鐵路機(jī)車車輛 第八章 內(nèi)燃機(jī)車

鐵路機(jī)車車輛北京鐵路局石家莊職工培訓(xùn)基地主講：邢建章職務(wù)：工程師E-maiI:xingjz55@2/5/20231第八章內(nèi)燃機(jī)車教學(xué)重點(diǎn)了解內(nèi)燃機(jī)的分類、型號幾功率教學(xué)難點(diǎn)掌握柴油機(jī)的工作原理

本課題重點(diǎn)與難點(diǎn)2/5/20232第八章內(nèi)燃機(jī)車第一節(jié)內(nèi)燃機(jī)車概述機(jī)車按牽引動力的不同分為蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車是以內(nèi)燃機(jī)作為原動力，通過傳動裝置驅(qū)動車輪的機(jī)車。根據(jù)機(jī)車所用內(nèi)燃機(jī)的種類，可分為柴油機(jī)車和燃?xì)廨啓C(jī)車。在中國，內(nèi)燃機(jī)車由于使用柴油機(jī)，所以在介紹內(nèi)燃機(jī)車時(shí)一般都是指柴油機(jī)車（右圖電傳動內(nèi)燃機(jī)車外型圖）。

東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車東風(fēng)5型內(nèi)燃機(jī)車2/5/20233當(dāng)柴油機(jī)的燃料在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)，所產(chǎn)生的高壓高溫氣體在汽缸內(nèi)膨脹，推動活塞往復(fù)運(yùn)動，并通過曲軸將往復(fù)運(yùn)動變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，這樣燃料的熱能就轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。柴油機(jī)發(fā)出的動力傳輸給傳動裝置，通過對柴油機(jī)、傳動裝置的控制和調(diào)節(jié)，將適應(yīng)機(jī)車運(yùn)行工況的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩再送到每個(gè)車軸齒輪箱驅(qū)動機(jī)車動輪，使機(jī)車運(yùn)行，動輪產(chǎn)生的輪周牽引力傳送到車架，由車架端部的車鉤變?yōu)橥煦^牽引力來拖動或推送車輛。各種柴油機(jī)都用一定的型號來表示，如16V240ZL型柴油機(jī)，表示16個(gè)汽缸V型排列，缸徑240mm，設(shè)有渦輪增壓器和中間冷卻器。

內(nèi)燃機(jī)車的傳動裝置有電傳動和液力傳動兩種，二者在結(jié)構(gòu)原理和運(yùn)用維修上都有較大的區(qū)別。

內(nèi)燃機(jī)車具有獨(dú)立性強(qiáng)，線路投資小、見效快，整備時(shí)間短，啟動、加速快，運(yùn)行交路長，單位功率重量輕，勞動條件好，可實(shí)行多機(jī)連掛牽引。2/5/20234電力傳動根據(jù)電機(jī)型式的不同，可分為直流—直流電力傳動、交流—直流電力傳動、交流—直流—交流電力傳動等類型。與傳統(tǒng)的直流牽引電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相比，交流傳動機(jī)車具有以下優(yōu)良性能：軸功率大，粘著利用率高；異步電動機(jī)可靠性高；機(jī)車動力學(xué)性能好；利用率高，節(jié)能效果好；主要零部件可以少維修和無維修。

