关于内燃机车的报告调研.doc

关于内燃机车的报告调研一、调研的意义柴油机作为动力装置已经广泛的被使用到运输生产中，而且数量逐年增加，特别是在铁路运输中起着相当重要的作用。内燃机车作为铁路运输中不可缺少的牵引机在很早以前就被投入广泛的使用，当蒸汽机车被淘汰，内燃机车就以它大功率、高负荷的特性充当着铁路运输牵引主力军。但随着电气化铁路的发展，电力机车以它更优越的性能逐渐取代了内燃机车，在铁路第五次大提速之后，“多拉快跑”成为了铁路新的发展方向在资源满足的情况下都改成了电气化铁路客车以及干线、重载货物的运输基本都已由电力机车来担当，内燃机车只能担当各支线（包括小运转、专线等）运输和货场及沿线各站的调车、编组作业任务。但不管怎样，内燃机车都以它独特的性能在铁路运输中依然是不可缺少的，不过也为它今后的发展提出了更高的要求，以满足现代铁路运输的需求。柴油机作为内燃机车的核心装置，它性能的好坏直接影响到内燃机车的运用以及铁路运输安全和经济效益。目前,随着计算机技术、机电和自动控制技术、现代制造技术及新材料、新工艺等一系列高新技术的蓬勃发展。密封材料性能的提高、液压件微型化以及高可靠性和适用性等,都给机车车辆各系统采用新技术创造了条件。为检验自己在掌握基本理论知识和专业知识的学习效果，综合运用所学基础理论知识，将内燃机车行车工作的基本理论和方法与基本故障的分析相结合，进行了此次内燃机车的调研。二、调研的基本要求和方法：这次调研，我深入对机车交路、机车乘务制、机车运转制、内燃机车乘务员一次作业过程、内燃机车检查与保养等方面利用两个月的时间进行了充分的调研。调研的方法主要采用：1、结合自身岗位工作实践经验、深入现场进行机车运用与检修作业；2、查阅行车运转等有关资料，得到真实记录,提高自己对机车车辆的技术有一定的认识，促进理论与实践相结合，培养认真严肃的态度，严谨的工作机勇于创新的精神。3、向单位老司机求教，了解经验。 三、调研的内容及过程 内燃机车简介：内燃机车以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以其发展落后于柴油机车。在我国铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。燃油（柴油）在气缸内燃烧，将热能转换为由柴油曲轴输出的机械能，但并不用来直接驱动动轮，而是通过传动装置转换为适合机车牵引特性要求的机械能，再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。内燃机车虽然有各种不同的类型，但它们的基本组成及工作原理是相同或相似的，都是由柴油机、传动装置、走行部、车体车架、车钩缓冲装置、制动系统及辅助装置组成的。基本结构有内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成。3.1内燃机车总体及走行部3.1.1 内燃机车总体结构内燃机车由柴油机、传动装置、辅助装置、车体走行部（包括车架、车体、转向架等）、制动装置和控制设备等组成。3.1.2 车体走行部结构车体走行部包括车架、车体、转向架等基础部件。车架是机车的骨干，安装动力机、车体、弹簧装置的基础。车架为一矩形钢结构，由中梁、侧梁、枕梁、横梁等主要部分组成，上面安装有柴油机、传动装置、辅助装置和车体（包括司机室），下面由两个转向架支撑并与车架相连，车架中梁前后两端的中下部装设车钩、缓冲装置。车架承受荷载最大，并传递牵引力使列车运行，因此，车架必须有足够的强度和刚度。车体是车架上部的外壳，起保护机车上的人员和机器设备不受风、沙、雨雪的侵袭和防寒作用。按其承受载荷情况，分为整体承载式和非整体承车体；按其外形分为罩式和棚式车体。转向架是机车的走行装置，又称台车。由构架、旁承、轴箱、轮对、车轴齿轮箱（电力传动时包括牵引电机）、弹簧、减振器、均衡梁，以及同车架的连结装置、基础制动装置等主要部件组成。其作用是承载车架及其上面装置的重量，传递牵引力，帮助机车平衡运行和顺利通过曲线。内燃机车一般为具有两个2 轴或3 轴的转向架。 牵引缓冲装置是机车重要组成部分，它的作用是把机车和车辆连接或分立列车。