《鐵道概論》課件-06鐵路機(jī)車

1鐵道概論靈·犀·地2025年5月10日01內(nèi)燃機(jī)車02電力機(jī)車鐵路機(jī)車0603動(dòng)車組04機(jī)車運(yùn)用與維修引言鐵路機(jī)車是鐵路運(yùn)輸?shù)臓恳齽?dòng)力，為了完成客、貨列車的牽引和車站的調(diào)車任務(wù)，鐵路應(yīng)使用牽引性能良好、數(shù)量足夠、可靠性高的機(jī)車，同時(shí)對機(jī)車進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)和定期維修，合理高效組織機(jī)車的運(yùn)用，以完成運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)。鐵路機(jī)車的類型較多。按用途不同，鐵路機(jī)車可分為以下幾種。（1）貨運(yùn)機(jī)車。機(jī)車具有較大的牽引力，用以牽引噸位較大的貨物列車。（2）客運(yùn)機(jī)車。機(jī)車具有較高的運(yùn)行速度和啟動(dòng)加速度，用以牽引速度高的旅客列車。（3）調(diào)車機(jī)車。用于列車的解體、編組、牽出、轉(zhuǎn)線、車輛的取送、轉(zhuǎn)場、整理、出入段等工作。（4）內(nèi)燃動(dòng)車組。用于運(yùn)送旅客行李貨物或公務(wù)用的以內(nèi)燃為動(dòng)力的軌道車輛。（5）工礦機(jī)車。用于廠礦內(nèi)部的運(yùn)輸或地方鐵路、森林鐵路等牽引用。按牽引動(dòng)力不同，鐵路機(jī)車可分為蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車等，其中蒸汽機(jī)車已基本被淘汰。01任務(wù)一內(nèi)燃機(jī)車案例引導(dǎo)我國機(jī)車出口所面臨的挑戰(zhàn)是什么？2017年1月11日，肯尼亞中國路橋蒙內(nèi)鐵路項(xiàng)目的首批貨運(yùn)機(jī)車交接儀式在蒙內(nèi)鐵路的起點(diǎn)賴茨港站舉行。首批到港的機(jī)車共有6臺(tái)，其中貨運(yùn)機(jī)車4臺(tái)，型號(hào)為東風(fēng)8B型內(nèi)燃機(jī)車，在蒙內(nèi)鐵路運(yùn)營后將成為服務(wù)于整條鐵路貨物運(yùn)輸?shù)臓恳鲃?dòng)力；東風(fēng)7G調(diào)車機(jī)車2臺(tái)，主要用于機(jī)車的編組和調(diào)度。蒙內(nèi)鐵路全線將要應(yīng)用的運(yùn)營內(nèi)燃機(jī)車共計(jì)56臺(tái)，由中國中車股份有限公司承制，分為客運(yùn)、貨運(yùn)、調(diào)車機(jī)車三種車型，其中包括5臺(tái)東風(fēng)11客運(yùn)機(jī)車、43臺(tái)東風(fēng)8B貨運(yùn)機(jī)車和8臺(tái)東風(fēng)7G調(diào)車機(jī)車。三種車型的機(jī)車均為中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家鐵路干線牽引主力機(jī)型。這三種內(nèi)燃機(jī)車車型代表了中國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)的最高水準(zhǔn)，曾擔(dān)綱中國鐵路六次大提速的牽引任務(wù)，完成了中國鐵路大提速的夢想。如今，它們又將承擔(dān)起帶動(dòng)肯尼亞整體交通運(yùn)輸能力提升、暢通國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)大動(dòng)脈、助力實(shí)現(xiàn)肯尼亞“2030年愿景”的歷史使命。1.內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展（一）內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展歷史國外內(nèi)燃機(jī)車發(fā)展分為以下幾個(gè)階段。發(fā)展初期時(shí)間為二十世紀(jì)20年代到40年代末。在此期間，各國都先后制造和運(yùn)用了一些小型調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車或內(nèi)燃動(dòng)車，但它們在鐵路牽引動(dòng)力中所占比例不大，主力軍仍然是蒸汽機(jī)車。1．發(fā)展初期該階段時(shí)間為二十世紀(jì)50年代到60年代初期。在這個(gè)階段中，一些國家先后宣布停止制造蒸汽機(jī)車，轉(zhuǎn)而大量生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車，并將其投入運(yùn)用。美國在大規(guī)模內(nèi)燃化過程中，平均每年增加內(nèi)燃機(jī)車2200余臺(tái)，這段時(shí)間大約持續(xù)了十年。但內(nèi)燃機(jī)車的單節(jié)功率都不大，最大單節(jié)功率不超過3000馬力（約2237kW），一般都在2000馬力（約1491kW）以下。2．?dāng)?shù)量急驟增加階段1.內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展（一）內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展歷史該階段時(shí)間為二十世紀(jì)60年代到70年代初期。各國鐵路牽引動(dòng)力現(xiàn)代化進(jìn)一步發(fā)展的需要和內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力裝置與傳動(dòng)裝置技術(shù)的發(fā)展，使內(nèi)燃機(jī)車的功率得到迅速提高。在此期間，美國內(nèi)燃機(jī)車的總功率增加了40%。1973年，美國投入運(yùn)用的內(nèi)燃機(jī)車的平均單節(jié)功率為2300馬力（約1715kW）。3．提高功率階段從形式上完成鐵路牽引動(dòng)力現(xiàn)代化，并不意味著鐵路牽引動(dòng)力改革的結(jié)束。今后的任務(wù)是讓內(nèi)燃牽引和電力牽引在技術(shù)和運(yùn)營經(jīng)濟(jì)方面達(dá)到最佳效果。因此，最近幾年來，內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)入了進(jìn)一步發(fā)展階段。在此階段，努力提高內(nèi)燃機(jī)車的可靠性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性，各國鐵路及廠家都在為此而努力。4．進(jìn)一步發(fā)展階段1.內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展（二）內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展趨勢近年來各國開發(fā)的內(nèi)燃機(jī)車，幾乎都有微機(jī)控制、交流傳動(dòng)、徑向轉(zhuǎn)向架和柴油機(jī)電子噴射等新技術(shù)。美國1983年機(jī)車平均功率為1732.2kW，1992年提高到2012.5kW，十年提高16.2%。由于微機(jī)的推廣應(yīng)用，使機(jī)車監(jiān)控和故障診斷技術(shù)、防滑—防空轉(zhuǎn)系統(tǒng)、機(jī)車總體性能和可靠性得到進(jìn)一步提高。交流電力傳動(dòng)將成為發(fā)展的必然趨勢。

微機(jī)控制將得到普遍應(yīng)用

交流電力傳動(dòng)機(jī)車功率等級(jí)將迅速提高

