《铁道概论》图文课件ppt-项目6.ppt

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1、铁路机车1引言铁路路机机车是是铁路路运运输的的牵引引动力力，为了了完完成成客客、货列列车的的牵引引和和车站站的的调车任任务，铁路路应使使用用牵引引性性能能良良好好、数数量量足足够、可可靠靠性性高高的的机机车，同同时对机机车进行行日日常常维护保保养养和和定定期期维修修，合合理理高高效效组织机机车的的运运用用，以完成运以完成运输生生产任任务。铁路机路机车的的类型型较多。按用途不同，多。按用途不同，铁路机路机车可分可分为以下几种。以下几种。（1）货运机运机车。机。机车具有具有较大的大的牵引力，用以引力，用以牵引吨位引吨位较大的大的货物列物列车。（2）客运机客运机车。机。机车具有具有较高的运行速度和启

2、高的运行速度和启动加速度，用以加速度，用以牵引速度高的旅客列引速度高的旅客列车。（3）调车机机车。用于列。用于列车的解体、的解体、编组、牵出、出、转线、车辆的取送、的取送、转场、整理、出入段等工作。、整理、出入段等工作。（4）内燃内燃动车组。用于运送旅客行李。用于运送旅客行李货物或公物或公务用的以内燃用的以内燃为动力的力的轨道道车辆。（5）工工矿机机车。用于厂。用于厂矿内部的运内部的运输或地方或地方铁路、森林路、森林铁路等路等牵引用。引用。按按牵引引动力不同，力不同，铁路机路机车可分可分为蒸汽机蒸汽机车、内燃机、内燃机车和和电力机力机车等，其中蒸汽机等，其中蒸汽机车已基本被淘汰。已基本被淘汰。

3、2目 录COMPANY 01内燃机车02电力机车03动车组04机车运用与检修01任务一内燃机车4案例引导我国机车出口所面我国机车出口所面临的挑战是什么？临的挑战是什么？2017年年1月月11日，肯尼日，肯尼亚中国路中国路桥蒙内蒙内铁路路项目的首批目的首批货运机运机车交接交接仪式在蒙内式在蒙内铁路的起点路的起点赖茨港站茨港站举行。行。首首批批到到港港的的机机车共共有有6台台，其其中中货运运机机车4台台，型型号号为东风8B型型内内燃燃机机车，在在蒙蒙内内铁路路运运营后后将将成成为服服务于于整条整条铁路路货物运物运输的的牵引主引主动力；力；东风7G调车机机车2台，主要用于机台，主要用于机车的的编组和

4、和调度。度。蒙蒙内内铁路路全全线将将要要应用用的的运运营内内燃燃机机车共共计56台台，由由中中国国中中车股股份份有有限限公公司司承承制制，分分为客客运运、货运运、调车机机车三种三种车型，其中包括型，其中包括5台台东风11客运机客运机车、43台台东风8B货运机运机车和和8台台东风7G调车机机车。三三种种车型型的的机机车均均为中中国国具具有有完完全全自自主主知知识产权的的国国家家铁路路干干线牵引引主主力力机机型型。这三三种种内内燃燃机机车车型型代代表表了了中中国国内内燃燃机机车技技术的的最最高高水水准准，曾曾担担纲中中国国铁路路六六次次大大提提速速的的牵引引任任务，完完成成了了中中国国铁路路大大提

5、提速速的的梦梦想想。如如今今，它它们又又将将承承担担起起带动肯肯尼尼亚整整体体交交通通运运输能能力力提提升升、畅通通国国民民经济建建设大大动脉脉、助助力力实现肯肯尼尼亚“2030年年愿景愿景”的的历史使命。史使命。5主要内容一、内燃机车的发展四、机车柴油机二、内燃机车认知三、内燃机车的组成61.内燃机车的发展u（一）内燃机车的发展历史u（二）内燃机车的发展趋势u（三）我国内燃机车的发展概况主要内容主要内容71.内燃机车的发展（一）内燃机车的发展历史国外内燃机国外内燃机车发展分展分为以下几个以下几个阶段。段。发展展初初期期时间为二二十十世世纪20年年代代到到40年年代代末末。在在此此期期间，各各

6、国国都都先先后后制制造造和和运运用用了了一一些些小小型型调车内内燃燃机机车或内燃或内燃动车，但它，但它们在在铁路路牵引引动力中所占比例不大，主力力中所占比例不大，主力军仍然是蒸汽机仍然是蒸汽机车。1发展初期该阶段段时间为二二十十世世纪50年年代代到到60年年代代初初期期。在在这个个阶段段中中，一一些些国国家家先先后后宣宣布布停停止止制制造造蒸蒸汽汽机机车，转而而大大量量生生产内内燃燃机机车，并并将将其其投投入入运运用用。美美国国在在大大规模模内内燃燃化化过程程中中，平平均均每每年年增增加加内内燃燃机机车2 200余余台台，这段段时间大大约持持续了了十十年年。但但内内燃燃机机车的的单节功功率率都

