机车总体及走行部基本知识

1机车总体及走行部基本知识目标：了解铁路运输在运输生产、铁路建设、节能减排和沿线绿化等方面的趋势发展；熟悉铁道机车在铁路运输中的地位；掌握电力机车和内燃机车的优劣势。（重点）2铁路运输在国民经济中的作用中国重要的基础工业之一就是铁路工业，铁路运输作为综合运输体系的主要一部分。铁路是国家重要的交通设施，是交通运输系统的骨干企业，是关系到国民经济发展的重要因素。其对国家的政治领域、经济领域、文化领域及国防建设与发展都起着重要的作用。与水路交通运输行业、公路交通运输方式、公路交通运输方式、航空交通运输方式及管道交通运输方式相比较，铁路交通运输方式具有速度快、运量大、全天候、成本低、运距远、安全可靠、节能环保、适应性强等优点。3运输生产4铁路建设全国铁路机车拥有量为2.1万台。其中，内燃机车0.81万台，占38.6%；电力机车1.29万台，占61.3%。全国铁路客车拥有量为7.2万辆。其中，动车组3256标准组、26048辆。全国铁路货车拥有量为83.0万辆。国家铁路机车拥有量为2.1万台。其中，内燃机车0.80万台，占38.3%；电力机车1.29万台，占61.6%。国家铁路客车拥有量为7.1万辆。其中，动车组3222标准组、25776辆。国家铁路货车拥有量为78.0万辆。5铁道机车在现代轨道交通运输中的地位电力机车特点：

功率大，速度快。机车的功率大小决定了它的

牵引力和运行速度。

热效率高，成本低。

综合利用资源，降低能源消耗。

清洁无污染。

维修便利，成本低。

工作条件舒适。6铁道机车在现代轨道交通运输中的地位内燃机车优点：热效率高、能耗低。投资少。具有可靠的电阻制动或液力制动。牵引性能好。起动加速快，降低运输成本。内燃机车新技术运用前景广阔。71.了解铁路牵引力概述。2.了解铁路机车的发展历史和不同阶段铁道机车技术特性。3.掌握电力机车牵引制式。8学习目标:模块2：铁道机车发展概况蒸汽机车机车的定义:机车一般是指牵引或推送铁路车辆运行，而本身不装载营业载荷的自推进车辆，俗称火车头，机车按运送每吨公里消耗燃料量计算，其是耗能最少的陆地运输工具。世界上最早出现的机车是蒸汽机车，以后又出现柴油机车、电力机车。10

机车是铁路运输的基本动力。由于铁路车辆大都不具备动力装置，列车的运行和车辆车站内有目的移动均需机车引或推送。因此，机车的保有数量、牵引性能、保养和检验质量以及正确的组织，对机车的运用，对于铁路能否完成和超额完成国家输运任务有很大的影响。

机车按原动力分为：蒸汽机车、内燃机车及电力机车。

机车按运用分为：客运机车、货运机车和调车机车。客运机车要求速度快，货运机车需要功率大，调车机车要有机灵活的特点。铁路牵引动力的基本形式1804年，英国工程师特里维雪克研制出一台单缸蒸汽机车。因为当时使用木材烧火作燃料，所以叫“火车”蒸汽机车12蒸汽机车英国人乔治·斯蒂芬森（铁路之父）研制了世界上第一部蒸汽机车。中国第一台蒸汽机车-“龙”号诞生于1881年。史蒂芬森驾驶“火箭号”1829年13内燃机车1）国产第一代内燃机车设计生产的5年（1964-1968）代表产品：东风、东风2、东风3、东风2增、东风增、东方红1等2）国产第二代内燃机车开发生产的20年（1966-1988）代表产品：东风4A、B、C、东风5、东风7、东风8、东方红3、北京等（北京型和东方红型都是液力传动内燃机车，目前已经逐步淘汰）。DF4B机车到1999年停产,DF4B型机车共生产了4000台左右。最大运用速度：120km/h