1.內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展（二）內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展趨勢柴油機(jī)性能將進(jìn)一步提高。柴油機(jī)性能的發(fā)展主要反映在功率、工作可靠性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性等方面。內(nèi)燃機(jī)車液力傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架技術(shù)的發(fā)展。除了改進(jìn)彈簧裝置和減振元件，改進(jìn)牽引電動(dòng)機(jī)懸掛方式，減輕簧下質(zhì)量，提高高速運(yùn)行穩(wěn)定性，降低輪軌作用力，并采取措施防止在高牽引力時(shí)軸重轉(zhuǎn)移以保持高黏著力外，20世紀(jì)還開發(fā)出不但能快速通過曲線，且具有良好直線運(yùn)行穩(wěn)定性的高黏著徑向轉(zhuǎn)向架和兼有自導(dǎo)向及驅(qū)動(dòng)裝置重量可控轉(zhuǎn)移功能的柔性浮動(dòng)式轉(zhuǎn)向架。內(nèi)燃機(jī)車液力傳動(dòng)柴油機(jī)性能④⑤內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架技術(shù)⑥1.內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展（三）我國內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展概況我國內(nèi)燃機(jī)車經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，經(jīng)過了早期試制、定型生產(chǎn)、自主開發(fā)、采用先進(jìn)技術(shù)開發(fā)新型內(nèi)燃機(jī)車四個(gè)階段，累計(jì)生產(chǎn)了四代、200多種型號(hào)約18000多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)車產(chǎn)品，也經(jīng)歷了試制產(chǎn)品、第一代產(chǎn)品、第二代產(chǎn)品、第三代產(chǎn)品四個(gè)階段。目前正在使用和進(jìn)一步開發(fā)的是第四代產(chǎn)品。內(nèi)燃機(jī)車的生產(chǎn)和開發(fā)主要是適應(yīng)鐵路運(yùn)輸重載、提速的要求。2.內(nèi)燃機(jī)車認(rèn)知（一）內(nèi)燃機(jī)車的特點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)車熱效率高、能耗低；水的耗量少；投資少；乘務(wù)條件好；具有可靠的電阻制動(dòng)或液力制動(dòng)；牽引性能好、啟動(dòng)加速快，能降低運(yùn)輸成本；其新技術(shù)運(yùn)用前景廣闊。（二）內(nèi)燃機(jī)車的分類按傳動(dòng)方式不同，內(nèi)燃機(jī)車分為機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車和液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。（三）內(nèi)燃機(jī)車的型號(hào)我國國產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)車型號(hào)名稱習(xí)慣用漢字或者漢語拼音字母表示，以“東方紅”“北京”表示液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，以“東風(fēng)”表示電力傳動(dòng)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(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，以“ND”表示電力傳動(dòng)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(hào)。標(biāo)定功率是指在特定環(huán)境狀況下正常修理周期內(nèi)，柴油機(jī)能夠持續(xù)發(fā)出的最大功率。最大運(yùn)用功率是指在特定使用條件下（環(huán)境溫度、大氣壓力、工況等）、正常修理周期內(nèi)，柴油機(jī)在運(yùn)用中所能達(dá)到的最大有效功率。輪周牽引力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為輪周功率。輪周功率在扣除機(jī)車為克服自身運(yùn)行阻力所消耗的部分功率后，剩下牽引車列的那部分功率稱為車鉤功率。內(nèi)燃機(jī)車標(biāo)稱功率是指從電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的各牽引電動(dòng)機(jī)輸出軸處，或從液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的各車軸齒輪箱輸入處，取得的最大功率總和。01標(biāo)定功率（持續(xù)功率）02最大運(yùn)用功率（裝車功率）03輪周功率04車鉤功率05內(nèi)燃機(jī)車標(biāo)稱功率2.內(nèi)燃機(jī)車認(rèn)知（四）內(nèi)燃機(jī)車的功率2.內(nèi)燃機(jī)車認(rèn)知（五）內(nèi)燃機(jī)車總體布置原則機(jī)車總體布置必須保證合理的重量分配；保證所有的電氣設(shè)備安全正常工作；要盡量保證各種設(shè)備的拆裝方便；要保證工作人員工作的最大方便和車內(nèi)的整潔美觀；盡量縮短燃油、機(jī)油、水及空氣管路長度，不能有過多的或曲率半徑過小的彎道，以免增加流動(dòng)的阻力。3.內(nèi)燃機(jī)車的組成內(nèi)燃機(jī)車的動(dòng)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）在氣缸內(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(dòng)機(jī)車是通過液力傳動(dòng)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(dòng)機(jī)車動(dòng)輪在鋼軌上滾動(dòng)。電力傳動(dòng)機(jī)車是通過主發(fā)動(dòng)機(jī)把柴油機(jī)曲軸輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，通過牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車動(dòng)輪滾動(dòng)。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(dòng)裝置、車體、轉(zhuǎn)向架、輔助裝置等組成，如圖6-1所示。柴油機(jī)43.內(nèi)燃機(jī)車的組成彈簧減振裝置軸箱裝置

④⑤

搖枕車體