7、都不不大大，最最大大单节功功率率不不超超过3 000马力力（约2 237 kW），一一般都在般都在2 000马力（力（约1 491 kW）以下。）以下。2数量急骤增加阶段81.内燃机车的发展（一）内燃机车的发展历史该阶段段时间为二二十十世世纪60年年代代到到70年年代代初初期期。各各国国铁路路牵引引动力力现代代化化进一一步步发展展的的需需要要和和内内燃燃机机车动力力装装置置与与传动装装置置技技术的的发展展，使使内内燃燃机机车的的功功率率得得到到迅迅速速提提高高。在在此此期期间，美美国国内内燃燃机机车的的总功功率率增增加加了了40%。1973年，美国投入运用的内燃机年，美国投入运用的内燃机车的平

8、均的平均单节功率功率为2 300马力（力（约1 715 kW）。）。3提高功率阶段从从形形式式上上完完成成铁路路牵引引动力力现代代化化，并并不不意意味味着着铁路路牵引引动力力改改革革的的结束束。今今后后的的任任务是是让内内燃燃牵引引和和电力力牵引引在在技技术和和运运营经济方方面面达达到到最最佳佳效效果果。因因此此，最最近近几几年年来来，内内燃燃机机车进入入了了进一一步步发展展阶段段。在在此此阶段，努力提高内燃机段，努力提高内燃机车的可靠性、耐久性和的可靠性、耐久性和经济性，各国性，各国铁路及厂家都在路及厂家都在为此而努力。此而努力。4进一步发展阶段91.内燃机车的发展（二）内燃机车的发展趋势近

9、年来各国开近年来各国开发的内燃机的内燃机车，几乎都有微机控制、交流，几乎都有微机控制、交流传动、径向、径向转向架和柴油机向架和柴油机电子子喷射等新技射等新技术。美国美国1983年机年机车平均功平均功率率为1 732.2 kW，1992年提高到年提高到2 012.5 kW，十年提高十年提高16.2%。由于微机的推广由于微机的推广应用，使用，使机机车监控和故障控和故障诊断技断技术、防滑防滑防空防空转系系统、机、机车总体性能和可靠性得到体性能和可靠性得到进一一步提高。步提高。交流交流电力力传动将成将成为发展的必然展的必然趋势。微机控制将得微机控制将得到普遍应用到普遍应用 交流电力传动交流电力传动机车

10、功率等级机车功率等级将迅速提高将迅速提高101.内燃机车的发展（二）内燃机车的发展趋势柴油机性能将柴油机性能将进一步提高一步提高。柴油机性能的柴油机性能的发展主要反展主要反映在功率、工作可靠性、映在功率、工作可靠性、耐久性和耐久性和经济性等方面。性等方面。内燃机内燃机车液力液力传动技技术的的发展。展。内燃机内燃机车转向架技向架技术的的发展。除了改展。除了改进弹簧装置簧装置和减振元件，和减振元件，改改进牵引引电动机机悬挂方式挂方式，减，减轻簧簧下下质量，提高高速运行量，提高高速运行稳定性，降低定性，降低轮轨作用力，作用力，并采取措施防止在高并采取措施防止在高牵引力引力时轴重重转移以保持高移以保持

11、高黏着力外，黏着力外，20世世纪还开开发出不但能快速通出不但能快速通过曲曲线，且具有良好直且具有良好直线运行运行稳定性的高黏着径向定性的高黏着径向转向架向架和兼有自和兼有自导向及向及驱动装置重量可控装置重量可控转移功能的柔移功能的柔性浮性浮动式式转向架。向架。内燃机车内燃机车液力传动液力传动柴油机性能柴油机性能内燃机车内燃机车转向架技术转向架技术111.内燃机车的发展（三）我国内燃机车的发展概况我我国国内内燃燃机机车经历了了50多多年年的的发展展，经过了了早早期期试制制、定定型型生生产、自自主主开开发、采采用用先先进技技术开开发新新型型内内燃燃机机车四四个个阶段段，累累计生生产了了四四代代、2

12、00多多种种型型号号约18 000多多台台内内燃燃机机车。内内燃燃机机车产品品，也也经历了了试制制产品品、第第一一代代产品品、第第二二代代产品品、第第三三代代产品品四四个个阶段段。目目前前正正在在使使用用和和进一一步步开开发的的是是第第四四代代产品品。内内燃燃机机车的的生生产和和开开发主主要要是是适适应铁路路运运输重重载、提提速速的的要要求。求。12内燃机车的特点2.内燃机车认知 内燃机车的分类 内燃机车的型号4内燃机车总体布置原则内燃机车的功率24531主要内容主要内容132.内燃机车认知（一）内燃机车的特点内燃机内燃机车热效率高、能耗低；水的耗量少；投效率高、能耗低；水的耗量少；投资少；乘

