機車概論課件

機車概論第一節(jié)概述機車是鐵路運輸?shù)臓恳齽恿?，為滿足牽引要求應(yīng)具有的特征：①可靠性高②牽引性能良好③數(shù)量足夠④定期的維護與維修⑤機車組織運用合理機車的分類1、按所用動力分內(nèi)燃機車：由柴油機、燃氣輪機通過傳動裝置驅(qū)動的機車，自帶能源式機車。電力機車：非自給式機車，受電弓獲得電能，由牽引電動機通過傳動裝置驅(qū)動。2、按機車用途分貨運機車：DF4、SS4客運機車：DF11、SS8調(diào)車機車：DF7、BJ3、按動力配置分動力集中型：東風(fēng)系列、韶山系列動力分散型：將部分動力設(shè)備安裝在帶動力的車輛上，帶動力的叫動車，不帶動力的叫拖車。主要指動車組。第二節(jié)內(nèi)燃機車內(nèi)燃機車習(xí)慣上指柴油機車，蒸汽機車已淘汰。內(nèi)燃機車有三種傳動方式：機械傳動、液力傳動、電力傳動。優(yōu)點：功率大、維修保養(yǎng)量較少。缺點：環(huán)境污染大、效率較低。一、內(nèi)燃機車的發(fā)展20世紀(jì)初，國外開始探索試制內(nèi)燃機車。1924年，蘇聯(lián)制成一臺電力傳動內(nèi)燃機車，并交付鐵路使用。同年，德國將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內(nèi)燃機車。1925年，美國將一臺220kW電傳動內(nèi)燃機車投入運用，從事調(diào)車作業(yè)。30年代，內(nèi)燃機車進入試用階段。以調(diào)車機車為主。30年代后期，出現(xiàn)了一些由功率為900～1000kW單節(jié)機車多節(jié)連掛的干線客運內(nèi)燃機車。第二次世界大戰(zhàn)以后，因柴油機的性能提高約50%，電力傳動裝置和液力傳動裝置的內(nèi)燃機車的發(fā)展加快。20世紀(jì)50年代，內(nèi)燃機車數(shù)量急驟增長。60年代期，大功率硅整流器研制成功，并應(yīng)用于機車改進，出現(xiàn)了交—直流電力傳動的2940kw內(nèi)燃機車。70年代，單柴油機內(nèi)燃機車功率已達到4410kW。1971年,聯(lián)邦德國在試制出1840kW的交一直一交電力傳動內(nèi)燃機車.中國從1958年開始制造內(nèi)燃機車。1969年后相繼批量生產(chǎn)了東風(fēng)4等15種新機型。同第一代內(nèi)燃機車相比較，在功率、結(jié)構(gòu)、柴油機熱效率和傳動裝置效率上，都有顯著提高；而且還分別增設(shè)了電阻制或液力制動和液力換向、機車各系統(tǒng)保護和故障診斷顯示、微機控制的功能；采用了承載式車體、靜液壓驅(qū)動等一系列新技術(shù)；機車可靠性和使用壽命方面，性能有很大提高。東風(fēng)11客運機車的速度達到了160km/h。二、內(nèi)燃機車的結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車體、轉(zhuǎn)向架等）、制動裝置和控制設(shè)備等組成。1、柴油機內(nèi)燃機車的動力裝置，又稱壓燃式內(nèi)燃機。主要結(jié)構(gòu)特點包括汽缸數(shù)、汽缸排列形式、汽缸直徑、活塞沖程、增壓與否等?，F(xiàn)代機車用的柴油機都配裝廢氣渦輪增壓器，以利用柴油機廢氣推動渦輪壓氣機，把提高了壓力的空氣經(jīng)中間冷卻器冷卻后送入柴油機進氣管，從而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。柴油機工作有四沖程和二沖程兩種方式，大部分采用四沖程。從轉(zhuǎn)速來看，分為高速機（1500r/min左右）、中速機（1000r/min）和低速機（中速機轉(zhuǎn)速以下）。為滿足各種功率的需要，生產(chǎn)有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數(shù)的產(chǎn)品。功率較小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率較大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最為常用。1924年，蘇聯(lián)制成一臺電力傳動內(nèi)燃機車，并交付鐵速機（中速機轉(zhuǎn)速以下）。②車體是車架上部的外殼，起保護機車上的人員和機器設(shè)備不受風(fēng)、沙、雨雪的侵襲和防寒作用。