柴油机装车功率：2430kW

。内燃机车3）国产第三代内燃机车开发生产的10年（1989-1998）技术特征：中速柴油机匹配交直流电传动；采用微机控制；准高速机车采用牵引电动机架悬式转向架；代表产品：DF6、东风11、东风8B、东风4D、东风10F等DF4D机车:1996年12月,为满足1997年4月1日开始的铁路提速的迫切需要,大连厂专门开发出DF4D型提速客运内燃机车。机车最高速度开始为132km/h,后来提高到145km/h和170km/h。内燃机车4）国产第四代内燃机车开发生产的起步（1999-至今）技术特征：1、采用交直交电传动（直接采用第三代逆变器IGBT）；2、辅机交流电传动；3、机车微机控制；４、柴油机电子喷射(喷油量和时间由微机控制)；５、客运机车牵引电动机架悬、货运机车径向转向架。代表产品：捷力号（日本三菱公司IPM）、DF8CJ、DF8DJ（西门子IGBT功率模块）、HXN5（GE）、HXN3(北车大连机车及美国EMD共同研制),出口澳大利亚内燃机车（SDA1）和4400HP机车等。（DF8BJ牵引变流器采用GTO）内燃机车HXN5机车:由美国通用电气（GE）研制，透过技术转移的方式，由南车戚墅堰机车车辆厂制造。4660kW，最大起动牵引力为620kN，最大运用速度和最大恒功率速度为120km/h。到目前为止已经生产了570多台车。直流电力机车电力机车:1985年又研制成功了SS4型8轴货运电力机车，它是国产电力机车中功率最大的一种（6400kW），已成为中国重载货运的主型机车。韶山4(SS4)型电力机车是由各自独立且又互相联系的两节车组成，每节车均为一个完整的系统.轴式2（B0-B0）以后又陆续研制成功了SS5、SS6和SS7型电力机车。1994年研制成功了时速为160km的准高速四轴电力机车等。至此，中国干线电力机车已基本形成了4，6，8轴和3200kW、4800kW和6400kW功率系列。直流电力机车SS4B型电力机车直流电力机车电力机车:韶山8型快速客运机车，代号SS8。株洲电力机车厂于1994年研制成功，是用于准高速干线客运的交直传动相控电力机车，原设计用于广深线准高速铁路，现已用于我国主要干线电气化铁路快速客运，成为我国快速客运的主型机车。机车功率持续3600kW，最大速度170km/h，车长17516mm，轴式B0-B0，电流制为单相工频交流。韶山9型干线客运电力机车，代号SS9。六轴干线客运电力机车，牵引160km/h准高速旅客列车。第1，2台样机于1998年12月26日竣工完成。为了牵引秦沈线过境旅客列车需要，SS9机车投入批量生产，其中，SS9-0001——0043号机车为SS9型；2002年，株洲厂从0044号技术改造，主要对其通风方式，外形等方面进行了较大改动，形成了我们常说的SS9G机车。直流电力机车电力机车:韶山3B型重载货运电力机车，代号SS3B。2002年开发,一种12轴重载货运电力机车。该车由两节完全相同的6轴电力机车通过内重联环节连接组成，每节车为一完整系统。轴式2（C0-C0）韶山4改进型电力机车，代号SS4改。是在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，吸收了一些先进技术设计的。机车由各自独立的又互相联系的两节车组成，每一节车均为一完整的系统。它电路采用三段不等分半控调压整流电路。采用转向架独立供电方式，且每台转向架有相应独立的相控式主整流器，可提高粘着利用。机车功率持续6400kW，最大速度100km/h，车长2×15200mm，轴式2（B0-B0），电流制为单相工频交流。韶山4B型干线货运电力机车，代号SS4B，技术参数与SS4基本相同。直流电力机车SS3型电力机车22交流电力机车交流传动电力机车:和谐系列货运电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进先进技术，并国产化的新一代交流传动货（客）运机车。分为每轴1200kW的HXD1、2、3；1代表株洲电力机车厂(与德国西门子合作)；八轴,双节固定重联，单节车轴式Bo-Bo,轴式2（Bo-Bo）,总功率9600KW;2代表大同机车制造厂(与法国阿尔斯通合作)；八轴,双节固定重联，单节车轴式Bo-Bo,轴式2（Bo-Bo）,总功率9600KW;3代表大连机车制造厂(与日本东芝技术合作)。六轴，总功率7200KW,轴式,C0-C0交流电力机车交流传动电力机车:以及六轴，每轴1600KW的HXD1B/2B/3B(与加拿大庞巴迪合作)两代9600KW大功率机车。设计最高时速均为120km/h。2012年，新推出了专用于准高速客运的两款六轴机车，单轴1200kW，总功率7200kW的HXD1D、HXD3D机车，HXD3D型设计最高时速270km/h，最大运营速度160km/h。交流电力机车HXD1交流电力机车HXD2交流电力机车HXD3交流电力机车HXD1B交流电力机车HXD1C 交流电力机车HXD3C30CR200J动力集中型动车组（FXD1型）交流电力机车学习目标1. 掌握铁道机车构成、分类及主要功能2. 了解主型铁道机车的技术参数31模块3：机车构成和技术参数