13、少；乘务条件好条件好；具有可靠的；具有可靠的电阻制阻制动或液力制或液力制动；牵引性能引性能好、启好、启动加速快，能降低运加速快，能降低运输成本；其新技成本；其新技术运用前景广运用前景广阔。（二）内燃机车的分类按按传动方式不同，内燃机方式不同，内燃机车分分为机械机械传动内燃机内燃机车、电力力传动内燃机内燃机车和和液力液力传动内燃机内燃机车。（三）内燃机车的型号我国国我国国产的内燃机的内燃机车型号名称型号名称习惯用用汉字或者字或者汉语拼音字母拼音字母表示，以表示，以“东方方红”“北京北京”表示液力表示液力传动内燃机内燃机车，以，以“东风”表示表示电力力传动内燃机内燃机车；而；而进口内燃机口内燃机车

14、用用汉语拼音字母表示，以拼音字母表示，以“NY”表示液力表示液力传动内燃机内燃机车，以以“ND”表示表示电力力传动内燃机内燃机车。在。在汉字或字或汉语拼音字母右下角的数字，表示拼音字母右下角的数字，表示该型机型机车投入运用的序号。投入运用的序号。14标定功率是指在特定环境状况下正常修理周期内，柴油机能够持续发出的最大功率。最大运用功率是指在特定使用条件下（环境温度、大气压力、工况等）、正常修理周期内，柴油机在运用中所能达到的最大有效功率。轮周牵引力在单位时间内所做的功称为轮周功率。轮周功率在扣除机车为克服自身运行阻力所消耗的部分功率后，剩下牵引车列的那部分功率称为车钩功率。内燃机车标称功率是指

15、从电力传动内燃机车的各牵引电动机输出轴处，或从液力传动内燃机车的各车轴齿轮箱输入处，取得的最大功率总和。01标定功率（持续功率）02最大运用功率（装车功率）03轮周功率04车钩功率05内燃机车标称功率2.内燃机车认知（四）内燃机车的功率152.内燃机车认知（五）内燃机车总体布置原则机机车总体布置必体布置必须保保证合理的重量分配；保合理的重量分配；保证所有所有的的电气气设备安全正常工作；要尽量保安全正常工作；要尽量保证各种各种设备的拆的拆装方便；要保装方便；要保证工作人工作人员工作的最大方便和工作的最大方便和车内的整内的整洁美美观；尽量；尽量缩短燃油、机油、水及空气管路短燃油、机油、水及空气管路

16、长度，度，不能有不能有过多的或曲率半径多的或曲率半径过小的弯道，以免增加流小的弯道，以免增加流动的阻力。的阻力。163.内燃机车的组成内燃机内燃机车的的动力装置是柴油机，因此内燃机力装置是柴油机，因此内燃机车也称也称柴油机柴油机车。燃油（柴油）在气缸内燃。燃油（柴油）在气缸内燃烧，将，将产生的生的热能能转换为由柴油机曲由柴油机曲轴输出的机械能。出的机械能。液力液力传动机机车是通是通过液力液力传动装置装置转换为适合于机适合于机车牵引特性要求引特性要求的机械能，再通的机械能，再通过走行部走行部驱动机机车动轮在在钢轨上上滚动。电力力传动机机车是通是通过主主发动机把柴油机曲机把柴油机曲轴输出的机出的机

17、械能械能转换为电能，通能，通过牵引引电动机机驱动机机车动轮滚动。内燃机内燃机车虽然有各种不同的然有各种不同的类型，但它型，但它们的基本的基本组成成及工作原理是相同或相似的，都是由及工作原理是相同或相似的，都是由柴油机柴油机、传动装装置置、车体体、转向架向架、辅助装置助装置等等组成，如成，如图6-1所示。所示。17柴油机柴油机43.内燃机车的组成弹簧减振装置弹簧减振装置轴箱装置轴箱装置摇枕摇枕车体车体柴油机是内燃机车上的动力装置。传动装置是一种能把柴油机的动力传递到轮对上的装置，并使机车获得所要求的牵引性能以及能改变机车运行方向。车体是内燃机车的骨架，是安装柴油机及辅助设备的基础，并起着保护这些

18、设备的作用。转向架是内燃机车的走行部分，它承受着机车上部结构重量，产生牵引力和制动力，还有利于通过曲线。辅助装置是保证柴油机、传动装置和走行部正常工作和可靠运行的辅助设备，包括燃油系统、机油系统、冷却系统、预热系统、制动机、空气系统、辅助传动装置等。184.机车柴油机柴油机是内燃机，是将柴油燃柴油机是内燃机，是将柴油燃烧产生的生的热能能转变为由柴油机曲由柴油机曲轴输出的机械能的出的机械能的动力机械。力机械。（一）柴油机分类（1）根据完成一个工作循）根据完成一个工作循环的方式不同，柴油机可分的方式不同，柴油机可分为二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机二冲程柴油机D

19、F型、型、DF2型、型、DF3型。型。四冲程柴油机四冲程柴油机DF4 系列、系列、DF7型、型、DF8型、型、DF11系列、系列、BJ型、型、DFH系列。系列。（2）根据气缸的布置形式不同，柴油机可分）根据气缸的布置形式不同，柴油机可分为单列式柴油机、列式柴油机、V型柴油机和型柴油机和H型柴油机。型柴油机。（3）根据）根据转速不同，柴油机可分速不同，柴油机可分为高速柴油机、中速柴油机和低速柴油机。高速柴油机、中速柴油机和低速柴油机。（二）柴油机辅助装置柴油机柴油机辅助装置包括助装置包括燃油系燃油系统、调节系系统、进排气系排气系统、机油系机油系统和和冷却水系冷却水系统。194.机车柴油机（二）柴

