内燃机车电力传动

1、第一节概述内燃机车的原动机一般都是柴油机，从柴油机曲轴到机车动轮（轮对 ）之间 ,需要一套速比可变的中间环节 , 这一中间环节称为传动装置。内燃机车的传 动装置有电力传动、液力传动和机械传动三种，电力传动又分为直 - 直流电 力传动、交 -直流电力传动、交 - 直- 交流电力传动和交 -交电力传动，目前 国内使用的 DF4 DF5 DF7、DF8 DF11等型机车均采用交-直流电力传动。一、电力传动装置的作用1. 传动作用 将机车柴油机曲轴输出的机械能进行能量变换，传递给轮对，驱动机车运 行，并使机车具有理想的牵引特性。要求机车牵引力和运行速度都有一个 比较宽广的变化范围，并且在较大的机车速度

2、范围内，柴油机都始终在额 定工况下运行，即柴油机的功率能够得到充分发挥和利用。此外，机车应 具有足够高的启动牵引力。2. 制动作用 利用直流电机的可逆原理，在电阻制动工况时，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，在以 热能的形式逸散到大气中。在这过程中，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。这种制动作用称为电阻制动。传动装置 应保证机车电阻制动性能的要求。3. 辅助作用 驱动机车辅助装置的一些泵组工作，或对机车系统中的油水经行预热，以 及机车照明、取暖等。4 控制作用 按照机车设计要求和操纵顺序，自动或手动完成有关器件的动作，

3、以保证 柴油机在无负载情况下启动，进行转速调节，保证机车在起动过程中的平 稳，并能保证机车换向运行等。以达到操纵控制机车正常运行的目的。5. 监视及保护作用 使机车操纵者能正确了解机车各部分的工作状态，及时显示某些必要的参 数值。当机车某部位出现故障时，能自动显示或采取有效措施，以尽量维 持机车运行和避免事故的扩大。二、交 - 直流电力传动基本原理及组成部分柴油机工作时产生的动力由曲轴输出 , 通过弹性联轴器与同步牵引发电机 相连, 发电机将柴油机的动能变成电能即三相交流电输出, 经整流后送给直 流牵引电动机 , 电动机再将电能变成动能经齿轮传递给轮对形成牵引力。 机车电传动由电机、电器和电路

4、三部分组成。第二节电机内燃机车上使用的电机很多，如 DF4上32台，DF8B上29台。这些电机归纳起来可分为三类，第一类为根据机车性能与机车结构上的特殊要求而设 计的专用电机，如同步牵引主发电机、牵引电动机、启动发动机及感应子 牵引励磁机等；第二类为通用电机，如空气压缩机电动机、启动机油泵电 动机、燃油泵电动机等；第三类为控制用微型电机，如无级调速步进电机、 柴油机测速发电机等。这里根据需要仅对部分主要电机作简要介绍。一、同步牵引发电机 同步牵引发电机是将机械能转变为电能的旋转电机，它是根据电磁感应原理制造的。DF4和DF11型内燃机车分别使用的是 TQFR-3000型和JF204C型 同步牵

5、引发电机。（一） TQFR-3000型同步牵引发电机1、TQFR-3000型同步牵引发电机的组成结构TQFR-3000型同步牵引发电机其型号的含义是： T-同步；Q-牵引；F-发电机； R-热力机车；3000-额定容量为3000kv.A。是一台卧式、单轴承、径向自通 风、十八极凸极式三相交流同步发电机。电机输入端（主驱动端）轴伸为 法兰盘形式，通过弹性连轴节与柴油机曲轴连接，使发电机和柴油机连为 一体构成机组。电机输出端（辅助驱动端）为锥度轴伸，通过带有橡胶减 震装置的万向连轴节与启动变速箱连接。牵引发电机定子是实现电机能量转换的电枢部分，其作用是安放电枢绕组、 产生感应电势、支撑转子，并提供

6、部分磁路。主要有机座、定子铁心、电 枢绕组、刷架装置及端盖等五部分组成。机座用于固定定子铁心并承受定子的扭矩。前端有三相绕组和零线四个集 电环，上部焊有接线端子。定子铁心用于嵌放电枢绕组，并提供磁路。电枢绕组共有 108 个线圈，为 三相星形连接，并有中性点引出线，用于产生感应电势和对外输出电流。刷架的作用是通过滑环向牵引发电机转子磁极上的励磁绕组输入直流励磁电流。转子用于输入扭矩、产生主磁场，主要有转轴、磁轭支架、磁极、滑环、 及风扇等组成。转轴热套有磁轭支架和滑环座，磁轭支架既用来安装 18个 磁极，又是转子磁路的一部分，磁极上 1 8个线圈依次串联构成励磁绕组， 励磁电流通过电刷和滑环引

7、入。磁轭支架两端安装风扇叶片，构成离心式 自通风冷却。电机运行时在内部形成两条冷却风路：冷却空气自前端盖吸 风网吸入后，绝大部分经转子磁轭轮幅空间、磁极间缝隙、定子径向通风 沟槽，最后由机座上、下排风口排出；少部分冷却空气从前端盖吸风网吸 入后，先冷却电枢绕组端部，在经机座筋板上的孔，最后由机座上、下排 风口排出。正负滑环用导电性能良好的黄铜铸成，通过螺栓固定在滑环座 上，螺栓套有绝缘套管，滑环与滑环座之间隔有绝缘圈。每个滑环上装有 一个接线螺栓，分别接励磁绕组的首、末端端子。主发电机的转子在柴油机的带动下成正比例转动，当转子上的励磁绕组通 以励磁电流后，产生旋转磁场，定子绕组切割磁场而发出三