机车构成电力机车的构成：电气部分：牵引电动机、牵引变压器、整流硅机组、各类电器等。

机械部分：车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置。

空气管路系统：风源系统、制动机管路系统、控制管路系统和辅助管路系统。33按使用场合可分为：工矿电力机车和干线电力机车两类。按传动形式分：（1）具有个别传动的电力机车：电力机车每一轮对都由单独的牵引电动机驱动。这些轮对称为动轮或动轴。（2）具有组合传动的电力机车：电力机车上某几个轮对互相连接成组，然后由一台牵引电动机驱动。按供电电流制-传动型式分：（1）直流供电-直流牵引电动机驱动的直直型电力机车；（2）交流供电-直（脉）流牵引电动机驱动的交直型电力机车；（3）交流供电-变流器环节-三相交流异步电动机驱动的交直交型电力机车；（4）交流供电-变频器环节-三相交流同步电动机驱动的交交型电力机车。电力机车的分类34内燃机车的构成：

内燃机车由柴油机（机车动力装置）、传动装置（电传动或液力传动）、车体及走行部（包括机车车架、车体、转向架等）、辅助和控制装置（包括机车燃油系统、机油系统、冷却系统、预热系统、制动系统、辅助传动装置）等组成。内燃机车内燃机车的分类方式如下：（一）按工作性能不同可分为：1、干线机车（包括货运机车和客运机车）2、调车机车3、内燃动车组（二）按传动方式不同可分为：1、机械传动内燃机车2、电力传动内燃机车3、液力传动内燃机车351）车体车体是电力机车上部车厢部分，有车厢体和底架组成。就其功能可分为司机室和机器间。1．司机室：乘务人员操纵机车的工作场所。现代干线运输电力机车设置两端司机室，可以双向行使，无需调头。2．机器间：用于安装各种电气和机械设备。一般分为若干个室，各类设备根据不同用途分室安装。机车机械部分各部分的功能362）转向架转向架即机车走行部分，它是机械部分最重要的组成部分，主要包括：1．构架：是转向架的基础受力体，也是各种部件的安装基础。2．轮对：是机车在线路上的行驶部件，由车轴、车轮及传动大齿轮组成。3．轴箱：用于固定轴距，保持轮对正确位置，安装轴承等。4．弹簧悬挂装置：也称一系弹簧。用于缓冲轴箱以上部件的振动，以减轻运行中的动作用力。5．齿轮传动装置：通过降低转速，增大转矩，将牵引电动机的功率传给轮对

6．牵引电动机：将电能变成机械能转矩，传给轮对。7．基础制动装置：是机车制动机制动力的部分，主要由制动缸、传动装置、闸瓦装置、制动夹钳、制动盘和制动闸片等组成。机车机械部分各部分的功能373）牵引缓冲装置

牵引装置即指车钩，它是机车与列车的连接装置，为了缓和连挂和运行中的冲击，设置缓冲器。4）车体与转向架的连接装置车体与转向架的连接装置也称二系弹簧悬挂装置，设置在车体和转向架之间。它是转向架和车体之间的连接装置，又是活动关节，同时承担各个方向力的传递以及减振作用。机车机械部分各部分的功能38机车型号说明例如某一机车：SS60033，字母和数字对应都代表什么意义？39机车型号说明（一）机车车型的构成1.机车车型由基本型号和辅助型号两部分组成。（1）基本型号我国制造机车的基本型号采用基本名称或基本代号表示，也可同时使用。1）基本名称用汉字表示，如东风、韶山、和谐、复兴。2）基本代号用车型名称每个汉字拼音的第一个大写字母表示，如DF、SS、HX、FX。

内燃机车的基本代号由动力类别和传动方式的两个大写汉语拼音字母组成。如，ND表示电力传动内燃机车；NY表示液力传动内燃机车。其中，N表示内燃机车；D表示电力传动；Y表示液力传动。