20、油机辅助装置燃燃油油系系统可可根根据据柴柴油油机机的的运运转工工况况，适适时、定定量量地地向向气气缸缸供供给具具有有一一定定压力力的的、充充足足的的、清清洁的的柴柴油油，并使柴油在气缸内良好地并使柴油在气缸内良好地雾化，能化，能够充分燃充分燃烧，保，保证柴油机的正常工作。柴油机的正常工作。燃燃油油系系统一一般般包包括括低低压输油油系系统和和高高压供供油油喷射射系系统。低低压输油油系系统包包括括燃燃油油箱箱、燃燃油油粗粗滤器器、燃燃油油输送送泵（燃燃油油泵）、燃燃油油精精滤器器、燃燃油油预热器器、低低压输油油管管及及回回油油管管等等。高高压供供油油喷射射系系统包包括括喷油油泵、喷油油器、高器、高

21、压油管等。油管等。1燃油系统204.机车柴油机（二）柴油机辅助装置2调节系统柴柴油油机机的的调节系系统包包括括调节器器、极极限限调节器器、控控制制机机构构和和调控控传动装装置置等等，其其中中调节器器是是调节控控制制系系统的主要部件。一般内燃机的主要部件。一般内燃机车采用的是采用的是转速速功率功率联合合调节器器，由控制部分、感受部分和，由控制部分、感受部分和执行部分行部分组成。成。（1）控制部分控制部分：控制柴油机：控制柴油机转速，以适速，以适应运行要求。运行要求。（2）感受部分感受部分：直接感受柴油机外界：直接感受柴油机外界负荷的荷的变化以及机化以及机车牵引功率和引功率和辅助功率的助功率的变化

22、。化。（3）执行行部部分分：调节器器是是具具体体执行行命命令令的的机机构构，通通过它它与与喷油油泵发生生联系系，以以改改变每每一一循循环喷入入气气缸缸内内的燃油量。的燃油量。214.机车柴油机（二）柴油机辅助装置3进排气系统进排排气气系系统是是向向柴柴油油机机气气缸缸内内输送送充充足足的的、清清洁的的、具具有有一一定定压力力的的新新鲜空空气气，排排除除气气缸缸内内燃燃烧膨膨胀后后的的废气。气。进排气系排气系统由空气由空气滤清器、清器、废气气涡轮增增压器、中器、中间冷却器和冷却器和进、排气管道等、排气管道等组成。成。4机油系统柴柴油油机机在在工工作作时，曲曲轴、活活塞塞、连杆杆等等许多多零零部部

23、件件运运动速速度度较高高，各各摩摩擦擦表表面面都都会会产生生磨磨损和和热量量。机机油油系系统是是向向柴柴油油机机各各运运动零零部部件件的的摩摩擦擦表表面面供供给带有有一一定定压力力的的、温温度度适适宜宜的的、洁净的的机机油油，在在对各各零零部部件件进行行润滑、减小摩擦和磨滑、减小摩擦和磨损的同的同时，冲洗摩擦表面的磨屑，冲洗摩擦表面的磨屑，带走摩擦走摩擦产生的生的热量。量。机油系机油系统由机油由机油泵、机油、机油滤清器、机油清器、机油热交交换器及管路等器及管路等组成。成。224.机车柴油机（二）柴油机辅助装置5冷却水系统柴柴油油机机工工作作时，与与燃燃气气直直接接接接触触的的气气缸缸、活活塞塞

24、等等零零部部件件受受热强烈烈，如如不不适适当当冷冷却却，会会造造成成柴柴油油机机过热，使使零零部部件件强度度降降低低、机机油油的的物物理理化化学学性性质改改变、润滑滑条条件件恶化化、摩摩擦擦和和磨磨损加加剧。所所以以机机车柴柴油油机机通通常常采采用用强制制循循环冷冷却却水水系系统，以以保保证柴柴油油机机主主要要零零部部件件在在适适当当的的温温度度状状态下下工工作作，并并保保持持较高高的的新新鲜空空气气密密度度和和机机油的黏度与品油的黏度与品质，保，保证柴油机能柴油机能够高效持久地工作。高效持久地工作。冷却水系冷却水系统分分为高温水系高温水系统和低温水系和低温水系统，由水，由水泵、散、散热器、冷

