A铁路运输移动设备教程

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1、4-3 铁路运输移动设备,4-3-1 铁路机车 4-3-2 铁路车辆 4-3-3 高速列车 4-3-4 磁浮列车 4-3-5 机车车辆新技术,4-3-1 铁路机车,铁路机车概述,按原动力分： 蒸汽机车 内燃机车 电力机车,按应用分： 客运机车 货运机车 调车机车,机车是铁路运输的基本动力。铁路车辆大都不具备动力装置，需要把客车或货车连挂成列，由机车牵引沿着钢轨运行 分类,蒸汽机车：是通过蒸气机把燃料的热能转换成机械功，用来牵引列车的一种机车。热效率低，59，煤水消耗量大。已逐渐被取代。 内燃机车：以内燃机为原动力的一种机车。热效率可达30，独立性强，线路投资省，见效快， 电力机车： 靠其顶部升

2、起的受电弓从接触网上取得电流，并转换成机械能牵引列车运行。电力机车功率大，获得能量不受限制，因而能高速行驶，牵引较重列车，起动速度快，爬坡性能强,铁路机车发展简述,第一台蒸汽机车是英国人理查德特列维锡克1803年制造的，1808年他又制造了第二辆，机车装有带烟囱的锅炉。 1812年，英国人布伦金索普发明了一种具有齿轮的蒸汽机车，在带齿的轨道上行驶。它是世界上最早开始成批生产的蒸汽机车。 机车的实用化和最终被世人所接受，归功于乔治史蒂芬森。 1912年，瑞士温特图尔市的絮尔泽工厂制造出了世界上第一台柴油机车。机车重85吨，功率为1200马力。 1866年,德国工程师西门子与技师哈卢施卡联营创立电

3、机公司,发明强力发电机，制成世界上第一列电力机车。1881年柏林郊外铺设了规模虽小，但为世界最初营业用的电车路线。 1880年，美国爱迪生也进行了电车的实验。电力机车由于速度快、爬坡能力强、牵引力大、不污染空气，因此发展很快。地下铁路也随着电车的出现而得以发展。,特里维西克1803年制造的第一台蒸汽机车,“Rocket”号机车,在修筑唐胥铁路的同时，矿务局的英籍工程师金达利用废旧锅炉、卷扬机铁轮和井架钢梁制造了一台简陋的蒸汽机车。由于朝廷明令禁止使用机车，这台机车暂时没有运行。所以唐胥铁路1881年底竣工后一度只能以驴马牵引运煤车，史称“马车铁路”。由于煤矿产量的增加，马拉驴拖实在力不胜任，金

4、达又设计和指导制造了一台机车，当时的开平矿务局英籍总工程师薄内之妻仿照斯蒂芬森1829年设计的著名机车“Rocket”号为之命名为“RocketofChina” 。参与制造的中国工匠又在车头两侧各镶嵌了一条金属刻制的龙，因此又称“龙”号机车。 约在1882年，中国第一次从英国购进了两台机车，通称“O”号机车。之所以叫“O”号，是因为车身上有一个大大的“O”字，没有资料解释这个“O”的含义。英国是最早插手中国铁路的国家。因此，解放前中国铁路机车有很大一部分来自英国。,金达制造的中国第一辆蒸汽机车,“龙”号机车,“O”号机车,我国铁路机车的发展,1952年7月1日，青岛四方机车车辆厂制成了我国第一

5、台干线货运机车解放型蒸汽机车 1956年，大连机车车辆厂，前进型蒸汽机车 1958年开始研制电力机车和内燃机车 1964年，大连机车车辆厂，东风型电传动内燃机车 1969年，株州机车厂，韶山型电力机车 1997年统计，我国机车保有量共15335台,其中 内燃机车9583台，占62.5% 电力机车2821台，占18.4% 蒸汽机车， 占19.1%,牵引动力的现状与发展 蒸汽机车正逐步被淘汰 内燃机车 & 电力机车 大力发展动车组,蒸汽机车,蒸汽机车：是通过蒸气机把燃料的热能转换成机械功，用来牵引列车的一种机车。 蒸汽机车主要由：锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩缓冲装置、制动装置，等组成。