柴油機(jī)是內(nèi)燃機(jī)車上的動(dòng)力裝置。傳動(dòng)裝置是一種能把柴油機(jī)的動(dòng)力傳遞到輪對上的裝置，并使機(jī)車獲得所要求的牽引性能以及能改變機(jī)車運(yùn)行方向。車體是內(nèi)燃機(jī)車的骨架，是安裝柴油機(jī)及輔助設(shè)備的基礎(chǔ)，并起著保護(hù)這些設(shè)備的作用。轉(zhuǎn)向架是內(nèi)燃機(jī)車的走行部分，它承受著機(jī)車上部結(jié)構(gòu)重量，產(chǎn)生牽引力和制動(dòng)力，還有利于通過曲線。輔助裝置是保證柴油機(jī)、傳動(dòng)裝置和走行部正常工作和可靠運(yùn)行的輔助設(shè)備，包括燃油系統(tǒng)、機(jī)油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、制動(dòng)機(jī)、空氣系統(tǒng)、輔助傳動(dòng)裝置等4.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)曲軸輸出的機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械。（一）柴油機(jī)分類（1）根據(jù)完成一個(gè)工作循環(huán)的方式不同，柴油機(jī)可分為二沖程柴油機(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型、DF8型、DF11系列、BJ型、DFH系列。（2）根據(jù)氣缸的布置形式不同，柴油機(jī)可分為單列式柴油機(jī)、V型柴油機(jī)和H型柴油機(jī)。（3）根據(jù)轉(zhuǎn)速不同，柴油機(jī)可分為高速柴油機(jī)、中速柴油機(jī)和低速柴油機(jī)。（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)、機(jī)油系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。4.機(jī)車柴油機(jī)（二）柴油機(jī)輔助裝置燃油系統(tǒng)可根據(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。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)包括燃油箱、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。高壓供油噴射系統(tǒng)包括噴油泵、噴油器、高壓油管等。1．燃油系統(tǒng)4.機(jī)車柴油機(jī)（二）柴油機(jī)輔助裝置2．調(diào)節(jié)系統(tǒng)柴油機(jī)的調(diào)節(jié)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(dòng)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)荷的變化以及機(jī)車牽引功率和輔助功率的變化。（3）執(zhí)行部分：調(diào)節(jié)器是具體執(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。4.機(jī)車柴油機(jī)（二）柴油機(jī)輔助裝置3．進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)排氣系統(tǒng)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。進(jìn)排氣系統(tǒng)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。4．機(jī)油系統(tǒng)柴油機(jī)在工作時(shí)，曲軸、活塞、連桿等許多零部件運(yùn)動(dòng)速度較高，各摩擦表面都會(huì)產(chǎn)生磨損和熱量。機(jī)油系統(tǒng)是向柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)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。機(jī)油系統(tǒng)由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油熱交換器及管路等組成。4.機(jī)車柴油機(jī)（二）柴油機(jī)輔助裝置5．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(huì)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)，由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇和膨脹水箱等組成。案例分析隨著“走出去”步伐的加快，中國機(jī)車工業(yè)參與國際競爭的愿望和積極性不斷增強(qiáng)，國際知名企業(yè)感覺到了來自于中國機(jī)車制造業(yè)的威脅，采取了更為積極和靈活的策略來應(yīng)對挑戰(zhàn)。這對于我國機(jī)車的出口發(fā)展構(gòu)成了一定的威脅。中國機(jī)車企業(yè)本身就面臨綜合運(yùn)營成本、匯率升值、長周期服務(wù)等諸多方面的制約和挑戰(zhàn)，概括起來有以下幾點(diǎn)。（1）企業(yè)綜合運(yùn)營成本快速上升，原材料和配件價(jià)格逐年走高，產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢正不斷被削弱。（2）出口機(jī)車產(chǎn)品的譜系不周全、產(chǎn)品平臺(tái)的內(nèi)涵不豐富、基礎(chǔ)模塊的簡統(tǒng)性不強(qiáng)，制約了產(chǎn)品通過產(chǎn)業(yè)化、批量化生產(chǎn)降低成本的想法。（3）出口機(jī)車項(xiàng)目的全流程管控機(jī)制尚不完善，難以滿足市場和客戶對項(xiàng)目的延伸需要，難以支撐企業(yè)在出口業(yè)務(wù)增長方面的需要。另外，一些目標(biāo)市場在采購新機(jī)車裝備的同時(shí)還涉及技術(shù)轉(zhuǎn)讓的要求，這就對國內(nèi)的企業(yè)提出了更高的項(xiàng)目管理要求。02任務(wù)二電力機(jī)車2017年7月20日，由中國中車旗下的中車大同電力機(jī)車有限公司（以下簡稱“中車大同公司”）研制的出口歐洲的電力機(jī)車——中白貨運(yùn)2型電力機(jī)車，通過歐亞經(jīng)濟(jì)聯(lián)盟EAC鐵路機(jī)車車輛安全規(guī)范認(rèn)證，這也是中國大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車首次獲得“歐亞簽證”，意味著其正式進(jìn)軍歐亞鐵路市場。中白貨運(yùn)2型電力機(jī)車具有耐高寒設(shè)計(jì)，構(gòu)架采用細(xì)晶粒高強(qiáng)度材料，能夠在零下40℃的環(huán)境下正常運(yùn)行。該車型持續(xù)功率為7200kW，最大運(yùn)營速度可達(dá)120km/h。中白貨運(yùn)2型電力機(jī)車具有良好的電磁兼容性能，因此可保證機(jī)車信號(hào)的通信質(zhì)量，也為實(shí)時(shí)監(jiān)控提供幫助。該車型對電磁兼容試驗(yàn)規(guī)定的要求，比國際通用標(biāo)準(zhǔn)還要高，不少世界軌道交通巨頭等都在這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中失敗，而中國的該車型通過了這項(xiàng)試驗(yàn)。目前，中白貨運(yùn)系列電力機(jī)車已成為波羅的海沿岸船舶轉(zhuǎn)運(yùn)、獨(dú)聯(lián)體國家跨境運(yùn)輸?shù)鹊闹匾獱恳齽?dòng)力。案例引導(dǎo)我國電力機(jī)車的發(fā)展過程有哪些特點(diǎn)？電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)獲取電能，通過變壓器降壓，用以牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)車。1.