2/5/20235一、我國內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展中國第一臺自己制造的內(nèi)燃機(jī)車是1958年大連機(jī)車車輛工廠仿照前蘇聯(lián)ТЭ3型電傳動內(nèi)燃機(jī)車試制成功的。它就是“巨龍”號電傳動內(nèi)燃機(jī)車，后經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)定型，命名為東風(fēng)型并成批生產(chǎn)。1.第一代2/5/2023658年，北京二七機(jī)車廠試制成功“建設(shè)”號電傳動內(nèi)燃機(jī)車。戚墅堰機(jī)車車輛廠也試制成功“先行”號電傳動內(nèi)燃機(jī)車，但這兩種車都沒有批量生產(chǎn)2/5/20237四方機(jī)車車輛工廠也于1958年開始設(shè)計(jì)，1959年試制成功中國第一臺液力傳動內(nèi)燃機(jī)車，當(dāng)時(shí)命名為“衛(wèi)星”號，代號NY1。后經(jīng)過長期試驗(yàn)和多次改進(jìn)，定型為東方紅型，于1966年成批生產(chǎn)。2/5/202382.第二代：比第一代機(jī)車功率大，能是因各種不同用途的種類機(jī)型號，機(jī)車運(yùn)用可靠性、耐久性也有了明顯提高。DF4、BJ型北京型是二七機(jī)車工廠1970年開始試制，1975年批量生產(chǎn)的四軸干線客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車標(biāo)稱功率1500kW，最大速度120km/h，車長15045mm，軸式B-B。2/5/20239東方紅型內(nèi)燃機(jī)車的型號較多，有東方紅1型、東方紅2型、東方紅3型、東方紅4型、東方紅5型、東方紅6型、東方紅7型、東方紅21型等。東方紅1型是四方機(jī)車車輛工廠1959年試制，1964年批量生產(chǎn)的干線客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車，機(jī)車按雙機(jī)聯(lián)掛設(shè)計(jì)，也可以單機(jī)使用。前73臺的機(jī)車標(biāo)稱功率是1060kW，最大速度140km/h，車長16550mm，軸式B-B。后36臺的機(jī)車標(biāo)稱功率增加到1220kW，最大速度降為120km/h，其他不變。2/5/202310東方紅2型1966年由四方機(jī)車車輛工廠按客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車設(shè)計(jì)制造的，機(jī)車功率為1470kW，只試制了一臺。1972年資陽內(nèi)燃機(jī)車廠和四方機(jī)車車輛工廠共同設(shè)計(jì)，1973年資陽內(nèi)燃機(jī)車廠試制投產(chǎn)的東方紅2型，已改為調(diào)車用的內(nèi)燃機(jī)車，機(jī)車標(biāo)稱功率是650kW，最大速度62km/h，車長12400mm，軸式B-B。2/5/202311東方紅3型是四方機(jī)車車輛工廠1976年開始制造的干線客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車，機(jī)車標(biāo)稱功率是730×2kW，最大速度120km/h，車長17970mm，軸式B-B。機(jī)車的動力裝置是兩套相同而獨(dú)立的機(jī)組，可以使用其中任何一套或兩套同時(shí)工作。1987年，該廠還制造了兩臺機(jī)車標(biāo)稱功率為820×2kW的東方紅3型。2/5/202312東方紅4型從1969年到1977年共制造了5臺，沒有進(jìn)行大批量生產(chǎn)。機(jī)車功率為3308kW。2/5/202313東方紅5型是調(diào)車和小運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)車，由資陽內(nèi)燃機(jī)車工廠于1976年~1988年制造。機(jī)車標(biāo)稱功率是590kW，最大速度，調(diào)車時(shí)為40km/h，小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為80km/h，車長13700mm，軸式B-B。2/5/202314東方紅6型是資陽內(nèi)燃機(jī)車工廠1981年專為上海黃浦港生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車功率是1740kW，軸式B-B。只生產(chǎn)1臺。2/5/202315東方紅21型是高原米軌通用型內(nèi)燃機(jī)車，由四方機(jī)車車輛工廠于1976年設(shè)計(jì)，1977年試制投產(chǎn)，1982年又進(jìn)行改進(jìn)。機(jī)車標(biāo)稱功率是640kW，最大速度50km/h，車長12000mm，軸式B-B。2/5/2023163.第三代為適應(yīng)鐵路“重載提速”要求，通過學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)消化和與國外合作，生產(chǎn)出功率更大、速度更快，滿足干線貨運(yùn)列車的重載牽引要求。以DF6、DF8B、DF11為代表車型。2/5/202317東風(fēng)5型內(nèi)燃機(jī)車代號DF5，1974年設(shè)計(jì)試制，1985年由大連機(jī)車車輛工廠批量生產(chǎn)，適用于編組站和區(qū)段站進(jìn)行調(diào)車作業(yè)，也可做為小運(yùn)轉(zhuǎn)及廠礦作業(yè)的牽引動力。機(jī)車標(biāo)稱功率1210kW，最大速度60km/h，車長18000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202318東風(fēng)5B型內(nèi)燃機(jī)車代號DF5B，是大連機(jī)車車輛工廠在原東風(fēng)5型的基礎(chǔ)上變形設(shè)計(jì)而成的。動力裝置改而采用12V240ZJF型柴油機(jī)，機(jī)車車體采用外廊式，適合于調(diào)車作業(yè)和廠礦使用。機(jī)車標(biāo)稱功率1500kW，最大速度100km/h，車長18000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202319東風(fēng)6型內(nèi)燃機(jī)車代號DF6。是大連機(jī)車車輛工廠新一代大功率、高性能的干線客貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車新產(chǎn)品。機(jī)車動力裝置16V240ZJD型柴油機(jī)是與英國里卡多咨詢工程公司合作改進(jìn)的。而它的傳動裝置是與美國G.E.公司合作改進(jìn)的。機(jī)車上采用了微機(jī)控制、電阻制動系統(tǒng)等多項(xiàng)世界先進(jìn)技術(shù)。機(jī)車的牽引性能、經(jīng)濟(jì)性和耐久可靠性均進(jìn)入世界先進(jìn)行列。機(jī)車標(biāo)稱功率2425kW，最大速度118km/h，車長21100mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202320東風(fēng)7型內(nèi)燃機(jī)車代號DF7，北京二七機(jī)車廠1982年設(shè)計(jì)，1985年正式生產(chǎn)。適用于大型樞紐編組站場調(diào)車及工礦小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。機(jī)車起動加速快，油耗低、噪音小、作業(yè)效率高，運(yùn)行安全可靠，操縱和維修方便。機(jī)車標(biāo)稱功率1470kW，最大速度100km/h，車長17800mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202321東風(fēng)7B型內(nèi)燃機(jī)車代號DF7B，北京二七機(jī)車廠生產(chǎn)的東風(fēng)7型電傳動內(nèi)燃機(jī)車系列產(chǎn)品的一種，柴油機(jī)裝車功率1840kW，適用于干線貨運(yùn)、大型樞紐、編組站場、工礦企業(yè)的調(diào)車和小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)。該機(jī)車能多機(jī)重聯(lián)，機(jī)車雙向操縱。最大速度100km/h，機(jī)車全長18800mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202322東風(fēng)7C型內(nèi)燃機(jī)車代號DF7C，北京二七機(jī)車廠生產(chǎn)的東風(fēng)7型電傳動內(nèi)燃機(jī)車系列產(chǎn)品的一種，適應(yīng)于調(diào)車作業(yè)。柴油機(jī)裝車功率分1470kW和1840kW兩種。其余技術(shù)參數(shù)與東風(fēng)7B型相同。同系列的產(chǎn)品還有東風(fēng)7D型，適用于寒冷地區(qū)和山區(qū)線路。該車有油耗低，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。2/5/202323東風(fēng)8型內(nèi)燃機(jī)車代號DF8，戚墅堰機(jī)車車輛廠于1984年11月20日試制成功。東風(fēng)8型內(nèi)燃機(jī)車采用我國自行設(shè)計(jì)試制的16V280ZJ型中速柴油機(jī)，球墨鑄鐵整體鑄造機(jī)體為國內(nèi)首次采用。柴油機(jī)的運(yùn)動件采用42CrMo合金鋼全纖維擠壓成形全加工氮化曲軸，并列式全加工拋物連桿，鋼頂鋁裙組合活塞。氣缸直徑280mm，活塞行程285mm，標(biāo)定功率3676kW，是目前國內(nèi)外機(jī)車用缸徑最大、功率最大的柴油機(jī)。東風(fēng)8型內(nèi)燃機(jī)車的特點(diǎn)，突出表現(xiàn)為功率大、效率高、結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良。與同類型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車相比，在相同的條件下，可提高運(yùn)輸能力28%左右。