铁路运输设备

第一章铁路运输设备铁路机车教学目的：•掌握机车的作用及分类•理解内燃机车柴油机的工作原理•了解电力传动内燃机车的传动原理•掌握电气化铁道供电系统•了解电力机车电器设备中主电路的组成铁路机车一、铁路机车分类-----按牵引动力分蒸汽机车内燃机车电力机车机车分类1、定义：内燃机车是以内燃机为动力，通过一定方式动力转换后驱动轮对，以带动机车前行的装置。2、组成：动力装置、传动装置、车体与车架、走行部、制动装置、车钩缓冲装置和辅助设备组成。内燃机车内燃机车3、分类→按用途分：干线内燃机车、调车内燃机车、内燃动车组。→按传动方式分：电力传动内燃机车液力传动内燃机车由柴油机驱动主发电机发电后向牵引电动机供电使其旋转，再通过牵引齿轮传动，驱动机车轮对旋转。变扭器的泵轮，将机械功转变成为液体的动能，再经变扭器的涡轮转换成为机械功，经齿轮箱后对轮对驱动。这种驱动效率低，不适合大功率。内燃机车4、内燃机车种类东方红型内燃机车、东风、东风2、东风3型内燃机车、东风4型内燃机车、东风5、东风6、东风7型内燃机车、东风8型内燃机车、东风9型、东风10型内燃机车、东风11型、东风12型内燃机车内燃机车内燃机车组成柴油机柴油机知识1、定义：柴油机是利用柴油燃烧后所产生的热能做动力的一种热能机械。2、基本结构：主要由图中所示结构组成。其中活塞运行的最高（低）点叫上（下）止点。上下止点的距离叫冲程。3、工作原理：柴油机工作过程分为：进气过程、压缩过程、燃烧膨胀作功过程、排气过程。柴油机基本结构示意图１．汽缸２．活塞３．连杆４．曲轴５．汽缸盖６．进气门７．喷油器8．排气门内燃机车组成柴油机工作过程(二)压缩冲程在进气冲程终了后，进排气门都关闭，曲轴继续旋转，活塞自下止点向上止点移动，将汽缸中的混合气压缩。随着气体容积的缩小，它的压力和温度就升高，当活塞到达上止点时，喷油器将燃油压力提高后，喷入汽缸内，在很短时间内与高温空气混合，形成混合气并迅速燃烧。(一)进气冲程在进气过程中，活塞从上止点向下止点运动，进气门开启、排气门关闭。此时活塞上方汽缸容积增大，气体从进气门进入汽缸。内燃机车组成柴油机工作过程(三)燃烧、膨胀作功冲程燃油喷入后，在上止点稍后开始燃烧，此时气门均关闭，柴油机燃烧产生的高温高压气体，膨胀推动活塞下行，通过连杆驱动曲轴输出扭矩。(四)排气冲程排气过程是为了排除燃烧后的废气，活塞由下止点向上止点移动，排气门开启，进气门保持关闭，废气排出缸外。内燃机车组成机车的轮对不是直接由柴油机驱动的，是通过一套中间可变速的调节装置传动的，这就是传动装置。按传动装置的原理不一样，可分为：电力传动液力传动传动装置内燃机车组成电力传动（简称电传动）中使用最多的是交→直流电传动。如DF4、DF4D、DF8、DF11等中，均为交→直电传动。交-直流电传动装置主要部件是：主发电机、整流装置和牵引发电机。传动装置---电力传动电传动的基本原理内燃机车组成牵引发电机和硅整流装置牵引发电机结构如右图所示，外定子中为发电主绕组（电枢），转子中为励磁绕组，通过电刷和电环导入直流电产生磁场。整流装置如左图中所示，为6个二极管组成的全波整流。内燃机车组成牵引电机牵引电机主要采用直流串励电机，它的特点是电机输出的扭矩和转速成正比，接近于牵引要求。牵引电动机安装在机车转向架上，每根轴一台。它的一侧悬挂在转向架的端梁或横梁上，另一侧抱在车轴上。1—电刷；2—机体；3—磁极；4—电磁线圈；5—转子；6—齿轮；7—抱轴承；8—换向器；9—滚柱轴承；10—转子轴内燃机车组成内燃机车组成液力传动内燃机车目前使用较少，只有北京型机车上有所使用。其核心部件为液力变扭器。主要由内涡轮、外泵轮组成。传动装置----液力传动液力变扭器1—泵轮；2—涡轮；3—导向轮；4—泵轮轴；5—涡轮轴。内燃机车组成传动装置----液力传动工作原理柴油机启动后，泵轮被带动高速旋转。泵轮叶片带动变扭器中的工作油一起旋转。离心力作用下，工作油从泵轮叶片出口处高速流出，冲击涡轮叶片，使涡轮转动，通过齿轮把柴油机的输出功率最后传到机车动轮上，使机车运行。内燃机车组成部份机车参数表东风4B东风6东风7D东风8东风9东风10东风11制造厂大连大连二七戚墅堰戚墅堰大连戚墅堰用途干线客货运干线货运货运干线货运干线客运干线货运干线客运传动形式交—直交—直交—直交—直交—直交—直交—直轴列式C0—C0C0—C0C0—C0C0—C0C0—C02（B0—B0）C0—C0轴重/t23232323232323机车质量/t1381381381381382×92138额定功率/kw198524251600272030402×16003040最大速度/km/h120（客）100（货）118100100140100160内燃机车组成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。