我國電力機(jī)車發(fā)展概況我國電力機(jī)車的研制和生產(chǎn)從1958年開始，其發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段。在仿制國外機(jī)車的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出韶山型客貨兩用交—直電力機(jī)車。（一）起步階段（70年代前）在該階段，我國成功研制出自己的相控電力機(jī)車，機(jī)車功率進(jìn)一步提高，代表車型為SS3型和SS4型。其中，SS3型電力機(jī)車采用級(jí)間調(diào)壓方式，SS4型電力機(jī)車則是我國自行研制的第一代全相控大功率電力機(jī)車。（二）發(fā)展階段（70年代末至80年代末）在消化吸收引進(jìn)機(jī)車技術(shù)的基礎(chǔ)上，對已開發(fā)的機(jī)車進(jìn)行技術(shù)改造，并結(jié)合我國傳統(tǒng)的牽引電機(jī)并聯(lián)的主電路形式，相繼開發(fā)SS5，SS6B，SS7，SS8等型號(hào)的電力機(jī)車。（三）提高階段（80年代末至今）2.電力機(jī)車的特點(diǎn)（一）電力機(jī)車的優(yōu)點(diǎn)1．機(jī)車重量輕4．勞動(dòng)條件好2．過載能力強(qiáng)3．能源寬廣、效率高，經(jīng)濟(jì)效益顯著機(jī)車運(yùn)行中振動(dòng)、噪聲小，不排出有害氣體，能改善乘務(wù)員的勞動(dòng)條件。由于機(jī)車上沒有牽引用的能源（發(fā)動(dòng)機(jī)及其燃料），使得同等機(jī)車功率下機(jī)車重量較輕。由于電網(wǎng)的電能來自大型的火電廠或水電站，因此電力機(jī)車總效率高，尤其水電比重大的地區(qū)更是如此。另外，機(jī)車內(nèi)沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)備簡單，檢修周期長，維修工作量少，整備時(shí)間短，所以運(yùn)營費(fèi)更低。牽引電動(dòng)機(jī)過載能力強(qiáng)，對坡道、氣溫、氣壓、缺水、高原地帶都有較強(qiáng)的適應(yīng)性。下坡道可方便地使用電阻制動(dòng)或再生制動(dòng)，提高列車下坡的平均速度，從而提高鐵路線上困難區(qū)段的通過能力，提高運(yùn)能。COMPETITIONONMARKET2.電力機(jī)車的特點(diǎn)（二）電力機(jī)車的缺點(diǎn)電力機(jī)車對通信干擾較大，且必須組建牽引供電系統(tǒng)，因此初期修建費(fèi)用較高；此外，電力機(jī)車本身沒有動(dòng)力源，電能全部來自外部的電纜，如遇自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等不可抗力引發(fā)斷電就無法運(yùn)行，甚至可能引發(fā)事故。3.電力機(jī)車的分類電力機(jī)車一般是按照電力機(jī)車的供電電流制及所采用的牽引電動(dòng)機(jī)型式來分類。直流與交流制供電的電氣化鐵道上使用的電力機(jī)車分別為直流電力機(jī)車和交流電力機(jī)車。（一）直流電力機(jī)車直流電力機(jī)車牽引運(yùn)行時(shí)，由電網(wǎng)獲得直流電，使直流牽引電動(dòng)機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)機(jī)車運(yùn)行。該機(jī)車結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，易于維修，運(yùn)用也比較可靠，而且容易實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。其缺點(diǎn)是接觸網(wǎng)電壓不高（一般為1500～3000V），送電距離受到限制，變電所數(shù)目多，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重。（二）交流電力機(jī)車按接觸網(wǎng)的供電頻率不同，交流電力機(jī)車分為單相低頻電力機(jī)車和單相工頻電力機(jī)車兩種。3.電力機(jī)車的分類單相低頻電力機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)是單相整流子電機(jī)，機(jī)車直接從接觸網(wǎng)獲取單相低頻（25Hz）交流電牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種供電系統(tǒng)的電壓一般為11～15kV，有效地克服了直流制電力牽引的不足。缺點(diǎn)是供電頻率與工業(yè)用電不同，因而需要建造專用的發(fā)電廠，或在工業(yè)電力系統(tǒng)與鐵道供電系統(tǒng)之間設(shè)置復(fù)雜的變頻設(shè)備。1．單相低頻電力機(jī)車單相工頻電力機(jī)車使用的是整流器式電力機(jī)車，它由接觸網(wǎng)導(dǎo)入單相交流電，經(jīng)機(jī)車內(nèi)的整流器整流后，供給直流（脈流）牽引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，接觸網(wǎng)供電電壓一般為20～25kV。這種機(jī)車既采用了高壓交流供電，又采用了性能良好的直流牽引電機(jī)，且供電系統(tǒng)與工業(yè)系統(tǒng)頻率相同，故具有更大的優(yōu)越性。2．單相工頻電力機(jī)車4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（一）電力機(jī)車的工作原理電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，受電弓升起，從接觸網(wǎng)上取得25kV單相工頻交流電，通過主斷路器進(jìn)入牽引變壓器，將接觸網(wǎng)的高壓交流電變?yōu)榈蛪航涣麟姡缓蠼?jīng)過硅整流裝置將交流電整成直流電，再經(jīng)平波電抗器濾波后，供給牽引電動(dòng)機(jī)。牽引電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車軸和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于輪軌間的黏著作用從而產(chǎn)生牽引力使列車前進(jìn)。牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同，機(jī)車的運(yùn)行速度就不同。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向改變，機(jī)車的運(yùn)行方向也隨之改變。牽引電動(dòng)機(jī)還可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將列車運(yùn)行的機(jī)械能變?yōu)殡娔埽M(jìn)行電阻制動(dòng)。（二）電力機(jī)車的組成電力機(jī)車是由機(jī)械部分、電氣部分和空氣管路系統(tǒng)組成的。4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（二）電力機(jī)車的組成1．機(jī)械部分機(jī)械部分包括車體、轉(zhuǎn)向架、車體和轉(zhuǎn)向架的連接裝置和牽引緩沖裝置。