8、相交流电，经 主整流柜整流后输出直流电，供给牵引电动机。2、TQFR-3000型同步牵引发电机的主要参数型号：TQFR-3000接线方式：星形额定容量：2985kVA励磁方式：他励额定电压： 438/613V 励磁电压： 101/112V额定电流： 3936/2805A 励磁电流： 244/272A额定频率： 150Hz 绝缘等级： F/F额定转速： 1000r/min 通风方式：径向自通风（二） JF204C型同步牵引发电机1、JF204C型同步牵引发电机的组成结构JF204C 型同步牵引发电机为卧式单轴承结构的三相凸极式同步发电机，电机的冷却采用轴向强迫通风，冷却风从端盖下方的进风口进入电

9、机，由另 一端排出。电机铁芯为拼片结构，用拉紧螺栓压紧并固定在机座上。定子 绕组为三相星形连接，由中性点引出线。定子线圈由两根导线并绕而成， 每个线圈三匝。转子采用空心轴结构。电机有 14 个磁极，磁极间联线采用 银铜焊接。2、JF204C型同步牵引发电机主要参数型号：JF204C接线方式：星形额定容量：3600kVA励磁方式：他励额定电压： 540/740V 励磁电压： 70/84V额定电流： 3850/2810A 励磁电流： 287/345A最大电流：4950A绝缘等级：F/F额定转速： 1000r/min 通风方式：轴向强迫通风额定频率： 116.7Hz 通风量： 270m/min二、直

10、流牵引电动机（东风 4 型内燃机车电传动 P23）内燃机车使用的直流牵引电动机具有可逆性。在牵引工况时作为电动机运 行，驱动机车轮对；在电阻制动工况时，机车轮对驱动牵引电动机转子， 在励磁绕组的磁场作用下，变为发电机运行。DF4和DF11型内燃机车分别使用的是ZQDR-410型和ZD106型直流牵引电动机（一）ZQDR-410型直流牵引电动机1、ZQDR-410型直流牵引电动机结构和作用ZQDR-410型直流牵引电动机为四极直流串励强迫外通风牵引电动机。Z-直流；Q-牵引用；D-电动机；R-热力机车用；410-该电机额定功率为410kw。 直流牵引电动机主要由油杯、刷架座圈、轴承、挡油板、前端

11、盖、平衡块、 换向器、电刷装置、均压绕组、机座、主极线圈、主极铁心、无纬带、电 枢绕组、后端盖、换向极铁心、换向极线圈等组成。电机抱轴侧上方有两个出线盒，标志为：A1- 电枢绕组首端；B2- 换向极绕组末端；D1- 主极绕组首端；D2- 主机绕组末端；四个主磁极固定在机座内腔的垂直与水平方向上，产生主磁通；四个换向 极固定在机座内腔主磁极的几何中性面上，产生换向极磁场，抵消电枢反 应与电抗电势，以改善换向。四个电刷装置固定在前端盖刷架座圈的主磁 场的中性面上，其中有相对的两个通过换向器（整流子）引入电枢电流， 另外两个引出电枢电流；换向器安装在电枢轴非传动端，按顺序依次引入 或引出每个电枢导体

12、的电流；电枢轴上的电枢导体处在同磁场下的电流的 方向是一致的，因此产生方向一致的电磁力使电机旋转。2、ZQDR-410型直流牵引电动机的主要参数型号：ZQDR-410额定功率：410kw额定电压：550V额定电流：800A最高电压： 770 最大电流： 1080A额定转速： 640r/min 通风方式：强迫外通风绝缘等级： H/F 励磁方式：串励（二）ZD106型牵引电动机1、ZD106型牵引电动机的组成结构ZD106型牵引电动机系四极串励直流电动机，采用单边齿轮传动，强迫通风 冷却。牵引电动机机座为焊接结构，它既是电机磁路的一部分又是电机的 主要结构部件。在换向器端开有两大、两小观察孔，便于

13、检查、更换电刷、 维护保养换向器和刷架系统。换向器一侧的顶部开有方形通风口，上装风 道。冷却空气经滤网进入通风孔后分成两路，一路经换向器表面、磁极之 间及电枢表面；另一路经换向器内腔、电枢铁心通风孔及后支架。两路风 汇合从机座驱动端和端盖排风孔排出，从而将电机内部热量带走。 牵引电动机驱动端和换向器端装有滚动轴承。2、ZD106型牵引电动机的主要参数型号：ZD106额定功率：530kw额定电压：680V额定电流：835A最大电流：1080A额定转速：955r/mi n最大转速 2365r/min 通风方式：强迫通风励磁方式：串励三、启动发电机（东风 4 型内燃机车电传动 P40）DF4B DF

14、4G DF8B DF11等型机车均采用 ZQF-80型启动发电机。ZQF-80 型启动发电机是四极自通风直流电机，通过启动变速箱与柴油机相 连。它在机车上有两个用途：一是在柴油机启动时作为串励电动机，由蓄 电池供电来启动柴油机；二是在柴油机启动后作为他励发电机使用，由电 压调整器（或微机）控制励磁，发出110V±2V的直流电，提供机车的控制、 蓄电池充电及空压机电机等辅助装置用电。启动发电机的结构与牵引电动机基本相同，区别是在主磁极上装有启动线圈（串励）和他励线圈，在柴油机启动时，电机按串励工况运行，蓄电池正、负端分别接电机的串励绕组、换向极绕组和电枢绕组，他励绕组不工 作。当柴油机

15、启动后，电机由柴油机驱动，他励绕组接通电源后转为他励 发电机工况运行，此时串励绕组不工作。四、感应子牵引励磁机（东风 4 型内燃机车电传动 P48） 在国产不同型号的内燃机车上，虽然使用的感应子牵引励磁机的型号不一样，女口 DF4 （早期的除外）等型机车上装用的是 GQL-45型感应子牵引励磁 机，DF8 DF11等型机车上装用的是 JGL405B型感应子牵引励磁机。但它们 的基本结构原理大致相同，这里仅对 GQL-45型感应子牵引励磁机作简要介 绍。GQL-45 型感应子励磁机是一台三相异极式轴向自通风他励交流发电机。输 出三相交流电后经励磁整流柜整流后供给牵引发电机励磁绕组。该型电机 的励

