng)力。如果把動(dòng)力裝置分散安裝在每節(jié)車(chē)廂上，使其既具有牽引動(dòng)力，又可以載客，這樣的客車(chē)車(chē)輛便叫做動(dòng)車(chē)。而動(dòng)車(chē)組就是幾節(jié)自帶動(dòng)力的車(chē)輛加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車(chē)輛編成的，現(xiàn)在普遍采用的是8節(jié)一組。動(dòng)車(chē)組在工作過(guò)程中，有兩種牽引動(dòng)力的分布方式：一種叫動(dòng)力分散，一種叫動(dòng)力集中。所謂動(dòng)力分散就是動(dòng)力裝置分布在列車(chē)不同客車(chē)上，可以實(shí)現(xiàn)較大的牽引力，并可實(shí)現(xiàn)靈活編組。即使動(dòng)車(chē)組中某一節(jié)動(dòng)車(chē)的牽引動(dòng)力發(fā)生了故障，對(duì)全列車(chē)的牽引指標(biāo)影響也不是很大。 所謂動(dòng)力集中就是動(dòng)力裝置集中安裝在2節(jié)至3節(jié)車(chē)上，檢查維修比較方便，并且機(jī)車(chē)電氣設(shè)備的總重量小于動(dòng)力分散動(dòng)車(chē)組。電力（內(nèi)燃）機(jī)車(chē)和動(dòng)車(chē)組的動(dòng)力比較，用到平時(shí)的組織建設(shè)與發(fā)展之中也是很有啟發(fā)意義的。單位的領(lǐng)導(dǎo)就是車(chē)頭，單位中的每一個(gè)成員就是車(chē)廂，鐵軌就是設(shè)定的發(fā)展方向。在單位的發(fā)展方向清晰的前提下，一個(gè)動(dòng)力足、干勁足的領(lǐng)頭人，就像那機(jī)車(chē)的車(chē)頭一樣，能夠帶著大家一起向前奔。但光靠領(lǐng)導(dǎo)自己帶頭是非常吃力的，也跑不快，如果單位中有一部分成員能夠和領(lǐng)導(dǎo)步調(diào)一致，形成類(lèi)似“動(dòng)車(chē)組”的動(dòng)力機(jī)制，則這個(gè)組織的發(fā)展步伐就會(huì)邁的更大。當(dāng)然，最理想的狀態(tài)時(shí)每一列車(chē)廂都自帶動(dòng)力，這樣跑起來(lái)會(huì)更快。不過(guò)，動(dòng)車(chē)組的設(shè)計(jì)并沒(méi)有使每節(jié)車(chē)都安裝動(dòng)力裝置，一方面跑的太快鐵軌、系統(tǒng)控制等跟不上，二來(lái)也會(huì)造成設(shè)備資源的極大浪費(fèi)。高速鐵路的發(fā)展與建設(shè)要與當(dāng)下的現(xiàn)實(shí)相匹配，要在當(dāng)下的環(huán)境中尋找發(fā)展的突破點(diǎn)。這一點(diǎn)是否也能給我們很多啟示呢？從一個(gè)單位的建設(shè)來(lái)看也是如此，單位中的每一個(gè)成員，都有自己的思想和行為準(zhǔn)則，要讓全體成員都步調(diào)一致，心無(wú)二想是不現(xiàn)實(shí)的。關(guān)鍵在于發(fā)揮單位中一批骨干成員的積極性，讓他們來(lái)帶動(dòng)整個(gè)組織，推著、拖著，牽引著一起向同一個(gè)目標(biāo)前進(jìn)。在行駛的動(dòng)車(chē)上，想到這樣一個(gè)話(huà)題，也是很有意思的