2．電氣部分電氣部分包括機(jī)車上的各種電氣設(shè)備及其連接導(dǎo)線。電氣設(shè)備主要有受電弓、主斷路器、牽引變壓器、硅整流裝置、平波電抗器、牽引電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)電阻柜等。為了保證機(jī)車的正常運(yùn)行，機(jī)車上還有許多輔助電氣設(shè)備和控制電器。機(jī)車上的各種電機(jī)、電氣設(shè)備按其功能、作用、電壓等級(jí)不同，分別組成主電路、輔助電路和控制電路三個(gè)獨(dú)立的電路系統(tǒng)。三個(gè)電路通過電—磁、電—空和電—機(jī)械聯(lián)系起來，對機(jī)車進(jìn)行控制。3．空氣管路系統(tǒng)空氣管路系統(tǒng)分為風(fēng)源管路系統(tǒng)、控制管路系統(tǒng)、輔助管路系統(tǒng)和制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。4.電力機(jī)車的工作原理及其組成3．空氣管路系統(tǒng)空氣管路系統(tǒng)分為風(fēng)源管路系統(tǒng)、控制管路系統(tǒng)、輔助管路系統(tǒng)和制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。（2）控制管路系統(tǒng)向機(jī)車受電弓、主斷路器及高壓電氣柜內(nèi)的電空接觸器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等機(jī)車氣動(dòng)電器提供壓縮空氣，以保證機(jī)車的安全、正常使用。（4）制動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以DK-1型電空制動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，采用機(jī)車空電聯(lián)合制動(dòng)功能與機(jī)車速度分級(jí)控制系統(tǒng)，或速度監(jiān)控裝置配合實(shí)行速度分級(jí)控制及超速防護(hù)功能。（1）風(fēng)源管路系統(tǒng)為機(jī)車和車輛提供潔凈、干燥和穩(wěn)定的壓縮空氣，以保證列車制動(dòng)系統(tǒng)、空氣彈簧、風(fēng)動(dòng)門裝置及氣動(dòng)電氣等正常工作。（3）輔助管路系統(tǒng)用以改善機(jī)車運(yùn)行條件，確保機(jī)車運(yùn)行安全，由撒砂器、喇叭、刮雨器、輪緣潤滑裝置及其連接管路組成。4.電力機(jī)車的工作原理及其組成3．空氣管路系統(tǒng)如圖6-2所示為SS8型電力機(jī)車的組成示意圖。4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（三）電力機(jī)車的主要電氣器件SS8型電力機(jī)車在機(jī)車車頂外部安裝有兩臺(tái)單臂受電弓。受電弓的弓頭升起后與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，從接觸網(wǎng)上受取電流，并將電流通過車頂母線傳送到車內(nèi)供電機(jī)使用。受電弓弓頭與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸受流的部分，其上裝有粉末冶金滑板。機(jī)車運(yùn)行時(shí)，弓頭能隨接觸導(dǎo)線高度和馳度變化而做前后、上下的動(dòng)作，以便改善受流質(zhì)量。1．受電弓主斷路器是電力機(jī)車的一個(gè)重要器件，它擔(dān)負(fù)著斷開和接通接觸網(wǎng)接入機(jī)車25kV的電路的任務(wù)，并且對主電路的短路、過流、接地等故障狀態(tài)起最后一級(jí)保護(hù)作用。SS8型電力機(jī)車采用TDZIA-10/25型空氣斷路器，它是一種帶外隔離開關(guān)的斷路器。分?jǐn)鄷r(shí)，主觸頭先行分開將電流切斷，經(jīng)過一段延時(shí)后，隔離開關(guān)再分開形成電路隔離，之后主觸頭自行恢復(fù)閉合狀態(tài)，此時(shí)，斷路器處于分?jǐn)酄顟B(tài)；閉合時(shí)，只需將隔離開關(guān)的閘刀合上即可。這種空氣斷路器利用壓縮空氣來滅弧。2．主斷路器4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（三）電力機(jī)車的主要電氣器件主變壓器是交—直流電力機(jī)車上的一個(gè)重要部件，它的任務(wù)是將從接觸網(wǎng)上取得的高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電。型電力機(jī)車上的主變壓器中有高壓網(wǎng)側(cè)線圈、牽引線圈、輔助線圈、勵(lì)磁線圈和列車供電線圈五種線圈，其作用分別如下：（1）高壓網(wǎng)側(cè)線圈通過受電弓接入25kV高壓電；（2）低壓線圈中的牽引線圈用來向牽引電動(dòng)機(jī)供電；（3）輔助線圈用來給輔助電機(jī)等設(shè)備供電；（4）勵(lì)磁線圈在電阻制動(dòng)時(shí)給電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁電流；（5）列車供電線圈向列車提供電源。3．主變壓器4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（三）電力機(jī)車的主要電氣器件SS8型電力機(jī)車共有4臺(tái)直流串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)分別安裝在前后2臺(tái)轉(zhuǎn)向架上，通過驅(qū)動(dòng)齒輪與輪對車軸相連。同電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車一樣，機(jī)車在牽引狀態(tài)時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)車運(yùn)行；當(dāng)機(jī)車在電阻制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，牽引電動(dòng)機(jī)將列車的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生列車的制動(dòng)力。4．牽引電動(dòng)機(jī)變流裝置是SS8型電力機(jī)車的主要部件之一，它主要由大功率整流管、晶閘管和其他附件組成。5．變流裝置4.電力機(jī)車的工作原理及其組成（三）電力機(jī)車的主要電氣器件經(jīng)變流裝置整流后的輸出電壓是脈動(dòng)電壓，由于脈動(dòng)電壓在牽引電動(dòng)機(jī)電路中產(chǎn)生脈動(dòng)電流，脈動(dòng)電流會(huì)影響牽引電動(dòng)機(jī)的換向，而牽引電動(dòng)機(jī)自身的電感很小，不足以將電流濾平到允許的脈動(dòng)范圍內(nèi)，所以要求在牽引電動(dòng)機(jī)電路中串接平波電抗器。6．平波電抗器司機(jī)控制器是司機(jī)用來操縱機(jī)車運(yùn)行的控制電器。司機(jī)利用它來控制電路中的低壓電器，從而控制主電路中的電氣設(shè)備。SS8型電力機(jī)車每端司機(jī)室都裝有一臺(tái)主司機(jī)控制器、一臺(tái)調(diào)車控制器（又稱輔助司機(jī)控制器）和一臺(tái)電空制動(dòng)控制器。7．司機(jī)控制器5.電力機(jī)車的基本參數(shù)小時(shí)功率就是在額定電壓、正常溫升、正常通風(fēng)、整流子檢查孔關(guān)閉的條件下，牽引電動(dòng)機(jī)工作一小時(shí)發(fā)出的最大功率。與之對應(yīng)的為小時(shí)狀態(tài)、小時(shí)電流、小時(shí)轉(zhuǎn)速、小時(shí)力矩、小時(shí)升溫、小時(shí)牽引力、小時(shí)功率因素等。1．小時(shí)功率持續(xù)功率就是在額定電壓、正常溫升、正常通風(fēng)、整流子檢查孔關(guān)閉的條件下，牽引電動(dòng)機(jī)長期工作發(fā)出的最大功率。