16、磁绕组和电枢绕组都装在定子上，转子上没有绕组，不需要电刷和滑 环，因此没有滑动接触部件。定子部分有机座、定子铁心、励磁绕组、电枢绕组、端盖组成；转子部分 有转轴、转子铁心、风扇等组成。定子铁心是由硅钢片叠压而成的，在其 内圆周上开有放置励磁绕组的大槽和放置电枢绕组的小槽；转子有齿形冲 片叠压而成。当发电机定子上的励磁绕组输入直流励磁电流时，在电机内就建立了主磁 场，由于转子上齿的部分磁通大，槽的部分磁通小，因此当转子均匀转过 一齿一槽时，磁通大小就经历了一个周期变化。这个交变的磁场作用于电 枢绕组上便产生出交变电动势。六、步进电动机 步进电动机是一种把电脉冲信号转变成角位移或直线位移的执行元件

17、，又 称脉冲电动机。他和司机控制器、无级调速驱动器配合使用。步进电动机 通过伞形齿轮、蜗轮蜗杆传动，直接控制联合调节器中配速活塞升、降及 行程，从而控制柴油机的转速和输出功率，实现机车调速功能。一般电机是连续旋转的，而步进电机则是一步一步转动的。当控制绕组输 入一个脉冲时，步进电动机就转过一个固定的角度或一段直线距离。步进 电动机的转子做成多极，定子上嵌放有多相的控制绕组。定子上共有三对六个磁极，每两个相对的极上设有一相控制绕组，六个极上设置三相绕组 AA、BB'、CC',其A绕组和A绕组相差180度转角，A绕 组和B绕组及C绕组均相差120度,转子上无绕组，其磁场的有无和极性

18、都 取决于定子磁场，转子实质上又起磁轭作用。当只有 A 相绕组通电时，转子受 A 相激磁磁场作用（使磁路磁导最大）而 转至与 A 相对齐的位置；当 A 相断电， B 相通电时，转子顺时针方向转过 60°角，使其轴线与 B 相对齐，即步进电动机前进“一步”该转角60°就称为步距角。如按A-B-C-A相序供电，转子将以步距角60°的步伐一步 一步地顺时针转动。若要改变转向，只需改变三相控制绕组电脉冲的相序 , 即按A B A相序供电即可。电机转速咼低取决于电脉冲频率。 第三节机车电器（东风 4 型内燃机车电传动 P72） 在内燃机车上使用的电器统称为机车电器，它是组成

19、机车电传动系统的基 本元件，主要起着切换、检测、控制、调节和保护作用。DF4等型机车上采用的是国产化电器， 近几年， 为满足机车大功率重载的需要，在 DF8B、 DF11等型机车上其主要大电器采用了引进美国GE技术的国产化电器，控制电器采用了德国沙尔特宝电器。在内燃机车上使用的电器归纳起来主要分为有触点电器和无触点电器两大 类。一、有触点电器（一）有触点电器的基本构造和作用原理 有触点电器主要包括接触器、组合式电器、司机控制器、继电器及各开关 等；此类电器最基本部分有触头、驱动装置和灭弧装置三部分组成。1、触头 在电器上接通和断开电路的器件叫触头 , 其职能是执行驱动机构的指令 ,完 成电路的

20、接通或断开任务。按在电路中用途不同 , 触头分为主触头和辅助触头。 按工作状态分为常开触头 （亦称动合触头 , 线圈无电时处于断开的触头 ）和 常闭触头 （ 亦称动断触头 , 线圈无电时处于闭合的触头 ）, 常开辅助触头又叫 正联锁 , 常闭辅助触头又叫反联锁。在机车电路图中, 常开触头标注在导线的左边或下边 , 常闭触头标注在导线的右边或上边。 按接触形式还分为点接触、线接触和面接触三种。 点接触:触头间是点与点的接触 , 多用于 10安以下的继电器和接触器的辅助 触头 ,一般在控制电路或辅助电路中采用。线接触 : 触头间是线与线的接触 , 多用于几十安到几百安电流的电路中 , 一 般在主电

21、路的接触器和组合式电器上采用。面接触:触头间是平面与平面的接触 , 多用于大电流的电器 , 如闸刀开关。2、驱动装置 在电路中驱动电器接通或断开电路的装置。一般有电磁驱动装置和电空驱 动装置两种。电磁驱动装置又称电磁机构 ,是一种把电磁能转变为机械能的装置 , 主要用 于电磁接触器、电磁继电器和电空阀等电器上。电磁机构主要有线圈、铁 心、磁轭、衔铁等组成 ; 当线圈通电后 , 就会产生磁场 , 磁通沿铁心、磁轭、 衔铁、空气隙及铁心形成一个闭合回路 , 衔铁处在磁场中受到电磁吸力的作 用被吸向铁心 , 从而驱动电器。电空驱动装置由电空阀和风动装置两部分组成，电空阀主要由电磁机构和 阀门两部分组

22、成。 （图）当线圈中有电流流过时 , 衔铁被吸下 ,通过阀杆克服弹簧的推力 , 将上阀压 贴在阀座上 , 同时通过顶针将下阀推离阀座 , 打开压缩空气进入风动装置气 缸的通路 , 同时也关闭风动装置气缸至大气的通路。当线圈无电流时 , 下阀在弹簧力的作用下与阀座贴合 ,同时通过顶针将上阀 推离阀座 , 使下阀切断压缩空进入风动装置气缸的通路 , 而上阀却打开了风 动装置气缸通向大气的通路 , 气缸内的压缩空气由此排向大气。3、灭弧装置在内燃机车上 , 许多电机电器的绕组线圈都是电感线圈 ,因此在电器触头断 开的瞬间 , 要产生较大的自感电动势 , 这种电势要比电路电压高许多倍 , 在 触头间形