6、锅炉的作用是使煤燃烧，将水加热后变成蒸汽，供给机车汽机使用。汽机则把蒸汽的热能转变为机械能，使机车运行。 蒸汽机车的构造比较简单，制造和维修比较容易，成本比较低，因此最早被世界各国铁路采用。但是，蒸汽机车热效率太低。因此，在现代铁路运输中，蒸汽机车已逐渐被其他新型机车所取代。我国于1988年底停止生产蒸汽机车。,蒸汽机车存在着以下无法克服的缺点： 热效率太低。一般只有59。 煤水消耗量大。 污染环境严重。 功率小，速度低。一般，蒸汽机车的功率在2000马力左右，构造速度在80km/h左右。 蒸汽机车乘务员劳动强度大、劳动条件差。,内燃机车,内燃机车：以内燃机为原动力的一种机车。 内燃机车由：动

7、力装置（即柴油机）、传动装置、车体与车架、走行部、辅助设备、制动装置、车钩缓冲装置，等组成。 根据从柴油机到动轮之间采用传动装置的不同种类，内燃机车可分为 电力传动：柴油机驱动发电机，然后向牵引电动机供电，并通过牵引齿轮驱动机车轮对转动。 液力传动：柴油机驱动液力传动装置的变矩器泵轮，将机械功转变成液体的动能，再经变矩器的涡轮转换成机械功，以适应机车的各种运行情况，然后经万向轴、车轴齿轮箱等部件传至车轮。,内燃机车外形,内燃机车总体结构,内燃机车总体布置,东风4B型内燃机车总体布置 1撒砂装置；2电阻制动装置；3电器柜；4硅整流柜；5牵引装置；6走行部；7启动辅助电机； 8启动变速箱；9测速发

8、电机；10励磁机；11制动缸；12主发电机；13总风缸；14柴油机； 15燃油箱；16预热锅炉；17静液压变速箱；18通风机；19电机悬挂装置；20机油热交换器； 21冷却风扇；22冷却器；23牵引电动机；24空气压缩机；25基础制动装置；26车钩缓冲装置,1）柴油机,柴油机外观 16缸 V型排列 缸径240mm Z-废气涡轮增压 J-铁路牵引用 B-产品改进符号,四冲程柴油机工作原理 进气 压缩 燃烧膨胀 排气,2）传动装置,为什么要传动装置 1912年，瑞士絮尔泽工厂制造出了世界上第一台柴油机车。此前，柴油机轨道车已由“汽车之父”德国人戴姆勒研制成功。但用它来牵引列车却困难重重，因为和蒸汽

9、机相比，柴油机的传动要猛烈得多，如何将其动力传递给轮轴是个关键问题。 液力传动的内燃机车出现在20世纪30年代后期，50年代一度发展较快。 后来人们将发动机和轮轴之间的传动改为电动传动。法国率先推出交直流电力传动内燃机车之后。60年代中期，第一台交交流电传动内燃机车在英国诞生。液力传动开始一蹶不振。,发动机的性能曲线(外特性)与理想牵引性能曲线不符。,2）传动装置电力传动,根据电机型式不同分 直-直流电力传动 交-直流电力传动 交-交流电力传动,交-直流电力传动装置 主发电机：由转子和定子组成，发出三相交流电 整流装置：三相桥式硅整流柜 牵引电动机：直流串励电动机，这种电动机的转矩和转速接近理

10、想牵引性能曲线。,2）传动装置液力传动,在柴油机和机车动轮之间，装有一套液力传动装置，利用其改变柴油机的外特性，以适合列车运行要求。,液力变扭器 泵轮（输入） 导向轮（固定） 涡轮（输出） 工作油,1泵轮；2涡轮；3导向轮；4泵轮轴；5涡轮轴,柴油机带动泵轮高速旋转，向变扭器里面充进工作油且被高速旋转的泵轮叶片带动一起旋转。由于离心力的作用，使工作油从泵轮叶片出口处流出时具有很高的压力和流速。这样的工作油冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同方向转动。,3）走行部,二轴或三轴式转向架结构 作用：承受机车上部重量，传递牵引力和制动力，以及缓和、吸收来自线路的各种冲击和振动 转向架：由构架、弹簧装置、车

11、架与转向架连接装置、轮对、轴箱、驱动机构和制动机构组成。,4）车体 车体外形与客车车辆相似，设有司机室、动力室、冷却室、电气室及各室连接通道等 5）车钩缓冲装置和制动装置 与车辆相似。 内燃机车：装有自动空气制动和手制动 电传动内燃机车：还有电阻制动 6）辅助装置 主要为主传动装置服务，由辅助传动装置带动的通风机、励磁机、辅助发电机和冷却风扇等组成,电力机车,电力机车的牵引动力是电能，但机车本身没有原动力，而是依靠外部供电系统供应电力，并通过机车上的牵引电动机驱动机车运行。 采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。电气化铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。电气化铁道分为： 直流制：三相交流变