護和故障診斷顯示、微機控制的功能；內(nèi)燃機車有三種傳動方式：60年代期，大功率硅整流器研制成功，并應(yīng)用于機車1924年，蘇聯(lián)制成一臺電力傳動內(nèi)燃機車，并交付鐵第二次世界大戰(zhàn)以后，因柴油機的性能提高約50%，同年，德國將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內(nèi)由構(gòu)架、旁承、軸箱、輪對、車軸齒輪箱（電力傳動時包括牽引電機）、彈簧、減振器、均衡梁，以及同車架的連結(jié)裝置、基礎(chǔ)制動裝置等主要部件組成。內(nèi)燃機車：由柴油機、燃氣輪機通過傳動裝置驅(qū)動的機車，自帶能源式機車。內(nèi)燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車為滿足各種功率的需要，生產(chǎn)有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數(shù)的產(chǎn)品。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，并在渦輪葉片流道內(nèi)流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；第三節(jié)電氣化鐵道供電簡介同年，德國將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內(nèi)同年，德國將蒸汽機車改裝成為空氣傳動內(nèi)③電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。動力分散型：將部分動力設(shè)備安裝在帶動力的車輛上，帶動力的叫動車，不帶動力的叫拖車。工作液體從渦輪葉片流出后，經(jīng)導(dǎo)向輪葉片的引導(dǎo)，又重新返回泵輪。內(nèi)燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車柴油機扭矩—轉(zhuǎn)速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅(qū)動機車動輪：柴油機有一個最低轉(zhuǎn)速，低于這個轉(zhuǎn)速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機的運動機構(gòu)柴油機的冷卻系柴油機的潤滑系2、傳動裝置為使柴油機的功率傳到動軸上能符合機車牽引要求而在兩者之間設(shè)置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉(zhuǎn)速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅(qū)動機車動輪：柴油機有一個最低轉(zhuǎn)速，低于這個轉(zhuǎn)速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機功率基本上與轉(zhuǎn)速成正比，只有在最高轉(zhuǎn)速下才能達到最大功率值，而機車運行的速度經(jīng)常變化，使柴油機功率得不到充分利用；柴油機不能逆轉(zhuǎn)，機車也就無法換向。所以，內(nèi)燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。常用的傳動方式有機械傳動、液力傳動和電力傳動。①機械傳動裝置是由離合器、齒輪變速箱、軸減速箱等組成的。因其功率受到限制，在鐵路內(nèi)燃機車中不再采用。②液力傳動裝置主要由液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸等組成。液力變扭器（又稱變矩器）是液力傳動機車最重要的傳動元件，由泵輪、渦輪、導(dǎo)向輪組成。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，并在渦輪葉片流道內(nèi)流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；工作液體從渦輪葉片流出后，經(jīng)導(dǎo)向輪葉片的引導(dǎo)，又重新返回泵輪。液力傳動機車操縱簡單、可靠，特別適用于多風(fēng)沙和多雨的地帶。