與之對應(yīng)的為持續(xù)狀態(tài)、持續(xù)電流、持續(xù)轉(zhuǎn)速、持續(xù)力矩、持續(xù)升溫、持續(xù)牽引力等。2．持續(xù)功率（一）功率電力機(jī)車的功率有小時(shí)功率和持續(xù)功率。5.電力機(jī)車的基本參數(shù)（二）牽引力電力機(jī)車的三個(gè)特征牽引力是啟動(dòng)牽引力、計(jì)算牽引力和持續(xù)牽引力。啟動(dòng)牽引力。機(jī)車啟動(dòng)時(shí)所能發(fā)出的最大牽引力稱為啟動(dòng)牽引力。為防止車輪發(fā)生空轉(zhuǎn)，啟動(dòng)牽引力要低于啟動(dòng)時(shí)的黏著牽引力，同時(shí)啟動(dòng)牽引力要保證列車能在限制坡道上啟動(dòng)。計(jì)算牽引力。在全功率工況下，對應(yīng)機(jī)車計(jì)算速度下的牽引力稱為計(jì)算牽引力。計(jì)算牽引力受計(jì)算速度下的機(jī)車黏著的限制。持續(xù)牽引力。機(jī)車在全功率工況下運(yùn)行時(shí)，對應(yīng)持續(xù)速度的牽引力稱為持續(xù)牽引力。123我國電力機(jī)車發(fā)展過程具有以下特點(diǎn)。（1）中國鐵道部既是鐵路經(jīng)營主體，又是鐵路修建、機(jī)車車輛制造主體，還主辦鐵路科研和國家有關(guān)鐵路的中、高等教育。（2）電力機(jī)車產(chǎn)品的開發(fā)以工廠和研究所聯(lián)合開發(fā)研制為主。（3）90年代以前開發(fā)的產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、簡統(tǒng)化差，各型機(jī)車的主要零部件不通用，幾乎一個(gè)型號(hào)一套標(biāo)準(zhǔn)，特別是牽引電動(dòng)機(jī)電壓不統(tǒng)一，有低壓750V、中壓1000V、高壓1500V等多種。這使得設(shè)計(jì)制造、運(yùn)用維修很不方便，經(jīng)濟(jì)效益也差。1990年鐵道部開始電力機(jī)車的簡統(tǒng)化、系列化工作。例如，主電路標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，整流采用兩段橋或不對稱三段橋，牽引電動(dòng)機(jī)電壓統(tǒng)一為1000V，機(jī)車車體采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)等。案例分析03任務(wù)三動(dòng)車組案例引導(dǎo)412017年7月6日上午9點(diǎn)30分，一組從中車長春軌道客車股份有限公司生產(chǎn)線下線的CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組，抵達(dá)西安鐵路局西安動(dòng)車段西安北動(dòng)車所，這也是該型號(hào)動(dòng)車組在我國的首次亮相。CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組是專門針對蘭新線的特點(diǎn)，以更好地適應(yīng)高寒、高溫、高濕、高海拔、強(qiáng)風(fēng)沙和強(qiáng)紫外線運(yùn)用條件而研制生產(chǎn)的全天候動(dòng)車組，設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)速為250公里。與既有型號(hào)CRH5G動(dòng)車組不同的是，該型號(hào)動(dòng)車在原有的技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，對車體結(jié)構(gòu)、車內(nèi)空間、內(nèi)裝效果以及服務(wù)設(shè)施等方面進(jìn)行了優(yōu)化提升，從而使旅客能得到更好的乘車體驗(yàn)。此次配屬的CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組，將于寶蘭高鐵開通后陸續(xù)投入使用。寶蘭高鐵開通后，國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分——徐蘭高鐵將全線貫通，西北地區(qū)高鐵將全面納入全國高鐵網(wǎng)。新型動(dòng)車組具有先進(jìn)、穩(wěn)定、安全、舒適的性能特點(diǎn)，能很好地滿足西北地區(qū)提高客運(yùn)運(yùn)輸效率和運(yùn)輸質(zhì)量的需求。CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組具體有什么特點(diǎn)？動(dòng)車組是由至少兩節(jié)機(jī)車或帶動(dòng)力的車廂和若干節(jié)不帶動(dòng)力的車廂所組成的列車。1.動(dòng)車組分類（一）按照動(dòng)拖比分類列車中，有動(dòng)力的車軸所承載的車重與無動(dòng)力的車軸所承載的車重之比稱為動(dòng)拖比。列車編組中，在動(dòng)力車全部車軸均有動(dòng)力、每節(jié)動(dòng)力車軸數(shù)與非動(dòng)力車軸數(shù)相同且軸重接近的情況下，可以用動(dòng)力車數(shù)量與非動(dòng)力車節(jié)數(shù)之比粗略計(jì)算動(dòng)拖比。列車動(dòng)拖比小于1∶3為動(dòng)力集中型。動(dòng)力集中型動(dòng)車組非常少見，目前已知的只有德國ICE1的2動(dòng)車12拖車編組和中國“新曙光”的2動(dòng)車9拖車編組。列車動(dòng)拖比小于1∶1且大于1∶3為弱動(dòng)力分散型。弱動(dòng)力分散型動(dòng)車組相對多見，多用于城際和中長途線路。法國的TGV、瑞典的X2000、中國的“中華之星”“神州”等大多數(shù)推拉式動(dòng)車組都屬弱動(dòng)力分散系。列車動(dòng)拖比大于或等于1∶1為強(qiáng)動(dòng)力分散型。強(qiáng)動(dòng)力分散型動(dòng)車組最為常見，多用于通勤場合，但也常用于城際和中長途線路。日本的新干線各系、法國的AGV、中國的CRH系列均屬此列。1.動(dòng)車組分類（二）按照用途分類目前，絕大多數(shù)型號(hào)和數(shù)量的動(dòng)車組都被用于客運(yùn)領(lǐng)域，少量動(dòng)車組被用于貨運(yùn)，還有極少一部分用于軌道檢測等特殊用途。（三）按照動(dòng)力源分類按照動(dòng)力源不同，動(dòng)車組可分為電力動(dòng)車組和內(nèi)燃動(dòng)車組。2.動(dòng)車組的編號(hào)規(guī)則動(dòng)車組的編號(hào)是由動(dòng)車組簡稱、技術(shù)序列代碼、制造序列代碼和型號(hào)系列代碼組成的。動(dòng)車組編組中的車種代號(hào)是漢語拼音的縮寫，如表6-1所示。動(dòng)車組編組順位代號(hào)以兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，代表位置排列編號(hào)，自首車起從“01”開始順序排列，尾車的排列編號(hào)為“00”。3.動(dòng)車組的主要技術(shù)特點(diǎn)高速動(dòng)車組的速度都在200km/h以上，空氣阻力占主導(dǎo)地位。所以動(dòng)車組往往從頭、尾部至整個(gè)列車（包括車頂和車下設(shè)備）都設(shè)計(jì)成流線形狀來減低空氣阻力，并盡量降低表面粗糙度和列車高度。（一）優(yōu)良的空氣動(dòng)力學(xué)外形為了節(jié)省牽引功率，降低高速所引起的動(dòng)力作用對線路結(jié)構(gòu)、機(jī)車車輛結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷，以及提高旅客乘坐舒適度，需要最大限度地降低高速動(dòng)車組的軸重。