23、成高电压 , 将空气中的中性离子电离成阴阳离子 , 阴阳离子又在高 电压的作用下高速运动 , 相互摩擦而形成电弧。电弧是一种强烈的放电现象 , 它会产生高热而烧坏触头 , 所以必须设置灭弧 装置将它熄灭。东风 4型机车上的接触器主要采用电磁灭弧装置 , 即磁吹灭弧装置。磁吹灭 弧装置由灭弧线圈、灭弧铁心、导磁板、灭弧角、灭弧罩等组成。 灭弧线圈与接触器主触头的电路相连 , 触头接通时 , 灭弧线圈有电流流过 , 在导磁板上形成磁极 , 磁板之间即触头之间产生磁场；形成电弧的载流子就 会在磁场的作用下 , 被拉向灭弧罩 , 一是使电弧拉长 , 二是经灭弧罩绝缘板 割断 ,达到灭弧和保护触头的目的

24、。（二）接触器（东风 4 型内燃机车电传动 P75） 接触器是一种用来控制主电路、辅助电路和励磁电路的自动切换电器，其 特点是能开闭较大电流的电路 , 并可频繁操作和远距离控制，内燃机车上采 用了电磁接触器、电空接触器和组合接触器。1、电磁接触器 电磁接触器主要由电磁驱动装置、主触头、辅助触头、灭弧装置及支架等 组成。东风4型内燃机车上采用的电磁接触器为国家标准的CZO系列直流电磁接触器，其规格、数量及用途如下 :（1）CZO-400/10电磁接触器两个，分别是启动接触器（QC）和主发励磁接触 器（LC），其额定电流为400A。（2）CZO-250/20电磁接触器两个，分别是控制风泵电机电路的

25、 YC和YRC自 93年后生产的机车已取消 YRC。其额定电流为250A。（3） CZO-40/20电磁接触器六个，分别是启动滑油泵接触器 （QBC）、燃油泵 接触器（RBC）、辅助发电接触器（FLC）、固定发电接触器（GFC）、励磁机励磁 接触器（LLC）和故障励磁接触器（GLC）。其额定电流为40A。CZO-40/20 接 触 器主 辅 触头均采 用 双断点桥式触 头。 CZO-400/10 和 CZO-250/20 接触器主触头是用镉铜制成，以增加耐电磨损的单断点结构 , 辅助触头也均采用双断点桥式触头。较大容量的CZO-400/10和CZO-250/20 接触器线圈为串联双绕组吸引线圈

26、 , 即把线圈分成线径不同的两个线圈、三 个抽头。2、电空接触器 电空接触器是借助于空气压力来驱动动静触头闭合的一种接触器。( 工作原理见驱动装置 )；东 4 风型机车上共有 13 个电空接触器 :(1) TCK3-820/770 型电空接触器 7个, 其中牵引电动机接触器 (1-6C)6 个, 电阻制动励磁接触器 (ZC)1 个。(2) TCK-800/770型电空接触器6个(1-6RZC),分别控制电阻制动扩展电路 的切换, 电空接触器主要由电空驱动装置、主触头、辅助触头及灭弧装置等部件组 成。当电空阀得电时 , 压缩空气经电空阀进入风缸并作用于活塞和动作杆上 使动静触头闭合 , 接通主电

27、路，辅助触头作相应动作 , 接通和断开相关电路。 当电空阀失电时 , 风缸内的压缩空气经电空阀排出 , 使动静触头断开。3、组合接触器东风 4型内燃机车上装有 2 台组合接触器 (1-2XC) 用来控制牵引电动机的两 级磁场削弱电路。组合接触器主要由电空驱动装置、主触头系统、辅助触头系统等组成；两 侧对称布置 , 每侧有三对主触头 , 每侧触头由同一个电空阀及风动装置控制 其静触头为一、二级磁场削弱的公共触头。当其中一个电空阀线圈得电时 , 压缩空气便进入同侧风缸 , 推动活塞及连杆 并带动该侧方轴转动，使该侧三对触头闭合 , 同时完成 3 台牵引电动机的一 级磁场削弱；当另一个电空阀线圈得电

28、时 , 又使另一方轴转动 , 使另侧三对 主触头也闭合 , 完成三台牵引电动机的二级磁场削弱。当电空阀线圈失电时 关闭了气缸进风通路 , 在复原弹簧的作用下 , 方轴反响转动 , 主触头断开。 由于组合接触器开断的是一组电阻电路，且两触头间所承受的电压较低 (不 足 10 伏), 触头断开时电流不大 , 所以不设灭弧装置。(三) 转换开关东风 4 型内燃机车上装有四个转换开关，两个用于改变机车前进与后退运 行方向的开关 (1-2HKf) ，两个用于改变机车牵引与电阻制动运行工况的开 关(1-2HKg)。转换开关为电空驱动式组合电器，依靠电空阀的开闭 , 用压缩空气驱动风动 机构实现转换 ; 电

29、空驱动装置有两个电空阀和一个单缸双工作面的气缸组 成；转换开关还设有手动装置 , 将转换开关扳至中间位置时 , 动触头与两边 的静触头均不接触 , 便于查找故障 ; 转换开关只有两个工作位置 , 当一侧电 空阀得电后 , 压缩空气进入同侧气缸 , 推动活塞移动 , 使转轴转动 , 将同侧 6 对主触头断开 , 而另一侧的 6 对主触头闭合，电空阀失电后 , 转换开关工作 位置不变，每两层主触头控制一台牵引电动机。转换开关 1-2HKf 和 1-2HKg 电空阀线圈得电与否，由司机控制器的换向手 柄操纵 , 从而控制机车运行方向和工况。（四）司机控制器司机控制器SK是司机操纵机车的一种组合式手动