③電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。牽引發(fā)電機和電動機均為直流電機，發(fā)動機帶動直流牽引發(fā)電機，將直流電直接供各牽引直流電動機驅(qū)動機車動輪。（b）交—直流電力傳動裝置。發(fā)動機帶動三相交流同步發(fā)電機，發(fā)出的三相交流電經(jīng)過大功率半導(dǎo)體整流裝置變?yōu)橹绷麟姡┙o直流牽引電動機驅(qū)動機車動輪。（c）變—直—交流電力傳動裝置。發(fā)動機帶動三相同步交流牽引發(fā)電機，發(fā)出的直流通過整流器到達直流中間回路，中間回路中恒定的直流電壓通過逆變器調(diào)節(jié)其振幅和頻率，再將直流電逆變成三相變頻調(diào)壓交流電壓，并供給三相異步牽引電動機驅(qū)動機車動輪。電力傳動機車的應(yīng)用最為廣泛。3、車體走行部包括車架、車體、轉(zhuǎn)向架等基礎(chǔ)部件。①車架是機車的骨干，安裝動力機、車體、彈簧裝置的基礎(chǔ)。車架為一矩形鋼結(jié)構(gòu)，由中梁、側(cè)梁、枕梁、橫梁等主要部分組成，上面安裝有柴油機、傳動裝置、輔助裝置和車體（包括司機室），下面由兩個轉(zhuǎn)向架支撐并與車架相連，車架中梁前后兩端的中下部裝設(shè)車鉤、緩沖裝置。車架承受荷載最大，并傳遞牽引力使列車運行，因此，車架必須有足夠的強度和剛度。②車體是車架上部的外殼，起保護機車上的人員和機器設(shè)備不受風(fēng)、沙、雨雪的侵襲和防寒作用。按其承受載荷情況，分為整體承載式和非整體承車體；按其外形分為罩式和棚式車體。③轉(zhuǎn)向架是機車的走行裝置，又稱臺車。由構(gòu)架、旁承、軸箱、輪對、車軸齒輪箱（電力傳動時包括牽引電機）、彈簧、減振器、均衡梁，以及同車架的連結(jié)裝置、基礎(chǔ)制動裝置等主要部件組成。其作用是承載車架及其上面裝置的重量，傳遞牽引力，幫助機車平衡運行和順利通過曲線。內(nèi)燃機車一般為具有兩個2軸或3軸的轉(zhuǎn)向架。4、輔助裝置用來保證柴油機、傳動裝置、走行部、制動裝置和控制調(diào)節(jié)設(shè)備等正常工作的裝置。主要設(shè)備包括：燃油系統(tǒng)——保證給柴油機供應(yīng)燃油的設(shè)備及管路系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)——保證柴油機和液力傳動裝置能夠正常工作的冷卻設(shè)備和管路系統(tǒng)；機油管路系統(tǒng)——給柴油機正常潤滑的設(shè)備及管路系統(tǒng)；空氣濾清器——過濾空氣中灰塵等贓物的裝置；壓縮空氣系統(tǒng)——供給列車的空氣制動裝置、砂箱、空氣笛及其他設(shè)備壓縮空氣的系統(tǒng)；輔助電氣設(shè)備——蓄電池組、直流輔助發(fā)電機、柴油機起動電機等。

5、制動機組成風(fēng)源系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。執(zhí)行系統(tǒng)。制動力生成系統(tǒng)。

6、控制設(shè)備控制機車速度、行駛方向和停車的的設(shè)備。主要有機車速度控制器、換向控制器、自動控制閥和輔助制動閥。操縱臺上的監(jiān)視表和警告信號裝置有：空氣、水、油等壓力表，主要部位溫度表，電流表、電壓表，主要部位超溫、超壓或壓力不足等音響和顯示警告信號。為了保證安全，便于操作，內(nèi)燃機車上還裝設(shè)有機車信號和自動停車裝置。7、工作原理燃料在汽缸內(nèi)燃燒，所產(chǎn)生的高溫高壓氣體在汽缸內(nèi)膨脹，推動活塞往復(fù)運動，連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)對外做功，燃料的熱能轉(zhuǎn)化為機械功。柴油機發(fā)出的動力傳輸給傳動裝置，通過對柴油機、傳動裝置的控制和調(diào)節(jié)，將適應(yīng)機車運行工況的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩送到每個車軸齒輪箱驅(qū)動動輪，動輪產(chǎn)生的輪周牽引力傳遞到車架，由車架端部的車鉤變?yōu)橥煦^牽引力來拖動或推送車輛。第三節(jié)電氣化鐵道供電簡介電氣化鐵道是指設(shè)有牽引供電系統(tǒng)，以電力機車作為列車牽引動力的鐵路。