在运行中传递牵引力或冲击力，缓和及衰减列车运行由于牵引力变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。因此，它具有连接、牵引和缓冲的作用。3.2内燃机车电机电器3.2.1牵引电动机在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时，加在牵引电动机上的电压为脉动电压，因此这种牵引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外，电动机内部还有一些附加损耗，从而引起电动机温升，因此，脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的特殊措施，以解决“换向”和温升两个突出的问题。专用于电力传动内燃机车，以供给牵引电动机电力的发电机，又称主发电机。牵引发电机有直流和交流两种。直流牵引发电机直接向直流牵引电动机供电。交流牵引发电机发出的三相交流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。交流整流电路是三相的，整流电压虽然有脉动，但脉动量比较小，因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。原理牵引电机通常采用变频器供电。对试验测试设备的功能及性能指标提出了较高的要 求：1、要求测试设备具有较宽的带宽，并且在较宽的频率范围内均能获取较高的测量精度；2、部分试验基波频率可能低于5Hz，常规测量仪表不能稳定读数；3、变频器开关频率较低，谐波含量丰富，且信号不是严格的周期信号，傅里叶变换时，需要较长的时间窗。 要正确测量牵引变频器输出的基波电压有效值，必须注意：1、采用正确的变频电量测量装置。 电压、电流传感器及仪表应该有合理的带宽、正确的测量模式（基波有效值模式）、输出频率下满足准确级要求等等。2、牵引变频器显示的基波有效值（接近理论值）与实际测量结果一致的前提是开关频率（载波频率）足够高（至少大于基波频率的20倍）。实际上，牵引变频器的开关频率往往比较低，一般低于1KHz，而基波频率较高，所以并不满足该条件。3、要对基波有效值进行准确的、稳定的测量，前提是变频器输出为周期信号（傅里叶变换针对周期信号）。实际上由于牵引变频器的开关频率较低，当开关频率不是基波频率整数倍时，其输出信号不是周期信号。例如：开关频率为500Hz，基波频率为60Hz，假如当前的基波周期从第0个脉冲的开始时刻开始，将在第9个脉冲的1/3时刻结束，而下一个基波周期，将从第9个脉冲的1/3时刻开始，显然，这两个基波周期不是一样的信号，也就是说，变频器输出并非周期信号（当开关频率较高时，这种非周期性的表现相对较弱）。 小结： 基于上述原因，一般的测量系统很难准确、稳定的测量牵引变频器输出的电压。3.2.2辅助电机电力机车上的辅助电机可用直流电动机，也可用三相交流异步电动机。用直流电动机作为辅助电机时，须由专用的硅整流器供电。用三相交流异步辅助电动机时，须由静止变相、变频装置或专用的旋转电机供给三相电源。这种专用的旋转电机称为劈相机，可以把单相交流电变为三相交流电。3.2.3内燃机车电机电器机车电气室：装有电器柜、硅整流柜、启动发电机、励磁机、继电器、转换开关、组合接触器、保护继电器、驱动器、电压调整器、过度装置、蓄电池等。3.2.4电器柜中各继电器的作用1ZJ：平稳启动机车2ZJ：当水温高于88时，柴油机卸载（但不降转速）3ZJ：当滑油压力低于160KPa时柴油机卸载（但不停机）4ZJ：当曲轴箱压力超过0.6kpa时接通差示压力计，使柴油机停机，防止曲轴箱爆炸。5ZJ：电压调整器出故障时同时使用固定发电和故障励磁电路，使机车平稳启动6ZJ：控制柴油机转速回到430Y/minGYJ（过压调整器）：电路两端电压超过127V时实现固定发电受gk控制。SJ（时间继电器）：调整启机时间，打滑油45-60秒后启动柴油机。QBC（启动泵接触器）：控制QBD。RBC（燃油泵接触器）：控制RBD。