因此，各國高速動(dòng)車車體的主要材料是鋁合金和不銹鋼。從發(fā)展趨勢看，鋁合金將成為動(dòng)車組車體的主導(dǎo)材料。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的主要途徑有兩個(gè)：一是采用新材料，二是合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（二）車體結(jié)構(gòu)輕量化3.動(dòng)車組的主要技術(shù)特點(diǎn)提高列車運(yùn)行速度首先遇到的問題是轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，所以，提高列車運(yùn)行速度應(yīng)保證轉(zhuǎn)向架的高性能，要求高速轉(zhuǎn)向架具有高速運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和良好的曲線通過性能。（三）高性能轉(zhuǎn)向架技術(shù)動(dòng)車組制動(dòng)系統(tǒng)需具備以下條件：（1）盡可能縮短制動(dòng)距離以保障列車安全；（2）保證高速制動(dòng)時(shí)車輪不滑行；（3）司機(jī)操縱的制動(dòng)系統(tǒng)需靈活可靠，能適應(yīng)列車自動(dòng)控制的要求。因此，動(dòng)車組的非制動(dòng)系統(tǒng)可采用大功率盤形制動(dòng)機(jī)；采用復(fù)合制動(dòng)方式，即空氣盤形制動(dòng)電氣動(dòng)力制動(dòng)（再生制動(dòng)）非黏著制動(dòng)（渦流制動(dòng)和磁軌制動(dòng)）；按速度控制制動(dòng)力的大小以充分利用黏著；采用高性能的防滑裝置以及采用微機(jī)控制等。（四）復(fù)合制動(dòng)技術(shù)3.動(dòng)車組的主要技術(shù)特點(diǎn)車輛間的牽引緩沖裝置是關(guān)系到緩和列車沖擊、提高旅客舒適性和列車安全的重要部件，高速列車對牽引緩沖裝置提出了更高的要求。目前世界各國高速列車普遍采用密接式車鉤連接裝置，該裝置兩車鉤連接面的縱向間隙一般都小于2mm，上下、左右偏移也很小，對提高列車的運(yùn)行平穩(wěn)性和電氣線路、風(fēng)管的自動(dòng)對接提供了保證。（五）密接式車鉤緩沖裝置早期的電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)均采用交—直傳動(dòng)，用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于直流電動(dòng)機(jī)的單位功率重量較大，使高速列車既要大功率驅(qū)動(dòng)又要求減輕軸重，特別是減輕簧下部分的質(zhì)量，形成了難以克服的矛盾。在交流傳動(dòng)系統(tǒng)中，交流牽引電動(dòng)機(jī)較傳統(tǒng)的直流牽引電動(dòng)機(jī)具有額定輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、易維修、速度控制方便、效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。（六）交流傳動(dòng)技術(shù)3.動(dòng)車組的主要技術(shù)特點(diǎn)目前在世界高速鐵路上的自動(dòng)控制方式主要分為兩類，一類是以設(shè)備為主、人控為輔的控制方式，以日本新干線采用的ATC（列車自動(dòng)控制）方式為代表；另一類是人機(jī)共用、人控為主的方式，以法國TGV高速列車為代表，主要采用TVM300型安全防護(hù)系統(tǒng)及改進(jìn)的TVM430型安全防護(hù)系統(tǒng)，還有德國ICE高速列車采用的FRS速差式機(jī)車信號(hào)和LZB型雙軌條交叉電纜傳輸式列車控制設(shè)備等。（七）列車自動(dòng)控制技術(shù)4.動(dòng)車組工作原理（一）啟動(dòng)與調(diào)速內(nèi)燃及電力動(dòng)車組列車運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)與調(diào)速分別與內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車的工作原理相同。（二）動(dòng)車組動(dòng)力1．動(dòng)車組的動(dòng)力配置動(dòng)力分散型動(dòng)車組的動(dòng)力配置也有兩種模式，一種是完全分散模式，即動(dòng)車組中的車輛全部為動(dòng)力車，如日本的0系高速列車，16輛編組中全部是動(dòng)力車；另一種是相對分散模式，即列車編組中部分是動(dòng)力車，部分為無動(dòng)力的拖車，如日本的100系、700系高速列車，16輛編組中有12輛動(dòng)力車，4輛是拖車，即12動(dòng)＋4拖。

2．高速受電高速列車的受電是通過受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線緊密接觸而實(shí)現(xiàn)的，因而受電是否正常直接取決于接觸網(wǎng)—受電弓系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)。接觸網(wǎng)—受電弓系統(tǒng)工作可靠是確保高速動(dòng)力車動(dòng)力的根本條件。4.動(dòng)車組工作原理（三）動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架在設(shè)計(jì)制造高速轉(zhuǎn)向架時(shí)，必須解決其高速運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性、平穩(wěn)性和良好的曲線通過性能等關(guān)鍵技術(shù)問題，以保證高速列車安全行駛、乘坐舒適并減少維修。動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架分為動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架兩類。動(dòng)車下面是動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，拖車下面是非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架。（四）動(dòng)車組空調(diào)系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)裝置（簡稱空調(diào)裝置）是高速客車的設(shè)備之一，并具有以下特點(diǎn)：高可靠性，高舒適性，適應(yīng)車外壓力波的變化，適應(yīng)高速車輛輕量化、小型化的要求，低噪聲和低振動(dòng)。4.動(dòng)車組工作原理（五）動(dòng)車組制動(dòng)及其控制1．高速列車的制動(dòng)方式

1）制動(dòng)方式的分類

