第三章 内燃机车总体
1第三章内燃机车总体第三章内燃机车总体? 国内外内燃机车发展概况国内外内燃机车发展概况 ? 内燃机车基本构造及分类内燃机车基本构造及分类 ? 内燃机车的牵引性能及基本参数内燃机车的牵引性能及基本参数 ? 牵引重量的确定牵引重量的确定 ? 内燃机车主要参数分析内燃机车主要参数分析2§1 国内外内燃机车发展概况§1 国内外内燃机车发展概况一国外一国外内燃机车发展概况内燃机车发展概况 自从自从1924年世界上第一台年世界上第一台干线内燃机车干线内燃机车 1型型 1000马力电力传动内燃机车在前苏联出现以来，经 过了短短半个世纪的努力（大约在马力电力传动内燃机车在前苏联出现以来，经 过了短短半个世纪的努力（大约在1960年代末或年代末或70 年代初），世界各主要经济发达国家（美、英、苏、 日等）就基本上淘汰了蒸汽机车，从形式上完成了 铁路牵引动力现代化。 内燃机车发展大致经过了六个主要发展阶段：年代初），世界各主要经济发达国家（美、英、苏、 日等）就基本上淘汰了蒸汽机车，从形式上完成了 铁路牵引动力现代化。 内燃机车发展大致经过了六个主要发展阶段： 1. 设计思想的酝酿与产生阶段设计思想的酝酿与产生阶段二十世纪初二十世纪初 主要标志： 柴油机（主要标志： 柴油机（Diesel：1893年德国人笛塞尔(Diesel)发明1893年德国人笛塞尔(Diesel)发明 了压燃式内燃机了压燃式内燃机）的出现）的出现1894年，威廉年，威廉·登特登特·普 里斯曼设计了一台普 里斯曼设计了一台22kW的的齿轮（机械）传动齿轮（机械）传动内燃 机车。内燃 机车。32. 初期发展阶段2. 初期发展阶段二十世纪20年代二十世纪20年代40年代40年代 主要标志： 适合铁路机车运行要求的电力传动装置（直流电 传动）和液力传动装置（液力变矩器）的出现。主要标志： 适合铁路机车运行要求的电力传动装置（直流电 传动）和液力传动装置（液力变矩器）的出现。 3. 数量急增阶段3. 数量急增阶段二十世纪50年代的十年二十世纪50年代的十年 主要标志： 美国平均每年投入使用的内燃机车达主要标志： 美国平均每年投入使用的内燃机车达2000台； 但单台机车功率均台； 但单台机车功率均3000马力。马力。 4. 提高功率阶段4. 提高功率阶段二十世纪60年代二十世纪60年代70年代初70年代初 主要标志：主要标志： 1961年年美国向西德订购的美国向西德订购的ML4000型型4000马力液 力传动内燃机车的投产，揭开了国外生产和运用大 功率内燃机车的序幕。马力液 力传动内燃机车的投产，揭开了国外生产和运用大 功率内燃机车的序幕。45. 性能大幅度提高阶段5. 性能大幅度提高阶段二十世纪70年代 末二十世纪70年代 末90年代初90年代初 主要标志： 努力提高内燃机车的可靠性、耐久性和经济 性，防止污染，降低噪声。采用了微机控制、径 向转向架等先进技术。主要标志： 努力提高内燃机车的可靠性、耐久性和经济 性，防止污染，降低噪声。采用了微机控制、径 向转向架等先进技术。 6. 交流传动技术大发展阶段6. 交流传动技术大发展阶段二十世纪90年 代中期至今二十世纪90年 代中期至今 主要标志：主要标志： 1993年以后，交流传动技术在北美的应用获得 了突破。截止年以后，交流传动技术在北美的应用获得 了突破。截止1997年，美国年，美国GM（即（即EMD）和）和 GE两家公司所获得的大功率交流传动内燃机车 的订单，已超过两家公司所获得的大功率交流传动内燃机车 的订单，已超过1000台。台。5二我国二我国内燃机车发展概况内燃机车发展概况 1.