一、牽引變電所將110kV或220kV的三相交流電變換成不低于25kV的單個交流電后，經(jīng)饋電纜向鄰近區(qū)域的接觸網(wǎng)送電，并要保證可靠而不間斷地供電。1、牽引變電所的設(shè)備主變壓器、備用變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、避雷器。2、牽引變電所的供電方式①單邊供電方式②雙邊供電方式二、接觸網(wǎng)1、2——基礎(chǔ)、支柱3——腕臂支持裝置4——絕緣子5——承力索6——吊弦7——彈性吊弦8——接觸導(dǎo)線9——定位肩架10——棒式絕緣子11——定位管12——受電弓1、電流制統(tǒng)一采用工頻50Hz單相交流電。2、牽引網(wǎng)接觸網(wǎng)、饋電線、軌道回路、回流線組成。鋼軌作為牽引電流的回路，稱為軌道回路?；亓骶€是軌道回路和牽引變電所之間的連接線，它把鋼軌中的電流吸回牽引變電所。內(nèi)燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車調(diào)車機車：DF7、BJ②車體是車架上部的外殼，起保護機車上的人員和機器設(shè)備不受風(fēng)、沙、雨雪的侵襲和防寒作用。自耦變壓器（AT）供電方式牽引網(wǎng)以2×25自耦變壓器（AT）供電方式牽引網(wǎng)以2×25中國從1958年開始制造內(nèi)燃機車。車架為一矩形鋼結(jié)構(gòu)，由中梁、側(cè)梁、枕梁、橫梁等主要部分組成，上面安裝有柴油機、傳動裝置、輔助裝置和車體（包括司機室），下面由兩個轉(zhuǎn)向架支撐并與車架相連，車架中梁前后兩端的中下部裝設(shè)車鉤、緩沖裝置。護和故障診斷顯示、微機控制的功能；速機（中速機轉(zhuǎn)速以下）。機械傳動、液力傳動、電力傳動。工作液體從渦輪葉片流出后，經(jīng)導(dǎo)向輪葉片的引導(dǎo)，又重新返回泵輪。操縱臺上的監(jiān)視表和警告信號裝置有：空氣、水、油等壓力表，主要部位溫度表，電流表、電壓表，主要部位超溫、超壓或壓力不足等音響和顯示警告信號。動力集中型：東風(fēng)系列、韶山系列與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)一條對地電壓為25kV但相位與接觸網(wǎng)電壓反相的“正饋線”，構(gòu)成2×25kV饋電系統(tǒng)?？刂茩C車速度、行駛方向和停車的的設(shè)備。第三節(jié)電氣化鐵道供電簡介內(nèi)燃機車有三種傳動方式：①機械傳動裝置是由離合器、齒輪變速箱、軸減速箱等組成的。電力機車：非自給式機車，受電弓獲得電能，由牽引電動機通過傳動裝置驅(qū)動。1924年，蘇聯(lián)制成一臺電力傳動內(nèi)燃機車，并交付鐵而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。由構(gòu)架、旁承、軸箱、輪對、車軸齒輪箱（電力傳動時包括牽引電機）、彈簧、減振器、均衡梁，以及同車架的連結(jié)裝置、基礎(chǔ)制動裝置等主要部件組成。3、并聯(lián)自耦變壓器AT供電方式自耦變壓器（AT）供電方式牽引網(wǎng)以2×25kV電壓供電，并在網(wǎng)內(nèi)分散設(shè)置自耦變壓器降壓至25kV供電力牽引用。與接觸網(wǎng)同桿架設(shè)一條對地電壓為25kV但相位與接觸網(wǎng)電壓反相的“正饋線”，構(gòu)成2×25kV饋電系統(tǒng)。自耦變壓器變比為2:1，其一次繞組接在接觸網(wǎng)與正饋線之間，而中性點則接至鋼軌。在接觸網(wǎng)與鋼軌和正饋線與鋼軌間形成25kV電壓可供電力牽引用電。這種方式可在不提高牽引網(wǎng)絕緣水平的條件下將饋電電壓提高一倍，可成倍提高牽引網(wǎng)的供電能力，擴展?fàn)恳冸娝g距，牽引供電各項技術(shù)指標(biāo)十分優(yōu)越，特別適用于高速和重載電氣化鐵路，參見自耦變壓器供電方式。機車的分類1、按所用動力分內(nèi)燃機車：由柴油機、燃氣輪機通過傳動裝置驅(qū)動的機車，自帶能源式機車。電力機車：非自給式機車，受電弓獲得電能，由牽引電動機通過傳動裝置驅(qū)動。2、按機車用途分貨運機車：DF4、SS4客運機車：DF11、SS8調(diào)車機車：DF7、BJ3、按動力配置分動力集中型：東風(fēng)系列、韶山系列動力分散型：將部分動力設(shè)備安裝在帶動力的車輛上，帶動力的叫動車，不帶動力的叫拖車。主要指動車組。第二次世