2/5/202324東風(fēng)8B型內(nèi)燃機(jī)車代號DF8B。該車是戚墅堰機(jī)車車輛廠在東風(fēng)8型內(nèi)燃機(jī)車的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的升級換代產(chǎn)品，可滿足繁忙干線貨運(yùn)重載高速的要求。機(jī)車具有可變換軸重，以供不同線路選擇；微機(jī)控制和大屏幕彩色液晶顯示屏改善了乘務(wù)員工作條件，機(jī)車操縱更方便。機(jī)車標(biāo)稱功率3100kW，最大速度100km/h，機(jī)車全長22000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202325東風(fēng)8BJ型內(nèi)燃機(jī)車，原名NJ2型，代號DF8BJ。是資陽內(nèi)燃機(jī)車廠和株洲電力機(jī)車研究所聯(lián)合研制的國產(chǎn)化交流傳動干線客、貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車采用計(jì)算機(jī)控制等先進(jìn)技術(shù)，柴油機(jī)采用電子噴射技術(shù)。在確保機(jī)車可靠性前提下，主要部件均采用國產(chǎn)件，以降低機(jī)車制造和運(yùn)用成本。機(jī)車按“重載5000t、最高速度120km/h”牽引要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其總體技術(shù)水平達(dá)到20世紀(jì)90年代末世界先進(jìn)水平。裝車功率4000kW，最大速度120km/h，傳動方式為交-直-交流電傳動。2/5/202326東風(fēng)9型內(nèi)燃機(jī)車，代號DF9。是戚墅堰工廠研制的準(zhǔn)高速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。采用了輪對空心軸牽引電動機(jī)全懸掛轉(zhuǎn)向架、6連桿萬向軸兩級彈性驅(qū)動、二系高柔圓彈簧串聯(lián)瓦狀橡膠墊車體懸掛、蛇型液壓減振器等當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)，可以滿足高速運(yùn)行要求。柴油機(jī)裝車功率達(dá)到4500kW，最大速度160km/h，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。該型機(jī)車沒有正式投產(chǎn)2/5/202327東風(fēng)10D型內(nèi)燃機(jī)車，代號DF10F。是東風(fēng)10系列機(jī)車中的一個(gè)品種，大連機(jī)車車輛工廠生產(chǎn)的重型調(diào)車和小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)內(nèi)燃機(jī)車。柴油機(jī)裝車功率2200kW，最大速度100km/h，車長18800mm，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202328東風(fēng)10F型內(nèi)燃機(jī)車，代號DF10F。是東風(fēng)10系列機(jī)車中的一個(gè)品種，大連機(jī)車車輛工廠生產(chǎn)的適用于客流繁忙干線開行速度為140～160km/h旅客列車的牽引動力。機(jī)車由結(jié)構(gòu)完全相同的兩個(gè)單節(jié)機(jī)車聯(lián)掛而成。每個(gè)單節(jié)機(jī)車各裝一臺型號為12V240ZJD的中速柴油機(jī)作為動力源。機(jī)車具有牽引力大、起動加速性能好、運(yùn)行平穩(wěn)、使用成本低和運(yùn)用靈活等特點(diǎn)，可以根據(jù)不同的線路和需要將兩節(jié)機(jī)車重聯(lián)使用，也可分解成單節(jié)使用。柴油機(jī)裝車功率2×2200kW，最大速度160km/h，車長2×18200mm，軸式為雙（C0-C0），傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202329東風(fēng)11型準(zhǔn)高速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車，代號DF11。1992年由戚墅堰機(jī)車車輛工廠試制成功，是中國自行設(shè)計(jì)、自行研制的一項(xiàng)新的成果。機(jī)車采用16V280ZJA型柴油機(jī)，并運(yùn)用微機(jī)控制，采用電空制動、機(jī)車速度控制系統(tǒng)、軸溫檢測、獨(dú)立作用式單元制動器及雙流道散熱器等一系列新技術(shù)，使機(jī)車在任何情況下均可恒功率運(yùn)行。轉(zhuǎn)向架采用錐形空心軸全懸掛、雙節(jié)連桿萬向節(jié)驅(qū)動裝置、高柔圓彈簧旁承等新技術(shù)，具有較好的動力學(xué)性能。機(jī)車標(biāo)稱功率3040kW，最高運(yùn)行速度170km/h，最高試驗(yàn)速度達(dá)到183km/h。傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202330東風(fēng)12型電傳動內(nèi)燃機(jī)車，代號DF12。是資陽內(nèi)燃機(jī)車廠生產(chǎn)的國內(nèi)功率最大的調(diào)車機(jī)車，適用于路內(nèi)大型編組站和工礦企業(yè)5000t級貨列的調(diào)車和小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，也可以用于牽引干線貨列。機(jī)車是在東風(fēng)4B機(jī)車的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，在柴油機(jī)、牽引電機(jī)、傳動裝置等主要零部件與東風(fēng)4B型機(jī)車保持通用的同時(shí)，為適應(yīng)調(diào)車作業(yè)的要求采用外走廊調(diào)車式車體，加裝微機(jī)控制裝置，改進(jìn)了轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，改善了司機(jī)工作條件，提高了調(diào)車作業(yè)性能。是目前國內(nèi)多功能、通用性最好的調(diào)車機(jī)車。機(jī)車標(biāo)定功率為1990kW，最大速度100km/h。車長19900mm，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202331該機(jī)車是為提速專門研制生產(chǎn)的，屬雙機(jī)重聯(lián)型準(zhǔn)高速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車，采用全電腦控制，最高時(shí)速可達(dá)170公里。新型內(nèi)燃機(jī)車4.第四代：以提高微機(jī)控制系統(tǒng)2/5/202332內(nèi)燃動車組是為滿足城間中短途旅客運(yùn)輸需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的一種新型客運(yùn)運(yùn)輸工具。長客廠設(shè)計(jì)開發(fā)了液力傳動內(nèi)燃動車組。動車組采用兩動五拖編組形式，前后為兩輛完全相同的動車，動車采用重聯(lián)控制，可同時(shí)操縱整列動車組。中間為五輛拖車，其中一輛拖車為帶播音室和車長辦公席的硬座車2/5/202333SYZ25型“廬山”號雙層內(nèi)燃動車組。唐山機(jī)車車輛廠于一九九八年自行開發(fā)研制成功，此車的試制成功填補(bǔ)了中國鐵路運(yùn)輸工具的一項(xiàng)空白。此雙層內(nèi)燃動車組采用進(jìn)口發(fā)動機(jī)，三相交直流傳動方式,整車PLC控制，西門子直流傳動柜。動力轉(zhuǎn)向架采用單獨(dú)驅(qū)動方式，TW160D型動力轉(zhuǎn)向架，非動力轉(zhuǎn)向架采用209PK型轉(zhuǎn)向架。整車組外形為流線型設(shè)計(jì)，造型美觀、大方。設(shè)計(jì)編組為兩動兩拖固定編組。車上大量采用現(xiàn)代流行的客車裝飾材料，可根據(jù)用戶要求進(jìn)行硬座、軟座、硬臥、軟臥設(shè)計(jì)。車門采用塞拉門，風(fēng)檔為全密封式。整車設(shè)空氣調(diào)節(jié)裝置。設(shè)衛(wèi)生間，廁所等。中部可根據(jù)用戶要求加裝酒吧或小賣部。2/5/202334二、內(nèi)燃機(jī)車的組成內(nèi)燃機(jī)車的動力裝置是柴油機(jī)，因此內(nèi)燃機(jī)車也稱柴油機(jī)車。燃油(柴油)在汽缸內(nèi)燃燒，將產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為由柴油機(jī)曲軸輸出的機(jī)械能。液力傳動機(jī)車是通過傳動裝置轉(zhuǎn)換為適合于機(jī)車牽引特性要求的機(jī)械能，再通過走行部驅(qū)動機(jī)車動輪在軌道上轉(zhuǎn)動。電力傳動機(jī)車是通過主發(fā)動機(jī)把衄軸輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，通過牽引電動機(jī)驅(qū)動機(jī)車動輪運(yùn)動。內(nèi)燃機(jī)車雖然有各種不同的類型，但它們的基本組成及工作原理是相同或相似的，都是由柴油機(jī)、傳動裝置、機(jī)車走行部、制動系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)、電器、儀表等部分組成的。2/5/202335圖8—1內(nèi)燃機(jī)車的總體結(jié)構(gòu)l-預(yù)熱鍋爐控制箱；2-預(yù)熱鍋爐；3-更衣箱；4-冷卻風(fēng)扇；5-散熱器；6-后變速箱；7-膨脹水箱；8-柴油機(jī)；9-主發(fā)電機(jī)；10-電阻制動柜；11-微機(jī)柜；12-機(jī)車信號裝置安裝柜；13-制動閥類安裝；14-高壓柜；15-低壓柜；16-主硅整流柜；17-前通風(fēng)機(jī)；18-前變速箱；19-測速發(fā)電機(jī)；20--勵磁機(jī)；