25、却器、冷却风扇和膨扇和膨胀水箱等水箱等组成。成。23案例分析随随着着“走走出出去去”步步伐伐的的加加快快，中中国国机机车工工业参参与与国国际竞争争的的愿愿望望和和积极极性性不不断断增增强，国国际知知名名企企业感感觉到到了了来来自自于于中中国国机机车制制造造业的的威威胁，采采取取了了更更为积极极和和灵灵活活的的策策略略来来应对挑挑战。这对于于我我国国机机车的的出出口口发展展构构成成了了一一定的威定的威胁。中中国国机机车企企业本本身身就就面面临综合合运运营成成本本、汇率率升升值、长周周期期服服务等等诸多多方方面面的的制制约和和挑挑战，概概括括起起来来有有以以下下几点。几点。（1）企）企业综合运合运

26、营成本快速上升，原材料和配件价格逐年走高，成本快速上升，原材料和配件价格逐年走高，产品的价格品的价格优势正不断被削弱。正不断被削弱。（2）出出口口机机车产品品的的谱系系不不周周全全、产品品平平台台的的内内涵涵不不丰丰富富、基基础模模块的的简统性性不不强，制制约了了产品品通通过产业化、批量化生化、批量化生产降低成本的想法。降低成本的想法。（3）出出口口机机车项目目的的全全流流程程管管控控机机制制尚尚不不完完善善，难以以满足足市市场和和客客户对项目目的的延延伸伸需需要要，难以以支支撑撑企企业在在出口出口业务增增长方面的需要。方面的需要。另另外外，一一些些目目标市市场在在采采购新新机机车装装备的的同

27、同时还涉涉及及技技术转让的的要要求求，这就就对国国内内的的企企业提提出出了了更更高高的的项目目管理要求。管理要求。2402任务二电力机车252017年年7月月20日日，由由中中国国中中车旗旗下下的的中中车大大同同电力力机机车有有限限公公司司（以以下下简称称“中中车大大同同公公司司”）研研制制的的出出口口欧欧洲洲的的电力力机机车中中白白货运运2型型电力力机机车，通通过欧欧亚经济联盟盟EAC铁路路机机车车辆安安全全规范范认证，这也是中国大功率交流也是中国大功率交流传动电力机力机车首次首次获得得“欧欧亚签证”，意味着其正式，意味着其正式进军欧欧亚铁路市路市场。中中白白货运运2型型电力力机机车具具有有

28、耐耐高高寒寒设计，构构架架采采用用细晶晶粒粒高高强度度材材料料，能能够在在零零下下40的的环境境下下正正常常运行。运行。该车型持型持续功率功率为7 200 kW，最大运，最大运营速度可达速度可达120 km/h。中中白白货运运2型型电力力机机车具具有有良良好好的的电磁磁兼兼容容性性能能，因因此此可可保保证机机车信信号号的的通通信信质量量，也也为实时监控控提提供供帮帮助助。该车型型对电磁磁兼兼容容试验规定定的的要要求求，比比国国际通通用用标准准还要要高高，不不少少世世界界轨道道交交通通巨巨头等等都都在在这项标准准试验中失中失败，而中国的，而中国的该车型通型通过了了这项试验。目前，中白目前，中白货

29、运系列运系列电力机力机车已成已成为波波罗的海沿岸船舶的海沿岸船舶转运、独运、独联体国家跨境运体国家跨境运输等的重要等的重要牵引引动力。力。案例引导我国电力机车的发我国电力机车的发展过程有哪些特点展过程有哪些特点？电力机力机车是从接触网是从接触网获取取电能，通能，通过变压器降器降压，用以，用以牵引引电动机机驱动的机的机车。26电力机车的工作原理及其组成电力机车的基本参数电力机车的特点我国电力机车发展概况电力机车的分类主要内容12354271.我国电力机车发展概况我国我国电力机力机车的研制和生的研制和生产从从1958年开始，其年开始，其发展可分展可分为以下几个以下几个阶段。段。在仿制国外机在仿制国

30、外机车的基的基础上，生上，生产出韶山型客出韶山型客货两用交两用交直直电力机力机车。（一）起步阶段（70年代前）在在该阶段段，我我国国成成功功研研制制出出自自己己的的相相控控电力力机机车，机机车功功率率进一一步步提提高高，代代表表车型型为SS3型型和和SS4型型。其其中，中，SS3型型电力机力机车采用采用级间调压方式，方式，SS4型型电力机力机车则是我国自行研制的第一代全相控大功率是我国自行研制的第一代全相控大功率电力机力机车。（二）发展阶段（70年代末至80年代末）在在消消化化吸吸收收引引进机机车技技术的的基基础上上，对已已开开发的的机机车进行行技技术改改造造，并并结合合我我国国传统的的牵引引

31、电机机并并联的的主主电路形式，相路形式，相继开开发SS5，SS6B，SS7，SS8等型号的等型号的电电力机力机车车。（三）提高阶段（80年代末至今）282.电力机车的特点（一）电力机车的优点1机车重量轻4劳动条件好2过载能力强3能源宽广、效率高，经济效益显著机车运行中振动、噪声小，不排出有害气体，能改善乘务员的劳动条件。由于机车上没有牵引用的能源（发动机及其燃料），使得同等机车功率下机车重量较轻。由于电网的电能来自大型的火电厂或水电站，因此电力机车总效率高，尤其水电比重大的地区更是如此。另外，机车内没有发动机，设备简单，检修周期长，维修工作量少，整备时间短，所以运营费更低。牵引电动机过载能力强