30、电器，为一种凸轮结构的 多位置远程控制电器 ; 主要有控制装置换向装置、定位装置和机械连锁装置 等部件组成。司机控制器有两个操纵手柄 ,换向手柄设有 “前制”、“前进”、“0”、“后退”、 “后制” 5各位置， 通过开有不同缺口的 4个凸轮,操纵 4对触指,使其按预 定的规律闭合和断开，从而控制1-2HKf和1-2HKg电空阀线圈电路,用以改 变机车牵引、制动工况和前进、后腿方向，实现机车运行状态的改变；主 手柄设有“ 0”、“ 1 ”、“降”、“保”、“升” 5 各位置,通过开有不同缺口的 7 个凸轮使 7对触指（其中 2对备用 ,不接线）按预定的闭合和断开次序来控制 电路；在牵引工况 ,

31、变换主手柄的位置 , 即可控制柴油机的转速和功率 , 从而 控制机车的牵引力和速度 ; 在电阻制动工况 , 变换主手柄的位置可以控制柴 油机转速 , 从而控制电阻制动功率。为确保运行中操纵安全 , 在主手柄和换向手柄之间设有机械联锁装置。 主手柄各位置的作用 :“ 0”位:SK9号触指闭合，柴油机保持最低转速 430r/min,启动柴油机时主 手柄放置该位。“ 1”位:SK5号触指闭合，柴油机维持最低转速，机车加载，使列车平稳起动， 而 "0" 位则不能。“降”位:SK5.6号触指闭合，因SK8号触指断开，柴油机转速不断下降，直至 最低转速 430r/min 。“保”位 :

32、SK5、6、8 号触指闭合 , 柴油机转速稳定进入该位之前的转速。 “升”位 :SK5、6、7、8 号触指闭合 , 柴油机转速不断上升 , 直至最高转速 1000r/min 。主手柄至“降”或“升”位时 , 松开手柄均能自动回保“保”位。（五）继电器 继电器是传递信号的小容量自动开关电器，按用途分为控制继电器和保护 继电器两类，主要由测量机构和执行机构两部分组成。1、空转继电器东风4型内燃机车上装有三个空转继电器1-3KJ，用于监视机车轮对空转。主要由线圈、动铁心、静铁心、磁轭、衔铁等组成。空转继电器线圈两端跨接在两台牵引电动机励磁绕组和电枢绕组之间，动作值为0.5A 。当机车动轮发生空转时，

33、能迅速向司机发出警告信号，以便采取措施及时消除空 转。2、接地、过流及制动过流继电器 这三种继电器都是主电路保护电器，结构基本相同，与空转继电器结构相 似，但增加了机械锁闭装置，靠机械结构自锁，动作后必须人工搬动解锁 才能恢复。接地继电器DJ:当机车主电路某点接地且流过继电器线圈电流达到0.5A时,继电器动作，切断LC线圈电路，柴油机卸载。过流继电器 LJ: 用来监视牵引电动机环火、整流元件短路及牵引发电机过 流。当整流电流达到6500A时，流过继电器线圈电流为 6.5A，继电器动作， 切断LCL、LC线圈电路，柴油机卸载。制动过流继电器 ZLJ: 在电阻制动工况时，保护制动电阻不致因电流过大

34、而 烧损；当流过制动电阻上的电流超过 650A 时，流过继电器线圈的电流为 100mA继电器动作，中断电阻制动。风速继电器FSJ:它是差动继电器，驱动装置为电磁机构，有两个匝数绕向 相同的线圈，两台制动电阻通风机电机电流分别以正、反向流过这两个线 圈。当两台电机电流不平衡差值达到33A时，继电器动作，切除电阻制动。3、中间继电器中间继电器是一种控制电器，主要由线圈、铁心、磁轭、衔铁、触头等组 成，上三排常开触头，下两排为常闭触头。东风 4 型内燃机车上装有 5 个 中间继电器 1-5ZJ， 1ZJ 用于机车平稳启动，防止高手柄位起车； 2ZJ 接受 水温继电器 WJ控制，用于柴油机冷却水温保护

35、；3ZJ用于柴油机高转速滑油压力保护；4ZJ接受差示压力计CS控制，用于柴油机曲轴箱防爆保护； 5ZJ 用于故障励磁。4、油压继电器 油压继电器是一种用来反映柴油机机油系统压力数值的保护继电器。当机 油压力低于规定值时，油压继电器释放，使柴油机卸载或停机，以保护柴 油机各摩擦表面不致因润滑不良而损坏。东风 4 型内燃机车上装有两种结构相同而动作值不同的 4 个油压继电器 1-4YJ，其中1-2YJ动作值为100kPa,释放值为80kPa,用于机油压力低于 80kPa时对柴油机执行停机保护。若启机时机油压力升不到1OOkPa或运转过程中机油压力低于 80kPa, 1-2YJ释放，其触头切断电磁联

36、锁DLS线圈电路，喷油泵齿条拉回到停机位，柴油机停机。3-4YJ动作值为180kPa，释 放值为160kPa,用于柴油机高转速时滑油压力保护。 柴油机转速在730r/min 以上时，若因某种原因使机油压力低于 160kPa时，3-4YJ释放，切断LLC LC线圈供电电路，柴油机卸载。5、温度继电器 温度继电器是一种保护继电器，用来防止柴油机冷却水温度过高。主要由 温包、波纹管、推杆、拉伸弹簧、杠杆及触头等组成。当柴油机冷却水温度达到88C时，水温继电器 WJ常开触头闭合，经 810s延时后2ZJ得电 吸合，切断LLC LC线圈供电电路，柴油机卸载。运用中应注意检查整定值是否符合规定，电路联线完