21-啟動發(fā)電機(jī)；22-總風(fēng)缸；23-蓄電池箱；24-空氣濾清器；25-燃油箱,26-靜液壓油箱；27-啟動機(jī)油泵；28-機(jī)油熱交換器；29-后通風(fēng)機(jī)；30-機(jī)油濾清器；31-空氣壓縮機(jī)組；32-空氣干燥器；33-轉(zhuǎn)向架。2/5/202336三、內(nèi)燃機(jī)車的分類、型號、軸列式及功率

1．內(nèi)燃機(jī)車的分類內(nèi)燃機(jī)車按傳動方式可分為電力傳動機(jī)車和液力傳動機(jī)車；按用途可分為貨運(yùn)機(jī)車、客運(yùn)機(jī)車和調(diào)車機(jī)車。貨運(yùn)機(jī)車有較大的牽引力，單節(jié)機(jī)車功率1500～4400kW，最大運(yùn)用速度為80～100km／h?？瓦\(yùn)機(jī)車具有較高的運(yùn)用速度和起動加速度，單節(jié)機(jī)車功率1500～4400kW，最大運(yùn)用速度120～170km／h。調(diào)車機(jī)車分為站內(nèi)調(diào)機(jī)和編組站解編調(diào)機(jī)，進(jìn)行站內(nèi)調(diào)車和編組站解編調(diào)車作業(yè)并兼理短途運(yùn)輸，站內(nèi)調(diào)車功率440～740kW，最大運(yùn)用速度50～70km／h；編組站調(diào)車機(jī)車功率740～1500kW，最大運(yùn)用速度70～90km／h。