特点：1、可制成大功率机车，运输能力大；2、启动快，速度高，爬坡性能好；3、不污染空气,劳动条件好；4、运营费用低；5、可利用多种能源。电力机车电气化铁道供电系统1、定义：将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备总称。2、组成：主要由：牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨、回流线、接地线组成。电力机车电气化铁道供电系统3、牵引变电所：任务：将电力系统高压输电网输送来的110kV（或220kV）的三相交流电，改变成不低于25kV的单相交流电后，流向邻近区间和所在站场线路的接触网，保证可靠而又不间断的向接触网供电。电力机车4、接触网：接触网常使用链形悬挂方式，它有：接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱和基础组成。电气化铁道供电系统电力机车电力机车我国主要有韶山型电力机车，投入运营的有SS1、SS3、SS4（主要的为SS4G），目前已到SS9。制造电力机车的厂家主要有：南车集团株州电力机车厂北车集团大同电力机车厂电力机车电力机车欣赏SS1SS8SS3SS6SS7SS4电力机车1、电力机车的基本组成电力机车主要由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置、制动装置和一整套电气设备等组成。除电气设备外，其余部分都同交—直流电力传动内燃机车相似。机车的车轴排列形式主要有：C0-C0(30—30)B0－B0(20-20)2（B0－B0）上式中的B、C分别表示二轴或三轴转向架，0表示每一轴均为独立传动。电力机车2、电力机车的电气设备及其电路电力机车上设有各种复杂的电气设备，而所有电气设备，则分别装设在主电路、辅助电路和控制电路这三条电气回路中。主要组成部分是：受电弓、主断路器、主变压器、整流硅调压电路、平波电抗器柜、牵引电机、劈相机、通风机、牵引通风机、油泵、空气压缩机、制动电阻柜等。电力机车（1）、主电路：主电路主要产生机车牵引力和制动力。主要由：受电弓、主断路器、主变压器、整流硅调压电路、平波电抗器柜、牵引电机组成。受电弓：机车顶部装有两套单臂受电弓，一套备用。接触网上送来的25千伏工频单相交流电就由此引入机车。主断路器：主断路器是用来接通或断开电力机车高压电路的。对机车上设备的保护。主变电器：变压器共有四个绕组：原边绕组接25千伏的高压电；三个副边绕组，其中牵引绕组用来向牵引电动机供电；励磁绕组用在电阻制动时给电动机提供励磁电流；辅助绕组用来给机车的辅助电机供电。电力机车整流调压电路：将主变压器输来的低压交流电通过全波整流，并采用晶闸管无级高调，实现机车无级调速。电抗器：由于牵引电动机本身的电感极小，不足以将整流后的电流滤平到所需要的范围。因此，在牵引电动机电路中串接一个增大电感的平波电抗器，以减小整流电流的脉动。牵引电动机：和内燃机车相似，采用直流串励电动机。（1）、主电路：电力机车(2)辅助电路：辅助电路电源来自牵引变压器的辅助绕组，通过劈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电机使用。(3)控制电路：控制电路将主电路和辅助电路中各电器设备供电。以上三个电路系统在电气方面一般是相互隔离的，但三者通过电磁、电控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。电力机车3、电力机车制动与内燃机车相似，可分为三类制动：空气制动、手动制动、电阻制动（再生制动很少使用）电力机车完一.填空：1.机车按用途不同，可分为＿＿＿机车、＿＿＿机车、＿＿＿＿机车。2.电力机车上的主电路的电器设备依次是：＿＿＿→受电弓→主断电路→＿＿＿→整流调压电路→＿＿＿＿→＿＿＿＿→机动车轮。二.判断题：(正确填“T”,错误填“F”)1.车钩缓冲装置的作用是：连接机车车辆；传递牵引力和压缩力；承受并缓和冲击力。（）2.制动机制动时是由总风缸逐一向每节车辆的制动缸送风制动。（）3.电传动内燃机车运行方向是通过改变牵引电动机的电流方向而改变的。（）4.机车检修的各种修程是根据机车走行公里的多少而决定的。（）三、选择题1.电气化供电系统中必须设有（）A.供电所；B.牵引变电所；C.列检所。2.在电传动内燃机车种，应有的部件是（）A.变扭器；B.牵引变电所；C.牵引发电机。作业练习四、填图与回答问题：1.填写下图内燃机车方框中部件名称。2.示意图表示的是那种传动的内燃机车？作业练习练习答案一、1、客运，货运，调车2、接触网、主变压器，平波电抗器，牵引电动机二、T,F,F,T三、B、C四、1、（从左到右，从上往下）柴油机，发电机，整流装置；2、这是一台电力传动内燃机车。练习答案