TJ（卸载继电器）：控制1-6ZJ，使柴油机转速回到最低。LLC（励磁机励磁接触器）：控制走车电路。LC（励磁接触器）：接通主发F的励磁电路。GLC（故障励磁电路）：接通与断开QF和L的励磁电路。GFC（故障发电接触器）：两个触头是在使用固定发电状态下分别接通QF励磁线圈的。LJ（过流继电器）：动作LLC、LC失电，机车卸载。DJ（接地接触器）：主电路接地，动作LLC、LC失电，机车卸载。QC（启动接触器）：动作时闭合QF电路。YC（空压机接触器）：分别控制1YD、2YD启动发电机：由蓄电池供电，启动柴油机，柴油机启动后变成发电机，由电压调整器调整110V供照明电路和控制电路使用。3.2.5内燃机车常见电器故障浅析电器故障的原因主要是元器件质量不高，电器设计中惯性质量问题，元器件寿命到限等， 在长期恶劣的运用环境中受振动、潮湿、腐蚀气体浸蚀、过载或欠载等影响，加之不当的使用操做、不当的保养维护，就产生了较多的电器故障。静载下电器故障的特征及分析在不带电的静载条件下，电器故障特征可简朴归纳为短路、断路和变质3 大类。短路: 回路中阻值变小或近无阻值 如元器件内部击穿 线路间击穿 碰线 绝缘降低等。断路: 元器件、线路等烧断、腐蚀折损、加工断路等线路不能连接，还有电路中接触不良的触点似接实断的虚接现象等。变质: 参数变化、工作性能和状态不稳等故障。常为电器元件的阻值变化、电容变化、三极管放大倍数变化、温度特性变化反向电阻变化等原因造成的故障; 线头紧固松及时断、时连，接触不良的触点造成的工作性能，状态不稳等故障或造成其它变化。3.3内燃机车制动机3.3.1 JZ-7型制动机 内燃机车JZ-7型空气制动机主阀部设置两个限压阀，一个是常用限压阀，另一个是紧急限压阀。常用限压阀的作用是当列车施行常用制动时限制进入作用风缸的风压不超过340kpa360kpa；紧急限压阀的作用是当列车施行紧急制动时限制进入作用风缸的风压不超过420kpa450kpa。3.3.2 常用限压阀的结构常用限压阀为柱塞式限压结构，它由调整螺钉、常用限压弹簧、柱塞限压阀、阀套等组成。在柱塞限压阀上部为限压弹簧，下部与作用风缸相通。在常用全制动时，总风缸压力空气通过柱塞限压阀上的凹槽到作用风缸及柱塞限压阀下部。当柱塞限压阀下部的压力空气达到限压弹簧的规定压力时，柱塞限压阀上移，切断总风缸到作用风缸的通路，使作用风缸的空气压力停止上升，起到了限压作用。 限制的压力值可通过螺钉调整。若列车管定压为500kpa/厘米2时，将压力调到340kpa360kpa/厘米2的有效范围；若列车管定压为600kpa/厘米2时，将压力调到420kpa450kpa/厘米。3.3.3紧急限压阀的结构紧急限压阀为柱塞鞲鞴止阀结构，鞲鞴大直径下部为列车管压力，鞲鞴小直径下部为作用风缸压力，止阀周围通主阀供气阀或排气口。紧急限压阀与原阀的不同之处是用柱塞鞲鞴顶杆代替了原阀的柱塞鞲鞴尾端，顶杆与限压阀套之间形成了通气道。另外，原阀中限压阀套上的径向小孔也被取消了。紧急限压阀是由调整螺钉、柱塞鞲鞴顶杆、紧急限压阀套、止阀等组成。紧急限压阀的作用是根据柱塞鞲鞴两个不同直径的面积比而得到迅速增压作用。当作用风缸增压达到与限压弹簧的调整压力相等时，即停止增压作用。3.3.4两阀的综合作用当列车发生紧急制动时，由于列车管压力空气迅速排向大气，紧急限压阀柱塞鞲鞴大直径下部的列车管压力空气迅速降压，柱塞鞲鞴在限压弹簧的作用下迅速下移，柱塞鞲鞴顶杆随同下移，顶开止阀，开放阀口，呈制动状态。使主阀供给阀来的总风经阀口向作用风缸充气。当作用风缸压力达到紧急制动所规定的压力时，由于柱塞鞲鞴小直径的面积和作用风缸压力的乘积，克服了上部弹簧力，使鞲鞴上移，柱塞鞲鞴的顶杆与止阀脱离接触，止阀在弹簧作用下关闭阀口，停止向作用风缸进一步充气，呈限压状态，因而就限制了紧急制动时的制动缸压力。当列车紧急制动后需要缓解时，主阀排气口开放，由于常用限压阀此时已在常用限压位，作用风缸的压力空气不能通过常用限压阀排出。但因此时紧急限压阀止阀周围已和主阀排气口相通，所以止阀在限压阀套内侧作用风缸压力空气作用下向下移动，开放阀口，集积在柱塞鞲鞴小直径和顶杆周围的作用风缸压力空气，经阀口呈限压状态的常用限压阀主阀排气口，紧急限压阀呈正在缓解状态。