12、电所(直流)接触网 交流制：单相交流机车降压设备,直流串激 牵引电动机,电力机车的特点,牵引功率大，过载能力强 牵引力大，速度快，爬坡能力强 整备作业时间短，维修量小，运营费用低 能源利用率高，节约能源 无煤烟、废气，环境污染少 乘务员工作条件好 电气化铁路基本建设投资大 运用灵活性差 电力机车类型 我国：SS1SS8 国外引进：6K,6G,8K,8G,6,8表示机车轴数 K采用可控硅二极 管整流装置 G采用硅二极管整 流装置,电气化铁道供电系统,将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称为电气化铁道的供电系统。,牵引供电回路：牵引变电所馈电线接触网电力机车钢轨回流线接地网/变电所。,发电厂

13、发出的电流经升压变压器提高电压后，由高压输电线送到铁路沿线的牵引变电所。在牵引变电所里把高压的三相交流电变换成所要求的电流或电压后，再转送到邻近区间和站场线路的接触网上供电力机车使用。 电气化铁道按接触网供给机车的电流不同，分为直流制和交流制两种。大多数国家都采用工频(50Hz)交流制。 牵引变电所：任务是将电力系统高压输电线输送来的110kv(或220kv)的三相交流电，改变成不低于25kv的单相交流电后，再转送到邻近区间和所在站场线路的接触网上，保证可靠而又不间断地向接触网供电。在牵引变电所里设有变压器、电压互感器、电流互感器、高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备，各种控制、测

14、量、监视仪表和继电保护装置等。,接触网：是架在电气化铁道上空，向电力机车供电的一种特殊形式的输电线路（如后图） AT供电方式：由于在电气化铁道接触网的周围空间产生磁场，因此对邻近通信线路、广播设备等产生干扰和影响。使通信质量下降，甚至危及设备及人身安全。为了解决这一问题，接触网采用AT供电方式。,接触网悬挂方式,电力机车外形,电力机车总体布局,韶山1型电力机车总体布置 1接触网；2受电弓；3主断路器；4主变压器；5调压开关； 6硅整流柜；7主电路电器柜；8平波电抗器；9牵引电动机； 10劈相机；11控制电路电器柜；12辅助电路电器柜；13控制电源柜； 14电动压缩机组；15电动通风机组；16制

15、动电阻柜,电力机车内部结构,电力机车总体构造,由 机械部分、电气部分、制动部分 组成 机械部分：包括转向架和车体等。 电气部分 受电弓 主断路器 主变压器 牵引电动机 制动部分：电力机车制动时，除使用空气制动装置外，可以辅以电阻制动。,调压开关 硅整流装置 平波电抗器 司机控制器,机械部分 主要包括车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置等，各具体结构与电力传动的内燃机车相似。 电力机车车体外形与客车车体相似，两端为司机室，中间为变压器室，还有机械室、高压室、电抗器室及连接通道。 走行部有两台三轴转向架，在每根车轴上都装有一台牵引电动机。,电气部分：主电路、辅助电路和控制电路三大系统,三个电路系统在

16、电气方面一般是相互隔离的，但三者通过电磁、电空或机械传动等方式相互联系，配合动作，用低压电控制高压电，以保证操作的安全和实现机车的运行。,主电路：将牵引电动机及其相关的各种电气设备连接而成的一个系统，具有电压高、电流大的特点。主电路上的电气设备用以产生牵引力和制动力，实现机车的功率传输，主要包括受电弓、主断路器、主变压器、整流调压电路、电抗器和制动电阻等。 辅助电路：将辅助电机（如辟相机、压缩机电机、通风机、油泵等）、辅助设备（如取暖设备、电热玻璃等）及其相关的电气设备连接而成的一个系统。它的电源主要来自主变压器的辅助绕组，通过辟相机将单相交流电转变成三相交流电后，供给牵引通风机、油泵机组和空气压缩机等辅助机械使用。其工作电压一般为交流380V、220V和直流几百伏。 控制电路：将主电路和辅助电路中各电气设备的控制电器（包括各种控制开关、接