32、，对坡道、气温、气压、缺水、高原地带都有较强的适应性。下坡道可方便地使用电阻制动或再生制动，提高列车下坡的平均速度，从而提高铁路线上困难区段的通过能力，提高运能。COMPETITIONON MARKET292.电力机车的特点（二）电力机车的缺点电力机力机车对通信干通信干扰较大大，且必，且必须组建建牵引供引供电系系统，因此初期修建，因此初期修建费用用较高；此外，高；此外，电力机力机车本身本身没有没有动力源力源，电能全部来自外能全部来自外部的部的电缆，如遇自然灾害、，如遇自然灾害、战争等不可抗力争等不可抗力引引发断断电就无法运行，甚至可能引就无法运行，甚至可能引发事故。事故。303.电力机车的分类

33、电力机力机车一般是按照一般是按照电力机力机车的供的供电电流制及所采用的流制及所采用的牵引引电动机型式来分机型式来分类。直流与交流制供。直流与交流制供电的的电气气化化铁道上使用的道上使用的电力机力机车分分别为直流直流电力机力机车和交流和交流电力机力机车。（一）直流电力机车 直流直流电力机力机车牵引运行引运行时，由，由电网网获得直流得直流电，使直流，使直流牵引引电动机工作，机工作，驱动机机车运行。运行。该机机车结构构简单，控制方便，易于控制方便，易于维修，运用也比修，运用也比较可靠，而且容易可靠，而且容易实现再生制再生制动。其缺点是接触网。其缺点是接触网电压不高（一般不高（一般为1 5003 00

34、0 V），送），送电距离受到限制，距离受到限制，变电所数目多，接触网所数目多，接触网结构复构复杂、笨重。、笨重。（二）交流电力机车按接触网的供按接触网的供电频率不同，交流率不同，交流电力机力机车分分为单相低相低频电力机力机车和和单相工相工频电力机力机车两种。两种。313.电力机车的分类单相低频电力机车的牵引电动机是单相整流子电机，机车直接从接触网获取单相低频（25 Hz）交流电牵引电动机运转。这种供电系统的电压一般为1115 kV，有效地克服了直流制电力牵引的不足。缺点是供电频率与工业用电不同，因而需要建造专用的发电厂，或在工业电力系统与铁道供电系统之间设置复杂的变频设备。1单相低频电力机车单

35、相工频电力机车使用的是整流器式电力机车，它由接触网导入单相交流电，经机车内的整流器整流后，供给直流（脉流）牵引电动机进行工作，接触网供电电压一般为2025 kV。这种机车既采用了高压交流供电，又采用了性能良好的直流牵引电机，且供电系统与工业系统频率相同，故具有更大的优越性。2单相工频电力机车324.电力机车的工作原理及其组成（一）电力机车的工作原理电力机力机车运行运行时，受，受电弓升起，从接触网上取得弓升起，从接触网上取得25 kV单相工相工频交流交流电，通，通过主断路器主断路器进入入牵引引变压器，将器，将接触网的高接触网的高压交流交流电变为低低压交流交流电，然后，然后经过硅整流装置将交流硅整

36、流装置将交流电整成直流整成直流电，再，再经平波平波电抗器抗器滤波后，供波后，供给牵引引电动机。机。牵引引电动机旋机旋转带动车轴和和车轮转动，由于，由于轮轨间的黏着作用从而的黏着作用从而产生生牵引力使列引力使列车前前进。牵引引电动机的机的转速不同，机速不同，机车的运行速度就不同。的运行速度就不同。电动机的机的转向改向改变，机，机车的运行方向也随之改的运行方向也随之改变。牵引引电动机机还可作可作为发电机运行，将列机运行，将列车运行的机械能运行的机械能变为电能，能，进行行电阻制阻制动。（二）电力机车的组成电力机力机车是由是由机械部分机械部分、电气部分气部分和和空气管路系空气管路系统组成的。成的。33

37、4.电力机车的工作原理及其组成（二）电力机车的组成1机械部分机械部分 机械部分包括机械部分包括车体、体、转向架、向架、车体和体和转向架的向架的连接装置和接装置和牵引引缓冲装置。冲装置。2电气部分气部分 电气部分包括机气部分包括机车上的各种上的各种电气气设备及其及其连接接导线。电气气设备主要有受主要有受电弓、主断路器、弓、主断路器、牵引引变压器、硅器、硅整流装置、平波整流装置、平波电抗器、抗器、牵引引电动机和制机和制动电阻柜等。阻柜等。为了保了保证机机车的正常运行，机的正常运行，机车上上还有有许多多辅助助电气气设备和控制和控制电器。机器。机车上的各种上的各种电机、机、电气气设备按其功能、作用、按