当作用风缸压力低于常用限压阀的调整压力时，常用限压阀在弹簧的作用下，由限压状态恢复正常状态，作用风缸空气压力就可同时经常用限压阀柱塞凹槽、主阀空心阀杆排向大气。而此时紧急限压阀因小直径下方作用风缸空气压力降低到小于止阀的弹簧力时，止阀在其弹簧作用下向上移动至原位置，关闭阀口，呈缓解状态，作用风缸剩下的压力空气不在经紧急限压阀，而是经常用限压阀柱塞凹槽由主阀空心阀杆排向大气。 这里需要说明的是，紧急限压阀呈制动状态和呈正在缓解状态时，虽然都可以使止阀阀口开放，但开放的力并不一样。呈制动状态时，阀口是靠柱塞鞲鞴顶开止阀开放的；呈正在缓解状态时，阀口是靠顶杆周围作用风缸的压力空气“吹”开止阀开放的。 在列车管定压为500kpa/厘米2时,常用制动时列车管最大有效减压量为140kpa/厘米2,制动缸压力为340360kpa/厘米2。而紧急制动时, 制动缸压力为420450kpa/厘米2,常用制动和紧急制动两者的制动缸压力的差较大,故此时常用限压阀和紧急限压阀都需要。但在列车管定压力为600kpa/厘米2时, 常用制动时列车管的最大有效减压量为170kpa/厘米2,制动缸压力为420450kpa/厘米2。而紧急制动时, 制动缸压力也是420450kpa/厘米2。两者的压力几乎差不多。此时,似乎只需将常用限压阀的调整弹簧调到420450kpa/厘米2,便可代替紧急限压阀。其实不然,紧急制动时,作用风缸固然可不经紧急限压阀,而只经常用限压阀便可获得420450kpa/厘米2的压力空气。但是,我们应当明确,当作用风缸压力达到420450kpa/厘米2时, 常用限压阀已经由正常状态变成限压状态,这样一来,当机车需要缓解时,如果不设紧急限压阀或紧急限压阀失灵,尽管主阀排气口已经开放,因常用限压阀已在限压状态,切断了作用风缸经常用限压阀柱塞凹槽由主阀排气口的排气通路,作用风缸的压力空气不能排出,机车也就不可能得到缓解。因此, 常用限压阀由限压状态向正常状态的自动转换,必须依靠紧急限压阀的止阀呈缓解状态,开放阀口才能完成。3.3.5结论将常用限压阀的调整弹簧调到420450kpa/厘米2,是不能代替紧急限压阀的。因此设置紧急限压阀有两个目的:一是不论列车管定压如何,紧急制动时作用风缸均能得420450kpa/厘米2的压力空气;二是紧急制动后缓解时,首先提供一条作用风缸的排气通路,从而保证常用限压阀由限压状态可靠地向正常状态自动转换。所以说,在列车管定压力为600kpa/厘米2时,把常用限压阀调整弹簧压力调到420450kpa/厘米2,也不能代替紧急限压阀。3.3.6 内燃机车电阻制动电阻制动是内燃机车电气制动方式的一种，它是利用直流电机的可逆原理，在制动工况时将直流牵引电动机改为直流发电机。通过轮对将列车的动能转变为电能，消耗在制动电阻上，再以热能的形式逸散到大气中。在这个过程中，牵引电动机轴上所产生的反力矩作用于机车动轮上而产生制动力。 采用电阻制动具有很多优点，可以提高机车在长大下坡道上的运行速度，大大降低闸瓦和轮箍的磨损。最小限度地使用空气制动，使闸瓦和轮箍的发热减少，确保列车有足够的缓解充风时间，提高使用空气制动时的制动效果。尤其是采用了两级电阻制动以后，大大提高了机车在低速运行区的电气制动力。能够满足铁路自动闭塞区、施工区段慢行以及进站侧线停车的需要。这样不但增加了行车的安全性，而且可以加大行车密度，提高运输能力。如果电阻制动装置出现故障不能使用，上述优点将不能体现。四、调研结论与建议4.1 调研结论通过两个月的时间对机车交路、机车乘务制、机车运转制、内燃机车乘务员一次作业过程、内燃机车检查与保养等方面有了更深的了解，同时也发现以下几个方面的不足。4.1.1线路车辆综合维修及保养不够及时在我们煤炭铁路运输专用线，最重要就是改善技术设备是保证铁路运输安全的重要物质基础，线路，车站通信及机车车辆的破损，故障和性能不良时发生运输事故的主要原因，线路综合维修及保养跟不上，线路质量保持不良，特别是对道岔的维修和维护不良，也是铁路发生运输事故的重要原因之一，线路上钢