37、好，金属毛细管、波 纹管室处无漏泄。二、无触点电器东风 4 等型内燃机车上使用的无触点电器有时间继电器、电压调整器、过 渡装置、无级调速驱动器等。（一）时间继电器东风 4 型内燃机车上装有二个结构相同而调定值不同的延时吸合时间继电器1SJ、3SJ。1SJ用于控制启动接触器 QC延时（45-60S ）吸合，3SJ用于 控制2ZJ延时（8-10S ）吸合。时间继电器主要由稳压电源延时触发电路和晶闸管等组成。它是利用电容 充电达到单晶管峰点电压所需的时间来获得规定延时，该时间长短可通过 电位器进行调节，顺时针旋转延时加长，反之延时缩短。2、电压调整器电压调整器 DYT 用于自动调节启动发电机的励磁电

38、流，使启动发电机在较 大的转速变化范围内无论是空载还是满载，其输出电压均保持于（110± 2）V。内燃机车上装用的电压调整器有西安厂生产的T674型和永济厂生产的8Q6型两种。现扼要介绍西安厂电压调整器工作原理。电压调整器主要由晶闸管 KG1 KG1触发电路、KG关断电路（即互相关电路） 三部分组成。主晶闸管KG1是QF励磁电路的开关，当 KG1导通时，则QF获得较大的励 磁电流，QF感应电势迅速增大；反之，若 KG僧断，则QF失去励磁电流， 其感应电势将迅速下降。当QF电压低于110伏时，KG1获得触发信号而导通，QF获得励磁电流使电 压上升，同时也为关断 KG1做好准备；当QF电

39、压咼于110v时，副晶闸管KG2导通，KG1被KG2关断，QF励磁绕组F1F2基本上失去励磁电流，QF电 压下降。当QF电压低于110V时，又重复上述过程，QF电压总是在110伏上下波动，当晶闸管开关转换频率很高时，启动发电机QF输出电压UQF便稳定于（ 110± 2）伏范围内。东风 4 型内燃机车上装有两套电压调整器。当一套电压调整器故障时，可断开5K，将加装电压调整器的转换开关从“原装位”拨至“加装位” ，闭合 加装电压调整器上的自动开关， 闭合5K，用另一套电压调整器控制 QF输出 电压。3、过渡装置 过渡装置的功用是根据测速发电机提供的信号，自动控制牵引电动机的磁 场消弱。为

40、了扩大机车恒功率运行速度范围，充分利用功率，除专用调车机车外的 其它型内燃机车上，均安装了磁场消弱装置。磁场消弱的控制有自动和手 动两种方法。手动控制是通过搬动转换开关来实现的，而自动控制是通过 过渡装置或微机实现的。东风 4 型内燃机车采用了两级磁场削弱，其自动控制是通过过渡装置完成 的。该过渡装置由监测装置、晶体管开关电路、执行继电器等组成。东风 8型内燃机车采用了一级磁场削弱，其自动控制是通过微机完成的。4、无级调速驱动器 无级调速驱动器与司机控制器、传动机构组成无级调速装置。 司机控制器主手柄控制步进电机的转向和开停，通过伞型齿轮，再带动蜗 轮、蜗杆使联合调节器塔形弹簧发生变形，控制配

41、速活塞的上升与下降， 从而调节柴油机的转速。步进电机BD需要三相电脉冲才能转动，其转动方向取决于三相电脉冲的相 序，转速取决于三相电脉冲的频率。无级调速驱动器（俗称电子箱）的作 用就是将机车上110V直流电源转换成可控三相脉冲电源， 供步进电机使用， 控制柴油机转速。无级调速驱动器主要由低压直流电源、脉冲发生器、环形分配器、防干扰 和保护电路等组成。脉冲发生器发出使步进电机顺时针转动或逆时针转动 的升速或降速脉冲信号后，经环形分配器（控制步进电机三相绕组通断电 规律，以实现步进电机的正传、停止、反转） ，使步进电机按“三拍制”方 式向励磁绕组供电，从而使电机转子转动。无级调速驱动器升、降速脉冲

42、的发出由司机控制器主手柄操纵SK7、8 号触指控制。SK7号触指称升速触指，此触指闭合时，驱动器中升速脉冲发生器 发出升速脉冲，最终使柴油机升速；此触指断开时，则停止发出升速脉冲， 柴油机停止升速。SK8号触指称降速触指，此触指断开时，驱动器中降速脉 冲发生器发出降速脉冲，使柴油机降速；此触指闭合时，则停止发出降速 脉冲，柴油机停止降速。当司机控制器主手柄在“ 0”、“1”、“降”位时， SK7、8 号触指均不闭合， 降速脉冲发生器不断向环形分配器发出降速脉冲，使步进电机不停地逆时 针旋转，通过伞形齿轮、蜗轮、蜗杆，使配速活塞上移，柴油机转速下降。 随着蜗杆的上升，最低转速限制螺钉插入蜗杆底面

43、的限制小孔，涡轮受阻 不再转动，步进电机欲反转而转不动，柴油机在最低转速运转。 当主手柄移至“升位”时， SK7、8 号触指均闭合， SK8 号触指闭合停止降 速脉冲发生器工作，而 SK7 号触指闭合使升速脉冲发生器工作，不断向环 形分配器发出升速脉冲，使步进电机不停地顺时针旋转，配速活塞下移， 柴油机转速上升，直至最高转速限制螺钉插入蜗杆顶面的限制小孔，柴油 机保持最高转速运转。当主手柄置“保”位时， SK7、8 号触指断开， SK8 号触指闭合，升、降速 脉冲发生器均不工作，环形分配器既无降速脉冲也无升速脉冲，步进电机 处于“锁死”状态，配速活塞稳定在某一位置，柴油机也稳定在某一转速 下运