38、其功能、作用、电压等等级不同，分不同，分别组成主成主电路、路、辅助助电路和路和控制控制电路三个独立的路三个独立的电路系路系统。三个。三个电路通路通过电磁、磁、电空和空和电机械机械联系起来，系起来，对机机车进行控制。行控制。3空气管路系空气管路系统空气管路系空气管路系统分分为风源管路系源管路系统、控制管路系控制管路系统、辅助管路系助管路系统和和制制动机系机系统。344.电力机车的工作原理及其组成 3空气管路系空气管路系统空气管路系空气管路系统分分为风源管路系源管路系统、控制管路系控制管路系统、辅助管路系助管路系统和和制制动机系机系统。（2）控制管路系统向机车受电弓、主断路器及高压电气柜内的电空接

39、触器、转换开关等机车气动电器提供压缩空气，以保证机车的安全、正常使用。（4）制动机系统以DK-1型电空制动机为基础，采用机车空电联合制动功能与机车速度分级控制系统，或速度监控装置配合实行速度分级控制及超速防护功能。（1）风源管路系统为机车和车辆提供洁净、干燥和稳定的压缩空气，以保证列车制动系统、空气弹簧、风动门装置及气动电气等正常工作。（3）辅助管路系统用以改善机车运行条件，确保机车运行安全，由撒砂器、喇叭、刮雨器、轮缘润滑装置及其连接管路组成。354.电力机车的工作原理及其组成 3空气管路系空气管路系统如如图6-2所示所示为SS8型型电力机力机车的的组成示意成示意图。364.电力机车的工作原

40、理及其组成（三）电力机车的主要电气器件SS8型型电力力机机车在在机机车车顶外外部部安安装装有有两两台台单臂臂受受电弓弓。受受电弓弓的的弓弓头升升起起后后与与接接触触网网导线接接触触，从从接接触触网网上上受受取取电流流，并并将将电流流通通过车顶母母线传送送到到车内内供供电机机使使用用。受受电弓弓弓弓头与与接接触触网网导线接接触触受受流流的的部部分分，其其上上装装有有粉粉末末冶冶金金滑滑板板。机机车运运行行时，弓弓头能能随随接接触触导线高高度度和和驰度度变化化而而做做前前后后、上上下下的的动作作，以以便便改改善善受流受流质量。量。1受电弓主主断断路路器器是是电力力机机车的的一一个个重重要要器器件件

41、，它它担担负着着断断开开和和接接通通接接触触网网接接入入机机车25 kV的的电路路的的任任务，并并且且对主主电路的短路、路的短路、过流、接地等故障状流、接地等故障状态起最后一起最后一级保保护作用。作用。SS8型型电力力机机车采采用用TDZIA-10/25型型空空气气断断路路器器，它它是是一一种种带外外隔隔离离开开关关的的断断路路器器。分分断断时，主主触触头先先行行分分开开将将电流流切切断断，经过一一段段延延时后后，隔隔离离开开关关再再分分开开形形成成电路路隔隔离离，之之后后主主触触头自自行行恢恢复复闭合合状状态，此此时，断路器断路器处于分断状于分断状态；闭合合时，只需将隔离开关的，只需将隔离开

42、关的闸刀合上即可。刀合上即可。这种空气断路器利用种空气断路器利用压缩空气来空气来灭弧。弧。2主断路器374.电力机车的工作原理及其组成（三）电力机车的主要电气器件主主变压器器是是交交直直流流电力力机机车上上的的一一个个重重要要部部件件，它它的的任任务是是将将从从接接触触网网上上取取得得的的高高压交交流流电转换为低低压交交流流电。型型电力力机机车上上的的主主变压器器中中有有高高压网网侧线圈圈、牵引引线圈圈、辅助助线圈圈、励励磁磁线圈圈和和列列车供供电线圈圈五五种种线圈，其圈，其作用作用分分别如下：如下：（1）高）高压网网侧线圈通圈通过受受电弓接入弓接入25 kV高高压电；（2）低）低压线圈中的圈

43、中的牵引引线圈用来向圈用来向牵引引电动机供机供电；（3）辅助助线圈用来圈用来给辅助助电机等机等设备供供电；（4）励磁）励磁线圈在圈在电阻制阻制动时给电动机提供励磁机提供励磁电流；流；（5）列）列车供供电线圈向列圈向列车提供提供电源。源。3主变压器384.电力机车的工作原理及其组成（三）电力机车的主要电气器件SS8型型电力力机机车共共有有4台台直直流流串串励励牵引引电动机机分分别安安装装在在前前后后2台台转向向架架上上，通通过驱动齿轮与与轮对车轴相相连。同同电力力传动内内燃燃机机车一一样，机机车在在牵引引状状态时，牵引引电动机机将将电能能转换为机机械械能能，驱动机机车运运行行；当当机机车在在电阻

44、制阻制动状状态时，牵引引电动机将列机将列车的机械能的机械能转换为电能，能，产生列生列车的制的制动力。力。4牵引电动机变流装置是流装置是SS8型型电力机力机车的主要部件之一，它主要由的主要部件之一，它主要由大功率整流管大功率整流管、晶晶闸管管和和其他附件其他附件组成成。5变流装置394.电力机车的工作原理及其组成（三）电力机车的主要电气器件经变流流装装置置整整流流后后的的输出出电压是是脉脉动电压，由由于于脉脉动电压在在牵引引电动机机电路路中中产生生脉脉动电流流，脉脉动电流流会会影影响响牵引引电动机机的的换向向，而而牵引引电动机机自自身身的的电感感很很小小，不不足足以以将将电流流滤平平到到允允许的