2/5/2023372．內(nèi)燃機(jī)車的型號和軸列式我國國產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)車習(xí)慣用漢字表示，以“東方紅”“北京”表示液力傳動內(nèi)燃機(jī)車，以“東風(fēng)”表示電力傳動內(nèi)燃機(jī)車，而進(jìn)口內(nèi)燃機(jī)車用漢語拼音字母表示，以“NY”，表示液力傳動內(nèi)燃機(jī)車，以“ND”表示電力傳動內(nèi)燃機(jī)車，在漢字或漢語拼音字母右下角的數(shù)字，表示該型機(jī)車投入運(yùn)用的序號。內(nèi)燃機(jī)車的軸列式，用以表達(dá)轉(zhuǎn)向架臺數(shù)，每臺轉(zhuǎn)向架動軸數(shù)及動軸的驅(qū)動方式。如2—2，表示該機(jī)車有兩臺二軸轉(zhuǎn)向架，動軸的驅(qū)動方式是成組驅(qū)動，而3。一3。則表示該機(jī)車有兩臺三軸轉(zhuǎn)向架，動軸的驅(qū)動方式是每一動軸為單獨(dú)驅(qū)動。內(nèi)燃機(jī)車的軸列式也可用英文字母表示，A即1，B即2，C即3，D即4。如B—B，C。一C。也可寫成BB，C。C。，或。2/5/202338

3．內(nèi)燃機(jī)車功率內(nèi)燃機(jī)車功率是指牽引發(fā)電機(jī)的功率。如DF4B型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)裝車功率2430kW，牽引發(fā)電機(jī)的功率為2080～2180kW。我國鐵路使用的各種主要類型的內(nèi)燃機(jī)車及主要性能參數(shù)見表8—1。四、設(shè)置傳動裝置的目的內(nèi)燃機(jī)車在柴油機(jī)將機(jī)械能傳遞給機(jī)車走行部的過程中，既要保證柴油機(jī)的功率得到充分發(fā)揮，又要使機(jī)車具有良好的牽引性能，所以柴油機(jī)曲軸不能直接驅(qū)動機(jī)車動輪，必須在柴油機(jī)曲軸與機(jī)車動輪之間設(shè)置一套傳動裝置。2/5/2023391.柴油機(jī)直接驅(qū)動機(jī)車動輪不能實(shí)現(xiàn)機(jī)車的理想牽引特性。2.柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍滿足不了機(jī)車運(yùn)行速度范圍的變化要求。3.柴油機(jī)應(yīng)在無負(fù)載情況下啟動，而機(jī)車啟動負(fù)載是很大的，所以柴油機(jī)無法直接驅(qū)動機(jī)車動輪。4.柴油機(jī)曲軸一般不能反轉(zhuǎn)，而機(jī)車卻需要既能前進(jìn)也能后退。2/5/202340內(nèi)燃機(jī)車的傳動裝置分為機(jī)械傳動、電力傳動和液體傳動。液體傳動分為液壓傳動和液力傳動。一般大功率內(nèi)燃機(jī)車采用電力傳動和液力傳動。2/5/202341

第二節(jié)機(jī)車柴油機(jī)柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)，是將柴油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)橛刹裼蜋C(jī)曲軸輸出機(jī)械能的動力機(jī)械。柴油機(jī)的每一工作循環(huán)，即從柴油在氣缸內(nèi)燃燒到曲軸輸出機(jī)械能，是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個(gè)過程組成的。注意柴油機(jī)沒有火花塞，它吸入并壓縮空氣，然后將燃油直接噴入燃燒腔（直噴式）。其實(shí)是壓縮空氣產(chǎn)生的熱量點(diǎn)燃了柴油機(jī)的燃油。2/5/202342分類：1.根據(jù)完成一個(gè)工作循環(huán)的方式不同分為二沖程柴油機(jī)和四沖程柴油機(jī)。二沖程柴油機(jī)-----DF型、DF2型、DF3型。四沖程柴油機(jī)-----DF4系列、DF7、DF8、DF11系列、BJ型、DFH系列。2.按氣缸的布置形式分：單列式柴油機(jī)、V型柴油機(jī)和H型柴油機(jī)。3.柴油機(jī)一般按轉(zhuǎn)速分為高速柴油機(jī)（1000n/s）、中速柴油機(jī)（500～1000n/s）和低速柴油機(jī)（500n/s）2/5/202343