第一代内燃机车第一代内燃机车 1958年年开始生产内燃机车，有：开始生产内燃机车，有： 大连大连：东风型东风型1800马力马力(指柴油机装车 功率指柴油机装车 功率，以下相同，以下相同) 仿前苏联的仿前苏联的3， 曾称， 曾称 “巨龙巨龙”，至，至1974年停产，共 制造了年停产，共 制造了706台台 戚墅堰戚墅堰：东风东风2型型(调车机车调车机车)1080马力 至马力 至1969年停产，共制造了年停产，共制造了149台台 青岛四方青岛四方：东方红东方红1型型2××1000马力， 曾称马力， 曾称“卫星卫星”，至，至1972年停产， 共制造了年停产， 共制造了107台 另有：台 另有：建设型建设型（2台，北京二七厂），台，北京二七厂）， 先行型先行型（1台，戚厂），台，戚厂）， 东方红东方红2型型（4台，四方厂）台，四方厂）巨龙型巨龙型东风东风2型型卫星型卫星型62. 第二代内燃机车第二代内燃机车 1969年年以后，自主设计制造内燃机车，有：以后，自主设计制造内燃机车，有： 大连大连：东风东风4系列系列客货两用，客货两用， 3300马力；马力； 四方四方：东方红东方红3型型客运，客运， 2××1250马力；马力； 东风东风5型型调车，调车，1500马力；马力； 二七二七：北京型北京型客运，客运， 2700马力；马力； 东风东风7型型调车，调车， 20002700马力；马力； 资阳资阳：东方红东方红5型型调车，调车， 10001250马力；马力； 戚厂戚厂：东风东风8型型货运，货运， 4500马力。马力。北京型北京型73. 第三代内燃机车第三代内燃机车1989年年以后，研制新型内燃机车，有：以后，研制新型内燃机车，有： 大连大连： 1989年，年，DF6诞生诞生试制了试制了2台样机，台样机， 1991年完全国产化年完全国产化2台， 柴油机为台， 柴油机为 16V240ZJD/4000HP， 是与英国里卡多公司和美 国， 是与英国里卡多公司和美 国GE公司技术合作的产物；公司技术合作的产物； Vmax=118km/h。 1996年，研制年，研制DF4D（客运）， 柴油机为（客运）， 柴油机为16V240ZJD/4000HP， Vmax=140km/h。DF6DF4D8戚厂戚厂： 1990年年，研制，研制DF9（客运）（客运）试制了试制了2台， 柴油机为台， 柴油机为16V280ZJA/4910HP， Vmax=140km/h； 1992年年，在，在DF9基础上研制基础上研制DF11（准高速客运）， 柴油机为（准高速客运）， 柴油机为16V280ZJA/4910HP， Vmax=170km/h；1990年年，研制，研制DF8B（货运）， 柴油机为（货运）， 柴油机为16V280ZJA/5000HP， Vmax=100km/h。DF11DF8B94. 现状现状 ?客运内燃机车 北京型北京型液力传动，液力传动，2700HP， Vmax=120km/h，共有，共有372台台,逐步淘汰逐步淘汰 东风东风4、东风、东风4B（客）（客）电传动，电传动，3300HP， Vmax=120km/h 东风东风9（客）（客）电传动，电传动，4910HP， Vmax=140km/h 东风东风11（准高速客运）（准高速客运）电传动，电传动， 5250HP，Vmax=170km/h 东风东风11G（双机重联准高速客运）（双机重联准高速客运） 电传动，电传动，2××4910HP， Vmax=170km/hDF11GBJ型10? 货运内燃机车 东风东风4（货）（货）电传动，电传动，3300HP，1985年停产，共 有年停产，共 有800余台 东风余台 东风4B（货）（货）电传动，电传动，3300HP，1985年以后， 共年以后， 共6000余台 东风余台 东风4C（货）（货）电传动，电传动，3600HP，1989年开始批 量生产 东风年开始批 量生产 东风8（货）（货）电传动，电传动，4500HP，1989年通过鉴定 并投入生产 东风年通过鉴定 并投入生产 东风8B（货）（货）电传动，电传动，5000HP，1990年研制年研制 ND5电传动，电传动，36004000HP，美国进口， 共，美国进口， 共421台台11?