45、的脉脉动范范围内内，所所以以要要求在求在牵引引电动机机电路中串接平波路中串接平波电抗器。抗器。6平波电抗器司司机机控控制制器器是是司司机机用用来来操操纵机机车运运行行的的控控制制电器器。司司机机利利用用它它来来控控制制电路路中中的的低低压电器器，从从而而控控制制主主电路路中中的的电气气设备。SS8型型电力力机机车每每端端司司机机室室都都装装有有一一台台主主司司机机控控制制器器、一一台台调车控控制制器器（又又称称辅助助司司机机控控制制器）和一台器）和一台电空制空制动控制器。控制器。7司机控制器405.电力机车的基本参数小时功率就是在额定电压、正常温升、正常通风、整流子检查孔关闭的条件下，牵引电动

46、机工作一小时发出的最大功率。与之对应的为小时状态、小时电流、小时转速、小时力矩、小时升温、小时牵引力、小时功率因素等。1小时功率持续功率就是在额定电压、正常温升、正常通风、整流子检查孔关闭的条件下，牵引电动机长期工作发出的最大功率。与之对应的为持续状态、持续电流、持续转速、持续力矩、持续升温、持续牵引力等。2持续功率（一）功率电力机力机车的功率有的功率有小小时功率功率和和持持续功率功率。415.电力机车的基本参数（二）牵引力电力机力机车的三个特征的三个特征牵引力是引力是启启动牵引力引力、计算算牵引力引力和和持持续牵引力引力。启动牵引力。机车启动时所能发出的最大牵引力称为启动牵引力。为防止车轮发

47、生空转，启动牵引力要低于启动时的黏着牵引力，同时启动牵引力要保证列车能在限制坡道上启动。计算牵引力。在全功率工况下，对应机车计算速度下的牵引力称为计算牵引力。计算牵引力受计算速度下的机车黏着的限制。持续牵引力。机车在全功率工况下运行时，对应持续速度的牵引力称为持续牵引力。12342我国我国电力机力机车发展展过程具有以下特点。程具有以下特点。（1）中中国国铁道道部部既既是是铁路路经营主主体体，又又是是铁路路修修建建、机机车车辆制制造造主主体体，还主主办铁路路科科研研和和国国家家有有关关铁路的中、高等教育。路的中、高等教育。（2）电力机力机车产品的开品的开发以工厂和研究所以工厂和研究所联合开合开发

48、研制研制为主。主。（3）90年年代代以以前前开开发的的产品品系系列列化化、标准准化化、简统化化差差，各各型型机机车的的主主要要零零部部件件不不通通用用，几几乎乎一一个个型型号号一一套套标准准，特特别是是牵引引电动机机电压不不统一一，有有低低压750 V、中中压1 000 V、高高压1 500 V等等多多种种。这使使得得设计制制造造、运运用用维修修很很不不方方便便，经济效效益益也也差差。1990年年铁道道部部开开始始电力力机机车的的简统化化、系系列列化化工工作作。例例如如，主主电路路标准准化化设计，整整流流采采用用两两段段桥或或不不对称称三三段段桥，牵引引电动机机电压统一一为1 000 V，机机

49、车车体体采采用用统一一结构等。构等。案例分析4303任务三动车组44案例引导452017年年7月月6日日上上午午9点点30分分，一一组从从中中车长春春轨道道客客车股股份份有有限限公公司司生生产线下下线的的CRH5G型型技技术提提升升动车组，抵达西安抵达西安铁路局西安路局西安动车段西安北段西安北动车所，所，这也是也是该型号型号动车组在我国的首次亮相。在我国的首次亮相。CRH5G型型技技术提提升升动车组是是专门针对兰新新线的的特特点点，以以更更好好地地适适应高高寒寒、高高温温、高高湿湿、高高海海拔拔、强风沙沙和和强紫紫外外线运运用用条条件件而而研研制制生生产的的全全天天候候动车组，设计运运行行时速

50、速为250公公里里。与与既既有有型型号号CRH5G动车组不不同同的的是是，该型型号号动车在在原原有有的的技技术平平台台基基础上上，对车体体结构构、车内内空空间、内内装装效效果果以以及及服服务设施施等等方方面面进行行了了优化化提提升升，从从而而使使旅客能得到更好的乘旅客能得到更好的乘车体体验。此此次次配配属属的的CRH5G型型技技术提提升升动车组，将将于于宝宝兰高高铁开开通通后后陆续投投入入使使用用。宝宝兰高高铁开开通通后后，国国家家中中长期期铁路路网网规划划中中“八八纵八八横横”高高速速铁路路网网的的重重要要组成成部部分分徐徐兰高高铁将将全全线贯通通，西西北北地地区区高高铁将将全全面面纳入入全