DF4B型內(nèi)燃機(jī)車上采用的“16V240ZJB”型柴油機(jī)，表示它有16個(gè)氣缸；分兩排呈V字形排列；氣缸內(nèi)徑為240mm；Z表示增壓，裝有廢氣渦輪增壓器和增壓空氣中間冷卻器；J表示鐵路牽引用；B表示產(chǎn)品改進(jìn)變型符號。該柴油機(jī)就是一種四沖程機(jī)車用柴油機(jī)。現(xiàn)以此為例，介紹柴油機(jī)工作原理。2/5/202344機(jī)車柴油機(jī)2/5/202345

一、柴油機(jī)工作原理為了解柴油機(jī)的整個(gè)構(gòu)造情況，現(xiàn)以其中一個(gè)氣缸為例，看它的結(jié)構(gòu)和工作概況(圖8—4)。活塞通過連桿與曲軸相連，在氣缸蓋上設(shè)有進(jìn)、排氣閥和噴油器。進(jìn)、排氣閥由配氣機(jī)構(gòu)驅(qū)動，噴油器由供油裝置控制。燃油在氣缸內(nèi)燃燒作功?；钊枰?jīng)過往復(fù)4個(gè)行程，才能完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣4個(gè)工作過程。柴油機(jī)工作原理視頻2/5/2023461.進(jìn)氣沖程：在曲軸的驅(qū)動下，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動，同時(shí)在配氣機(jī)構(gòu)的作用下，進(jìn)氣閥開啟，排氣閥關(guān)閉，新鮮空氣由進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，直至活塞移動到下止點(diǎn)。2.壓縮沖程：在曲軸的驅(qū)動下，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，進(jìn)、排氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)氣體被壓縮，其壓力和溫度不斷上升，直至上止點(diǎn)，為柴油機(jī)自燃創(chuàng)造條件。3.燃燒膨脹沖程：當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，高壓霧狀燃油噴入氣缸，燃油與氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣混合迅速燃燒，氣體溫度、壓力迅速上升而膨脹，推動活塞下行，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)使曲軸轉(zhuǎn)動，將功率輸出。4.排氣沖程：在曲軸的驅(qū)動下，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，排氣閥打開（進(jìn)氣閥關(guān)閉），氣缸內(nèi)經(jīng)過膨脹作功的燃?xì)庥膳艢忾y排出，直至活塞再次到達(dá)上止點(diǎn)，廢氣排凈。2/5/2023472/5/202348

二、柴油機(jī)輔助裝置柴油機(jī)輔助裝置包括：燃油系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和預(yù)熱系統(tǒng)。（一）燃油系統(tǒng)1.功用：根據(jù)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，適時(shí)、定量地向氣缸供給具有一定壓力的、充足的、清潔的柴油，并使柴油在氣缸內(nèi)良好地霧化，能夠充分燃燒，保證柴油機(jī)的正常工作。2.組成：燃油系統(tǒng)一般包括低壓輸油系統(tǒng)和高壓供油噴射系統(tǒng)。低壓輸油系統(tǒng)：燃油箱、燃油粗濾器、燃油輸送泵（燃油泵）、燃油精濾器、燃油預(yù)熱器、低壓輸油管及回油管等組成。高壓供油噴射系統(tǒng)：噴油泵、噴油器、高壓油管等組成。2/5/2023492/5/202350圖8-6燃油系統(tǒng)

1-燃油箱；2-燃油粗濾器；3-燃油輸送泵；4-燃油精濾器；5-燃油管路(低壓)；6-噴油器；7-高壓油管；8-噴油泵。燃油系統(tǒng)視頻2/5/2023512/5/202352

（二）調(diào)節(jié)系統(tǒng)柴油機(jī)的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)器、極限調(diào)節(jié)器、控制機(jī)構(gòu)和調(diào)控傳動裝置等。其中調(diào)節(jié)器是調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的主要部件。一般內(nèi)燃機(jī)車采用的是轉(zhuǎn)速-功率聯(lián)合調(diào)節(jié)器，由控制部分、感受部分和執(zhí)行部分組成。1.控制部分：控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)運(yùn)行要求。2.感受部分：直接感受柴油機(jī)外界負(fù)荷的變化，及機(jī)車牽引功率和輔助功率的變化。3.執(zhí)行部分：調(diào)節(jié)器具體執(zhí)行命令的機(jī)構(gòu)，通過它與噴油泵發(fā)生聯(lián)系，以改變每一循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量。2/5/2023532/5/202354(三)進(jìn)排氣系統(tǒng)

1.功用：是向柴油機(jī)氣缸內(nèi)輸送充足的、清潔的、具有一定壓力的新鮮空氣，排除氣缸內(nèi)燃燒膨脹后的廢氣。2.組成：由空氣濾清器、廢氣渦輪增壓器、中間冷卻器和進(jìn)、排氣管道等組成，如圖8—7所示。2/5/202355(四)機(jī)油系統(tǒng)柴油機(jī)在工作時(shí)，諸如曲軸、活塞、連桿等的許多零部件運(yùn)動速度較高，各摩擦表面都會產(chǎn)生磨損，產(chǎn)生熱量。1.功用：就是向柴油機(jī)各運(yùn)動零部件的摩擦表面供給帶有一定壓力的、溫度適宜的、潔凈的機(jī)油，在對各零部件進(jìn)行潤滑、減小摩擦和磨損的同時(shí)，沖洗摩擦表面的磨屑，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量。2.組成：由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油熱交換器及管路組成。2/5/202356(五)冷卻水系統(tǒng)柴油機(jī)工作時(shí)，與燃?xì)庵苯咏佑|的氣缸、活塞等零部件受熱強(qiáng)烈，如不適當(dāng)冷卻，會造成柴油機(jī)過熱，使零部件強(qiáng)度降低、機(jī)油的物理化學(xué)性質(zhì)改變、潤滑條件惡化、摩擦和磨損加劇。所以機(jī)車柴油機(jī)通常采用強(qiáng)制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以保證柴油機(jī)主要零部件在適當(dāng)?shù)臏囟葼顟B(tài)下工作，并保持較高的新鮮空氣密度和機(jī)油的黏度與品質(zhì)，保證柴油機(jī)能夠高效持久地工作。冷卻水系統(tǒng)分為高溫水系統(tǒng)和低溫水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇和膨脹水箱等組成。2/5/202357