电力机车的基本代号由机车车轴数量和代表电源整流方式汉语拼音的大写字母组成。如，6C表示六轴硅半导体整流的电力机车；8K表示八轴可控硅整流的电力机车；6Y表示六轴引燃管整流的电力机车。其中，G表示硅半导体整流方式；J表示交－直－交变流方式；K表示可控硅整流方式；Y表示引燃管整流方式。40（2）辅助型号机车的辅助型号由车型顺序号和车型变型号组成。车型顺序号用阿拉伯数字表示，车型变型号用大写的拉丁字母表示。车型变型号位于车型顺序号之后，两者均写在基本型号的右下角。车型顺序号按该型机车设计或从国外进口的顺序依次排列。车型变型号按该型机车变型的顺序排列，如DF4B、SS3B。机车型号说明2.机车车号的编定我国制造的机车车号编码数字码，用四位阿拉伯数字表示。按一台机车编定车号的多节机车，应分别在每节机车车号后级以节号，节号分别用大写拉丁字母表示，由A起顺序排列，如HXD10096A，HXD10096B。机车轴列式机车轴式又称“轴列式”。用数字或字母表示机车走行部结构特点的一种方法。1、2、3表示走行部(转向架)随动轴数目A、B、C、D表示走行部(转向架)动轴数目(相应动轴数目为1、2、3、4)下脚"0"表示转向架轮对单轴驱动，一般为电传动;无下脚"0"表示转向架轮对成组驱动，一般为液力传动;“—”一字线表示二转向架间无活节联结;“+”表示二转向架间有活节联结。42机车轴列式1.两轴转向架——B：SS4改（B0-B0+B0-B0）、转向灵活,载重、长度、容积有限。432.三轴转向架——C：SS1,SS3、S3B、SS6、SS6B、SS9、HXD1B、HXD1C、HXD3。承重大、带负载能力强、过曲线能力差。机车轴列式44轴重是指机车在静止状态下，每个轮对作用在钢轨上的重量。轴重越大，机车每根轴所能发挥的黏着牵引力也越大。然而轴重越大，机车运行中对线路的影响和破坏性也越大。世界各国对轴重并无统一规定，视具体情况而定。一般速度低于100～120km/h的机车，轴重限制为22～23t；结构速度为160～200km/h的机车，轴重限制为19～21t；结构速度为200～250km/h的机车，轴重限制为16～17t。如果不符合这个限制，则需改变机车轮轴的配置。我国铁道机车轴重大多数在25t以下。HXD1/HXD2/HXD3型电力机车轴重：无配重（空车）为23t，加配重（满载）为25t。无配重（空车）为23t，加配重（满载）为25t。DF4型内燃机车轴重：无配重（空车）为23t，加配重（满载）为25t。机车轴重45单轴功率是指机车每根轮轴所能发挥的功率。单轴功率反映了机车牵引电动机和转向架的制造水平。在相同轴重下，单轴功率越大，机车所能达到的运行速度越高。单轴功率应根据运行速度和牵引力的设计要求而定。西欧各国发展的结构速度大于200km/h的机车，其单轴功率普遍大于1000kW；结构速度达到160km/h的机车，其单轴功率一般大于800kW；德国E120型电力机车，其小时制单轴功率达1400kW。我国电力机车单轴功率也在不断提高，SS4改型电力机车单轴功率为800kW，HXD3型电力机车单轴功率为1200kW。单轴功率46

机车构造速度（结构速度）是指转向架在结构上所允许的机车最大运行速度。结构速度也是反映机车和转向架设计制造水平的重要参数。在高速下运行的机车，同样必须保证运行的平稳性和各零部件的正常使用寿命，这就对转向架的结构、工艺等方面提出了更高的要求。

我国铁路的发展方向也是重载、高速，随着铁路的大提速，对机车速度的要求越来越高，SS4改型电力机车的结构速度为100km/h，SS9型电力机车的结构速度为170km/h，HXD1/HXD3型电力机车的结构速度为120km/h；时速160km/h的动力集中动车组（FXD1/FXD3型）于2019年1月已正式上线运营。

追求高速是世界各国普遍的趋势，德国ICE高速列车于1988年5月达到406.9km/h高速试验记录，法国TGV高速列车于2007年4月3日创造了574.8km/h的轮轨系列车的世界高速记录。机车构造速度（结构速度）47车型

项目HXD1（25t轴重）HXD1C（23t轴重）HXD3（23t轴重）FXD1DF4D制造年代20072007200720181996轴列式2(B0-B0)C0-C0C0-C0B0-B0C0-C0机车总重量（KN）2000138013807801380轴重（kN）250230230≤195230机车宽度（mm）31003100310031053100机车落弓高度（mm）41034745477040304755（最大）车钩中心线距（mm）3522222670208461933621100车钩中心线高度（mm）880±10880±10880±10880±10880±10固定轴距（mm）28002250+20002250+200029001800+1800轴距（mm）28002250+20002250+20002