44、转。无级调速装置的最终目的是使步进电机旋转，经伞形齿轮、蜗轮的传递， 转换成蜗杆升降速运动，并控制联合调节器配速活塞的升或降。由于步进 电机的步距角很小 （只有 3度或 1.5 度）,经伞形齿轮、 蜗轮、蜗杆变速后， 对配速活塞的升降行程的影响很小，而且只要停止发出升降速脉冲，步进 电机就可稳定停留在任何位置，所以能控制柴油机转速，达到无级调节目 的。第四节DF4机车电路图 电流所经过的路径叫电路，用规定的电工符号代替具体的电路所形成的图 形叫电路图。内燃机车的电机、电器、仪表、接线柱以及它们之间的电器 连接就构成机车电路图。东风 4 型内燃机车电路图介于原理图和配线图之间，依据国际规定的符号

45、 绘制，主要由主电路、励磁电路、辅助电路、控制电路以及照明电路等五 大部分组成。识别电路图的基本步骤：司机进行了哪些操作，手动电器处于何种组合状 态，哪些电器线圈得电或失电，得、失电电器对应的主触头和联锁处于闭 合还是断开状态，依据联锁表示法则（上反下正、左正右反）判定电器的 正反联锁，根据正反联锁定义确定触头的通断，最后分析哪些电路进行了 相应的工作。所谓电器的正联锁是指电器线圈在不得电情况下， 触头处于断开的联锁 （得 电后闭合）；所谓电气的反联锁是指电器线圈在不得电情况下，触头处于闭 合的联锁（得电后断开） 。一般情况下，接触器主触头都处于断开状态（都 视为正联锁）。接线柱表示方法：用分

46、式表示，分子表示接线柱的排号，分母表示接线柱在该排中的顺序号；第I、H操纵台内的接线柱分别在排号数字前加1、1字；动力室接线柱以 X50/1-22 中的任意一个表示。东风 4 型内燃机车电路的主要特点：1、1-2HKf 触头在图中所示的状态是 “前进”位。当换向手柄置 “后退”位， 图中 1-2HKf 的闭合触头将是断开的，而断开的触头则是闭合的。2、1- 2HKg触头在图中所示的状态是“牵引”位。当转换手柄置于“制动” 位时，图中1-2HKg的闭合触头将是断开的，而断开的触头则是闭合的。3、电路图中各电机、电器以及仪表等均处于无电或未受外力作用状态。4、电路图中没有表示某些电器的机械联锁。5

47、、电路图中柴油机处于停机状态，各油、水、空气压力均为零。6、各温度监测电器监测的是正常温度。一、柴油机启动电路1 、准备工作（ 1 ）机车柴油机整备良好，并将燃油、滑油和水系统各阀均置于运转位。（2）使盘车机构脱开，ZLS盘车联锁闭合。（3）闭合蓄电池闸刀 XK和各电路自动开关 DZ以及总照明开关ZMK（4）主手柄置“ 0”位，换向手柄置“中立”位。（5）打开琴键开关机械锁，闭合 1K、12K，操纵台上仪表显示：蓄电池电 压96v,充放电电流处于放电（约 10A） , 7XD亮，油、水温度均在 20C以 上。2、启动操作：（1）打滑油：闭合启动泵开关 3K,滑油泵继电器 QBC得电动作，其主触

48、头闭合，接通启动滑油泵电机 QBD电路，QBD带动启动泵工作，对柴油机进行 预润滑（当机油压力上升到显示时，断开3K）。其电路： QBC得电电路：XSX313 3K RBC反 QBC线圈XIXC QBD工 作电路：XC XK 3R» QBC主 QBD电机XK XC（2） 甩车：若柴油机停机时间较长，应进行“甩车”，排出气缸内油、水 凝结物，防止发生“油槌”或“水槌”事故。甩车时，打开各气缸示功阀，主手柄置“ 0”位，闭合1K,按1QA QC得电动作，其主触头闭合，接通蓄电池向启动发电机供电电路，启动发电机作为串励电动机带动柴油机转动，转 3-5圈后松开1QA甩车完毕，关闭各示 功阀。

49、若甩车过程中有油柱或水柱从示功阀中喷出，严禁启动柴油机；甩车时电路不受1SJ控制。其电路： QC电路：XSXKH131QA>ZL4 FLC反QC线圈RBC反 XIXC QD 电路：XC XK QC主 QF 电机XK XC(3) 打燃油：闭合4K,然油泵继电器RBC线圈得电吸合，其主触头闭合， 接通然油泵电动机1RBD或 2RBD电路，电机带动然油泵运转泵燃油。同时 1507-1515间RBC正联锁闭合接通无级调速驱动器 WJT电源，为柴油机调速 做准备；433-434间RBC反联锁断开启动滑油泵电路，不许手动打滑油； 428-2022间RBC反联锁断开，使 QC线圈受1SJ延时控制。其电

50、路： RBC电路:XCXK 1K 4K 4ZJ 反RBC线圈XK XC RBD电路 XC XK RBC主 3DZ (4DZ 1RBD( 2RBD XK XC(4) 柴油机启动电路： 在完成预润滑、 甩车及打燃油工作后， 启动柴油机； 按下1QA 1SJ和QBC同时得电，1SJ进入计时状态，QBC带动起动机油泵 运转自动打滑油，其电路： 1SJ 电路:XCXK 1K 1QA ZL4 FLC反1SJXK XC QBC电路:XCXK 1K 1QA ZL4 RBC正 QC反 QB( XK XC(QBD电路与打滑油电路相同)经45-60秒延时后，1SJ的晶闸管导通，QC得电吸合，其主触头接通蓄电 池向启