第三節(jié)液力傳動內(nèi)燃機(jī)車北京型是二七機(jī)車工廠1970年開始試制，1975年批量生產(chǎn)的四軸干線客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車。機(jī)車標(biāo)稱功率1500kW，最大速度120km/h，車長15045mm，軸式B-B。2/5/202358內(nèi)燃機(jī)車的液力傳動

能用作驅(qū)動機(jī)車車輪的機(jī)械,電動機(jī)不是唯一無二的。水力機(jī)械中的渦輪機(jī)也有和電動機(jī)相類似的驅(qū)動特性。只要用柴油機(jī)帶動一個(gè)泵，向渦輪提供具有某些壓力的液流，而且能夠把在渦輪中工作完畢后的液流引回到泵的進(jìn)口處，使液流循環(huán)工作，這套系統(tǒng)就可用作內(nèi)燃機(jī)車的動力驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)這一原理，德國工程師費(fèi)廷格創(chuàng)造了液力變扭器和液力偶合器，把渦輪和泵輪組合在一起，二者之間沒有機(jī)械連結(jié)而只是通過液流循環(huán)來相互作用。內(nèi)燃機(jī)車采用這種“軟”連結(jié)方式而設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)稱作液力傳動。

2/5/202359內(nèi)燃機(jī)車的原動力為柴油機(jī)，它的特性不符合機(jī)車牽引特性的要求，機(jī)車動輪是不能由柴油機(jī)的曲軸直接驅(qū)動，因此需要在柴油機(jī)與機(jī)車動軸之間加設(shè)傳動裝置。傳動裝置：是指在柴油機(jī)與機(jī)車動輪之間安裝一套傳速比可變的中間環(huán)節(jié)。液力傳動是液體傳動的一種方式。柴油機(jī)通過液力變扭器及機(jī)械裝置去驅(qū)動車輪。2/5/202360一、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車概述。液力傳動內(nèi)燃機(jī)車具有牽引性能良好、啟動平穩(wěn)、造價(jià)低廉、維護(hù)方便及節(jié)省有色金屬等特點(diǎn)，但傳動效率較電力傳動稍低，適合牽引客運(yùn)機(jī)車。我國自行設(shè)計(jì)制造的BJ型、DFH型內(nèi)燃機(jī)車都采用液力傳動裝置。在液力傳動內(nèi)燃機(jī)車上，原動力也是柴油機(jī)，在柴油機(jī)與機(jī)車動輪之間，裝有一套液力傳動裝置。液力傳動基本原理如圖8-10所示。圖8—10液力傳動基本原理示意圖2/5/202361

二、液力變扭器的工作原理液力傳動箱內(nèi)裝有液力變扭器，液力變扭器是組成液力傳動裝置的基本元件。改變柴油機(jī)扭矩特性，使之適合于機(jī)車牽引特性，就是由它來完成的。變扭器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成。其中泵輪為主動輪，能量由此輸入；渦輪是從動輪，能量通過它輸出。2/5/202362液力傳動裝置的主要組成部分是液力傳動箱、車軸齒輪箱、換向機(jī)構(gòu)和相互聯(lián)結(jié)的萬向軸等。它的核心元件是液力傳動箱中的液力變扭器，主要由泵輪、渦輪和導(dǎo)向輪組成。泵輪通過軸和齒輪與柴油機(jī)的曲軸相連，渦輪通過軸和齒輪與機(jī)車的動輪相連，導(dǎo)向輪固定在變扭器的外殼上，并不轉(zhuǎn)動。當(dāng)柴油機(jī)啟動時(shí)，泵輪被帶動高速旋轉(zhuǎn)，泵輪葉片則帶動工作油以很高的壓力和流速沖擊渦輪葉片，使渦輪與泵輪以相同的方向轉(zhuǎn)動，再通過齒輪把柴油機(jī)的輸出功率傳遞到機(jī)車的動輪上，從而使機(jī)車運(yùn)行。

柴油機(jī)發(fā)出的大小不變的扭矩，經(jīng)過變扭器就能變成滿足列車牽引要求的機(jī)車牽引力。當(dāng)機(jī)車需要惰力運(yùn)行或進(jìn)行制動時(shí)，只要將變扭器中的工作油排出到油箱，使泵輪和渦輪之間失去聯(lián)系，柴油機(jī)的功率就不會傳給機(jī)車的動輪了。

2/5/202363我國自行設(shè)計(jì)制造的液力傳動內(nèi)燃機(jī)車上一般采用兩個(gè)變扭器聯(lián)合工作，即啟動變扭器和運(yùn)轉(zhuǎn)變扭器。1.啟動變扭器（Ⅰ擋變扭器）：用于機(jī)車啟動和低速運(yùn)行。2.運(yùn)轉(zhuǎn)變扭器（Ⅱ擋變扭器）：用于機(jī)車高速運(yùn)行。2/5/202364三、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車的工作原理