调车（小运转）机车 东风东风2电传动，电传动，1080HP， 1969年停产，共有年停产，共有153台 东风台 东风5电传动，电传动，1500HP， 1975年至今，共有年至今，共有400余台 东风余台 东风7电传动，电传动，20002700HP，1982年至 今，共有年至 今，共有600余台 东方红余台 东方红5液力传动，液力传动，10801250HP， 1976年至今，共有年至今，共有500余台余台 ?一般货运、大型客运以及大型调车内燃机车均采 用电力传动 ?货运：客运：调车（小运转）内燃机车的合理比 例应为50%：20%：30%12补充：“和谐号”HXN内燃机车 HXN3大连厂大连厂+EMD/2008年年7月月2日下线，柴油机型号：日下线，柴油机型号： 16V265H，装车功率，装车功率4660kW，轴重，轴重25t，C0C0，共，共300台台 HXN5戚墅堰厂戚墅堰厂+GE/2008年年11月月25日下线，柴油机型号：日下线，柴油机型号： GEVO16，装车功率，装车功率4660kW，轴重，轴重25t，C0C0，共，共300台台HXN3HXN5133、车体车架、车体车架2、传动装置、传动装置6、辅助装置、辅助装置1、动力装置、动力装置柴油机柴油机4、转向架、转向架§2 内燃机车基本构造及分类5、车钩缓冲装置、车钩缓冲装置7、机控系统、机控系统/LCMS14一内燃机车基本构造一内燃机车基本构造 1. 动力装置动力装置柴油机（柴油机（Diesel） 作用：燃料的化学能曲轴机械功（曲轴扭矩和转速）作用：燃料的化学能曲轴机械功（曲轴扭矩和转速） DF4系列采用系列采用16V240柴油机；柴油机； DF8系列和系列和DF11系列采用系列采用16V280柴油机。柴油机。 2. 传动装置传动装置电力或液力传动电力或液力传动 作用：曲轴机械功走行部（转向架作用：曲轴机械功走行部（转向架轮周牵引力）轮周牵引力）有效地有效地图图3-1 柴油机扭矩、功率与机车牵引特性之间的关系柴油机扭矩、功率与机车牵引特性之间的关系Fk (M)V(n)Fk=f(V)0传动装置传动装置MNMnnminNnmax0neMeNe153. 车体车架车体车架 作用：安装基础作用：安装基础+传力骨架 有传力骨架 有非承载式车体及其车架非承载式车体及其车架和和承载式车体车架承载式车体车架之分之分 4. 走行部走行部转向架转向架 作用：承载作用：承载+转向转向+平稳平稳+制动制动+驱动（或牵引） 有两轴、三轴和四轴转向架之分驱动（或牵引） 有两轴、三轴和四轴转向架之分 5. 车钩缓冲装置车钩缓冲装置 作用：连接车辆成列作用：连接车辆成列+缓和纵向冲击 机车与车辆编组成列车必须借助于连接装置，即 所谓车钩。 为了改善列车纵向平稳性，一般在车钩的后部装 设缓冲装置，以缓和列车冲动。缓和纵向冲击 机车与车辆编组成列车必须借助于连接装置，即 所谓车钩。 为了改善列车纵向平稳性，一般在车钩的后部装 设缓冲装置，以缓和列车冲动。166.辅助装置辅助装置 作用：保证上述各部分正常工作 包括： 燃油供给系统； 预热和冷却水系统； 机油系统； 作用：保证上述各部分正常工作 包括： 燃油供给系统； 预热和冷却水系统； 机油系统； 空气管路、制动及撒沙系统空气管路、制动及撒沙系统； 电控和照明系统； 信号装置； 通风冷却装置； 电控和照明系统； 信号装置； 通风冷却装置； 等等。等等。177.机车控制与监测网络系统机车控制与监测网络系统（TCMS/LCMS Train/Locomotive Control and Monitoring System） 作用：对整个机车的牵引
