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內燃機車
鎖定
- 中文名
- 內燃機車
- 外文名
- internal combustion loco
- 動力來源
- 內燃機
- 別 名
- 柴油機車
- 類 別
- 科技產物
- 最高時速
- 238 km/h
內燃機車發展
各類型的內燃機車(19張)
內燃機車(3張)
內燃機車之所以能異軍突起、後來居上,主要是因為其具有使用、方便靈活上馬快和基本投資較少等優點:加上當時油價便宜,經濟上也合算:運輸效率高,尤其適用於一些運輸不太繁忙,列車數不太多的線路及調車小運轉作業等。一些路網規模不大的發展中國家,向國外購進幾台內燃機車,可立即投入運用.解決鐵路運輸問題.能收到“立竿見影”的效果。所以發展中國家絕大多數採取了以內燃牽引為主的政策,使內燃機車達到量大廣的程度。
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內燃機車分類及結構
(一)按工作性能不同可分為:
1、 幹線機車
2、調車機車
3、 內燃動車組
(二) 按傳動方式不同可分為:
機械傳動內燃機車,僅適用於工礦專用的小功率內燃機車上。
電力傳動內燃機車。
我國鐵路運用的的內燃機車為電力傳動和液力傳動兩種。
內燃機車基本結構
內燃機車柴油機
內燃機車的動力裝置,又稱壓燃式內燃機。主要結構特點包括汽缸數、汽缸排列形式、汽缸直徑、活塞衝程、增壓與否等。現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中間冷卻器冷卻後送入柴油機進氣管,從而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。柴油機工作有四衝程和二衝程兩種方式,同等轉速的四衝程機的熱效率一般高於二衝程,所以大部分採用四衝程。從轉速來看,分為高速機、中速機和低速機。為滿足各種功率的需要,生產有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數的產品。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。
內燃機車傳動裝置
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置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉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動機車動輪:柴油機有一個最低轉速,低於這個轉速就不能工作,柴油機因此無法啓動機車;柴油機功率基本上與轉速成正比,只有在最高轉速下才能達到最大功率值,而機車運行的速度經常變化,使柴油機功率得不到充分利用;柴油機不能逆轉,機車也就無法換向。所以,內燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。
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,並在渦輪葉片流道內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後,經導向輪葉片的引導,又重新返回泵輪。液力傳動機車(圖2)操縱簡單、可靠,特別適用於多風沙和多雨的地帶。
電力傳動分為三種:(a)直流電力傳動裝置。牽引發電機和電動機均為直流電機,發動機帶動直流牽引發電機,將直流電直接供各牽引直流電動機驅動機車動輪。(b)交—直流電力傳動裝置。發動機帶動三相交流同步發電機,發出的三相交流電經過大功率半導體整流裝置變為直流電,供給直流牽引電動機驅動機車動輪。(c)變—直—交流電力傳動裝置。發動機帶動三相同步交流牽引發電機,發出的交流電通過整流器到達直流中間迴路,中間迴路中恆定的直流電壓通過逆變器調節其振幅和頻率,再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電壓,並供給三相異步牽引電動機驅動機車動輪。電力傳動機車的應用最為廣泛。
內燃機車車體走行部
包括車架、車體、轉向架等基礎部件。
①車架是機車的骨幹,安裝動力機、車體、彈簧裝置的基礎。車架為一矩形鋼結構,由中梁、側梁、枕梁、橫樑等主要部分組成,上面安裝有柴油機、傳動裝置、輔助裝置和車體(包括司機室),下面由兩個轉向架支撐並與車架相連,車架中梁前後兩端的中下部裝設車鈎、緩衝裝置。車架承受荷載最大,並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。
③轉向架是機車的走行裝置,又稱台車。由構架、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,以及同車架的連結裝置、基礎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。內燃機車一般為具有兩個2 軸或3 軸的轉向架。
內燃機車輔助裝置
用來保證柴油機、傳動裝置、走行部、制動裝置和控制調節設備等正常工作的裝置。主要設備包括:燃油系統——保證給柴油機供應燃油的設備及管路系統;冷卻系統——保證柴油機和液力傳動裝置能夠正常工作的冷卻設備和管路系統;機油管路系統——給柴油機正常潤滑的設備及管路系統;空氣濾清器——過濾空氣中灰塵等贓物的裝置;壓縮空氣系統——供給列車的空氣制動裝置、砂箱、空氣笛及其他設備壓縮空氣的系統;輔助電氣設備——蓄電池組、直流輔助發電機、柴油機起動電機等。
內燃機車制動設備
內燃機車控制設備
控制機車速度、行駛方向和停車的的設備。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。操縱枱上的監視表和警告信號裝置有:空氣、水、油等壓力錶,主要部位温度表,電流表、電壓表,主要部位超温、超壓或壓力不足等音響和顯示警告信號。為了保證安全,便於操作,內燃機車上還裝設有機車信號和自動停車裝置。
內燃機車牽引緩衝裝置
牽引緩衝裝置是機車重要組成部分,它的作用是把機車和車輛連接或分立列車。在運行中傳遞牽引力或衝擊力,緩和及衰減列車運行由於牽引力變化和制動力前後不一致而引起的衝擊和振動。因此,它具有連接、牽引和緩衝的作用。
內燃機車工作原理
燃料在汽缸內燃燒,所產生的高温高壓氣體在汽缸內膨脹,推動活塞往復運動,連桿帶動曲軸旋轉對外做功,燃料的熱能轉化為機械功。柴油機發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節,將適應機車運行工況的輸出轉速和轉矩送到每個車軸齒輪箱驅動動輪,動輪產生的輪周牽引力傳遞到車架,由車架端部的車鈎變為挽鈎牽引力來拖動或推送車輛。
內燃機車歷史
美國第一輛內燃機車
20世紀初,內燃機的出現給人們提供了新的機車推動力。1925年,美國鐵路史上第一輛柴油機車投入運行。內燃機車的效率和清潔性都大大超過了笨重的蒸汽機車,而且不像電力機車那樣受限制,美、英、加等國都在10年內實現了內燃機車化。內燃機車成了鐵路的主人。
- 參考資料
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- 1. HXN5B型內燃機車投入使用重慶機務段內燃機車運用進入交流時代 .中華鐵道網.2015-06-09[引用日期2015-06-13]
- 2. “毛澤東號”機車,走近尋常旅客 .中華鐵道網.2015-06-09[引用日期2015-06-13]
- 3. 菅野普 蔡千華.內燃機車的變遷:國外鐵道機車與動車. 2014,(06),2014
- 4. 伍賽特.內燃機車技術發展趨勢展望[J].現代工業經濟和信息化,2021,11(3):19-23