1．柴油機(jī)啟動。由蓄電池供電，啟動電機(jī)呈直流電動機(jī)工況，啟動電機(jī)通過齒輪帶動柴機(jī)啟動。柴油機(jī)啟動完畢，將啟動電機(jī)改接為直流發(fā)電機(jī)，向蓄電池充電，并為機(jī)車輔助設(shè)備供電。2．機(jī)車啟動和調(diào)速。

3．機(jī)車停車和柴油機(jī)停機(jī)。4.機(jī)車換向和液力制動2/5/202365圖8—14內(nèi)燃機(jī)車液力傳動系統(tǒng)示意圖2/5/202366第四節(jié)電力傳動內(nèi)燃機(jī)車電力傳動內(nèi)燃機(jī)車的傳動裝置與液力傳動內(nèi)燃機(jī)車的截然不同，但其余部分都是相似的。電力傳動裝置的工作原理如圖8-15所示。柴油機(jī)直接驅(qū)動牽引發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，向牽引電動機(jī)供電，牽引電動機(jī)驅(qū)動機(jī)車動輪軸，使車輪轉(zhuǎn)動。

2/5/202367電力傳動裝置根據(jù)牽引發(fā)電機(jī)與牽引電動機(jī)的電流制式，可分為直一直流、交一直流、交一直一交流和交一交流型式。

1.直-直流：就是牽引發(fā)電機(jī)和牽引電動機(jī)都是直流電機(jī)。用于功率較小內(nèi)燃機(jī)車。如DF、DF2、DF3型及ND2型機(jī)車為直-直流電傳動內(nèi)燃機(jī)車。

2.交-直流：就是牽引發(fā)電機(jī)為交流發(fā)電機(jī)，牽引電動機(jī)為直流電機(jī)。一般用于較大功率的內(nèi)燃機(jī)車。如DF4系列、DF7、DF8、DF11、ND4、ND5。2/5/202368AC4000交-直交流電力機(jī)車3.AC4000交-直-交流電力機(jī)車原型車，1996年6月中國自行研制的第一臺交流傳動電力機(jī)車誕生，標(biāo)志著我國電力機(jī)車有望從直流傳動向交流傳動躍進(jìn)，為趕上世界先進(jìn)水平打下了基礎(chǔ)。交流傳動機(jī)車可靠性高、維護(hù)檢修少、上線運(yùn)用率可高達(dá)95%。2/5/202369DJ型交流傳動高速客運(yùn)電力機(jī)車4.DJ型交流傳動高速客運(yùn)電力機(jī)車，2000年制造。具有優(yōu)異的運(yùn)行性能，節(jié)能效率高、通訊干擾小、良好的可靠性與可維修性和全壽命成本低等優(yōu)點(diǎn)。其牽引、制動工況功率因數(shù)接近1，比傳統(tǒng)相控機(jī)車接觸網(wǎng)電流可降低20%，功耗減小50%，牽引變電站裝機(jī)容量可減荷。采用再生制動，2/5/202370內(nèi)燃機(jī)車的牽引電動機(jī)2/5/202371一、交。直流電力傳動裝置的主要組成部分及特性交一直流電力傳動內(nèi)燃機(jī)車，由柴油機(jī)驅(qū)動一臺交流發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電經(jīng)整流裝置整流后，供給直流牽引電動機(jī)，用以驅(qū)動機(jī)車動輪。

DF4型內(nèi)燃機(jī)車電力傳動裝置的組成及工作原理如圖8-16所示，其電力傳動裝置主要由牽引電動機(jī)、牽引發(fā)電機(jī)、勵磁發(fā)電機(jī)、測速發(fā)電機(jī)、啟動輔助發(fā)電機(jī)和恒功率勵磁控制系統(tǒng)組成。2/5/2023722/5/2023731.牽引電動機(jī)：是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再通過齒輪驅(qū)動機(jī)車動輪。DF4型內(nèi)燃機(jī)車并聯(lián)安裝6臺串勵直流牽引電動機(jī)。2.牽引發(fā)電機(jī)：為三相交流同步牽引發(fā)電機(jī)，由柴油機(jī)曲軸帶動旋轉(zhuǎn)，發(fā)出三相交流電，經(jīng)主整流器整流后，供給6臺牽引電動機(jī)。3.勵磁發(fā)電機(jī)：為牽引發(fā)電機(jī)提供勵磁電流。4.測速發(fā)電機(jī)：是一臺直流電機(jī)，為勵磁發(fā)電機(jī)提供勵磁電流。5.啟動輔助發(fā)電機(jī)：是一臺直流電機(jī)，在柴油機(jī)啟動時(shí)作為串勵直流電動機(jī)，驅(qū)動柴油機(jī)轉(zhuǎn)動；柴油機(jī)啟動后，作為它勵直流發(fā)電機(jī)，向蓄電池充電，并向輔助設(shè)備、控制設(shè)備、照明設(shè)備等供電。6.恒功率勵磁控制系統(tǒng)：DF4型內(nèi)燃機(jī)車采用轉(zhuǎn)速-功率聯(lián)合調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)的。2/5/2023742/5/202375

二、交-直流電傳動內(nèi)燃機(jī)車的工作原理(以DF4B型內(nèi)燃機(jī)車為例)

1．柴油機(jī)啟動柴油機(jī)啟動前，首先要確認(rèn)機(jī)車整備