51、动发电机供电电路，QF电机作为串励电动机运转带动柴油机爆发启动，电路为：QC电路:XC XK 1K 1QA ZLS FLC Q( 1SJ XK XC(QC得电后，QF电机工作与甩车是相同)QC吸合后，其431-432间反联锁断开，切断 QBC线圈电路，QBD停止工作， 自动打滑油结束；而439-443间正联锁闭合，接通电磁联锁 DLS线圈电路， DLS动作使调速器动力活塞下方建立油压而进入正常工作。电路是：DLS电路:XC XK 1K 4K 4ZJQC DL4 XK XC柴油机在QF的驱动下，其转速达到 150-200r/min左右就可点火工作，主 机油泵取代起动机油泵对柴油机进行润滑， 当机

52、油压力达到100kPa以上时， 松开1QA柴油机启动完毕，QC 1SJ、QBC全部断电。松开1QA后，QC失电，DLS线圈电路由QC正联锁并联的1-2YJ联锁和经济 电阻Rdls维持供电，若机油压力低于80kPa时，1-2YJ自动断开，切断DLS 线圈电路，柴油机自动停机，达到低油压保护柴油机的目的。电路是：DLS电路:XC XKH1K 4K 4ZJRdls f 1YJ2YJ DLAXIXC（DLS线圈电路中串接 Rdls的目的是保护DLS线圈，减少工作时的通电电 流，延长使用寿命） 。二、柴油机启动后的辅助电路 柴油机启动后，操纵台上各仪表显示应符合： 机油压力表指示应大于 100kPa；

53、燃油压力表应为 150-250kPa ；油水温度应在20C以上。1 、启动发电机发电电路柴油机启动后，串励绕组 D1D2切断，闭合5K,FLC得电吸合，其主触头闭 合，将启动发电机他励绕组 F1F2及电压调整器 DYT接入,启动发电机开始 发电，在DYT的控制下，使其输出电压保持在（110土 2）V范围内，向蓄电 池充电，同时向低压用电设备及控制电路供电。其电路为： FLC 电路:XCXK 1K 4K 5K GFC反 FLC 线圈XK XC QF励磁电路:XC XK 1DZFLC正FLC正QFF1F DYT>XK XC QF发电电路：QFM®2RDNL RC 1R»3

54、FLXK XC XK QFS22、启动发电机固定发电电路F正常发电时，DYT中的主晶体管工作在高速开关状态，并自动调节QF励磁电流的平均值，使输出电压稳定在（110 土 2）伏下。若 DYT发生故障， 启动发电机停止发电，便要进入固定发电状态；此时闭合8K,使固定发电继电器GFC得电吸合，其主触头闭合，QF改为固定发电。其电路：X5/2 X14/1 1K 15DZ 4K 5K GL（ GFC线圈8K X8/14XD（ XK 3FL 1DZ GF（ RgfQF 他励绕组GF（ XK XDC在固定发电情况下，启动发电机的电压是可变的；因E=C边n（E为发电机发出的电动势（电压）；Ce为电机常数，为

55、固定励磁电流产生的磁通，n为发电机转速 ） ，所以随柴油机的转速变化而变化；3、空压机泵风电路东风4型内燃机车设有两台空气压缩机，分别由空压机电动机 1-2YD驱动， 其任务是向机车总风缸泵风，使总风缸压力始终保持在750-900kPa，以供给车上风动电器和空气制动系统用风。空压机电动机由QF供电，因此只有启机后、辅助发电机发电时，才能工作。闭合10K, 1-2YD受风压开关YK自动控制，当总风缸压力低于 750kPa时， YK触头闭合，接通YC线圈电路，主触头闭合接通 1-2YD电路，开始泵风，6XD亮。当总风缸压力大于 900kPa时，YK触头断开，切断 YC线圈电路， 主触头断开 1-2

56、YD 电路，停止泵风， 6XD 灭。因此总风缸压力始终保持在 750-900kPa。若YK失控(风压低于750kPa时不闭合)，可按手动泵风按钮 2QA直接接 通1-2YD电路，观看风压表，压力达到 900kPa时，松开2QA如此重复操 作，以保证机车运行中的安全。三、机车走车电路 在学习走车电路时，首先掌握该电路中 5 个电器的得电顺序，以便于理解 和处理电路故障，其得电顺序是：HK" HKf LLC 1- 6CLC。1 、走车前的准备工作接地开关DK置工作位。故障开关1-6GK置运转位。油水温度在40C以上，各电压、电流表、仪表显示正常，自负荷开关1-6ZFK 置非工作位。磁场削

57、弱开关XKK置自动过渡位。闭合机控2K,工况转换手柄置“前进”或“后退”位。 电阻制动控制箱故障开关 GK置运行位(I位) 完成上述工作后，主手柄从“ 0”位提至“ 1”位，机车即可起动。 2、机车起动电路(以牵引、前进为例)(1) 1-2HKg (1)线圈电路：换向手柄移至“前进”位，SK2 3号触指闭合，SK3号触指接通1-2HKg电 空阀线圈电路， 1-2HKg 得电动作， 1-2HKg 牵引位 12 对触头闭合，使主电 路中1-6D电枢绕组A1B1与励磁绕组D1D2串联起来，将牵引电动机接成牵 引工况。X5/21K15DZ2K16DZX15/11 、12SK3 号触指 X15/9X3/1 1HKg (1 )、2HKg( 1)线圈X8/19(-)(2) 1-2HKf (1)线圈电路：主手柄从“ 0”位移至“ T位，SK5号触指闭合，接通1-2HKf (1)电空阀 线圈电路， 1-2HKf 得电动作， 1-2HKf 前进位 12 对触头闭合，使主电路中 1-6D 励磁绕组按前进运行连接，构成机车前进方向。X5/21K15DZ2K16DZX