根據(jù)列車動(dòng)能消耗的方式不同，制動(dòng)方式可分為摩擦制動(dòng)和動(dòng)力制動(dòng)。摩擦制動(dòng)是指通過機(jī)械摩擦來消耗列車動(dòng)能的制動(dòng)方式。其優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)力與列車速度無關(guān)，無論列車是在高速還是低速時(shí)都有制動(dòng)能力，特別是在低速時(shí)能對列車施行制動(dòng)直至停車。動(dòng)力制動(dòng)是用某種能量轉(zhuǎn)換裝置，將運(yùn)行中列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，并予以消耗的制動(dòng)方式，其特點(diǎn)是制動(dòng)力與列車速度有很大關(guān)系，列車速度越高，制動(dòng)力越大，隨著列車速度的降低制動(dòng)力也隨之下降。4.動(dòng)車組工作原理（五）動(dòng)車組制動(dòng)及其控制1．高速列車的制動(dòng)方式根據(jù)制動(dòng)力產(chǎn)生的方式不同，制動(dòng)方式又可分為黏著制動(dòng)和非黏著制動(dòng)。2）復(fù)合制動(dòng)傳統(tǒng)的純空氣制動(dòng)能力已不能滿足高速列車的需要，高速列車必須采用能提供強(qiáng)大制動(dòng)力和能更好利用黏著的復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)。復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)通常由制動(dòng)控制系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)、摩擦制動(dòng)等組成。2．制動(dòng)控制系統(tǒng)1）高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的基本要求（1）制動(dòng)能力的要求國外300km/h高速列車的緊急制動(dòng)距離均在3000～4000m之間。我國高速列車在初速300km/h條件下的復(fù)合緊急制動(dòng)距離可保證在3700m以內(nèi)。4.動(dòng)車組工作原理（五）動(dòng)車組制動(dòng)及其控制2．制動(dòng)控制系統(tǒng)1）高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的基本要求（2）舒適性的要求采用微機(jī)控制的電氣指令制動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過程的優(yōu)化控制，并在提高平均減速度的同時(shí)盡量減少減速度的變化率。（3）安全可靠性制動(dòng)系統(tǒng)作用的可靠性是列車行車安全的基本保證。2）制動(dòng)控制系統(tǒng)組成微機(jī)控制的制動(dòng)控制系統(tǒng)由電氣部分和氣路閥類部分組成。5.動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制高速動(dòng)車組的控制、監(jiān)測與診斷系統(tǒng)是車載分布式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在每節(jié)車輛內(nèi)通過車廂總線將分布在同一車廂內(nèi)的各計(jì)算機(jī)控制裝置聯(lián)網(wǎng)，通過列車總線把分布在不同車廂中的主控單元（節(jié)點(diǎn)）聯(lián)網(wǎng)，直至連接到安裝在列車前、后端動(dòng)車上的列車控制、診斷中心。通過動(dòng)車司機(jī)操縱臺(tái)上的顯示屏，可選擇顯示列車中各受控設(shè)備的工作狀態(tài)。案例分析CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組（見圖6-3）采用了中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)上的相關(guān)自主技術(shù)，搭載了國內(nèi)第一款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)——“中國腦”，也可搭載具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車牽引系統(tǒng)——“中國心”，并且整車9項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及10項(xiàng)配套技術(shù)的自主化率、國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的耐高寒防風(fēng)沙動(dòng)車組。CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組保持了我國200公里時(shí)速等級(jí)動(dòng)車組的主力車型——CRH5A型動(dòng)車組和CRH5G動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)的特點(diǎn)，并對車體、電氣、制動(dòng)等進(jìn)行高寒適應(yīng)性優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，改進(jìn)了車體裙板的密封形式，車體門窗還加裝了集水槽，防止水珠結(jié)冰造成車門無法開啟；安裝了大功率空調(diào)，能確保車外溫度達(dá)到40℃時(shí)，車內(nèi)溫度始終穩(wěn)定在24℃；空調(diào)還采用了防風(fēng)沙和空氣過濾設(shè)計(jì)，使設(shè)備免受風(fēng)沙侵害。通過種種改進(jìn)措施，可使該型動(dòng)車組在零下40℃的高寒條件下正常運(yùn)營，具有抗風(fēng)、沙、雨、雪、霧、紫外線等惡劣天氣的能力，極其適應(yīng)寶蘭高鐵上的惡劣氣候。案例分析56與既有的CRH5G車型比較，CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組外觀有很大的改變，采用了經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的“海豚”型車頭。該車型外形設(shè)計(jì)充分利用了空氣動(dòng)力學(xué)原理，不但外形優(yōu)美大氣、重心更低更穩(wěn)，還具有降低氣動(dòng)噪聲的優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，車體寬度也增加了10公分，進(jìn)而有效提升了車內(nèi)空間。CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組不僅各個(gè)部件具有自我保護(hù)的功能，全車還設(shè)有2000多個(gè)傳感器，對32個(gè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控點(diǎn)達(dá)1000多個(gè)，對動(dòng)車組的主要系統(tǒng)或零部件的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如電機(jī)、齒輪箱、車輪軸承溫度等，實(shí)現(xiàn)自監(jiān)測、自診斷、自決策，保證動(dòng)車組安全可靠地運(yùn)營。圖6-3CRH5G型技術(shù)提升動(dòng)車組04任務(wù)三機(jī)車運(yùn)用與檢修案例引導(dǎo)2017年5月24日，朔黃鐵路一臺(tái)1896#內(nèi)燃機(jī)車在運(yùn)行中突然出現(xiàn)故障，無法正常運(yùn)用。故障發(fā)生后乘務(wù)員即刻上報(bào)并通知檢修工隊(duì)進(jìn)行檢修。檢修工隊(duì)針對專項(xiàng)問題具體分析，得到的最終結(jié)論是：柴油機(jī)氣缸環(huán)磨損超限，彈性差，造成活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)做功動(dòng)態(tài)間隙增大，燃燒室內(nèi)部分燃?xì)饴┬沟角S箱體內(nèi)。此外，機(jī)車按修程計(jì)算已到中修期，但由于運(yùn)用機(jī)力稀缺，該機(jī)車被堅(jiān)持用來執(zhí)行調(diào)車作業(yè)，在線運(yùn)用時(shí)間過久且未及時(shí)保養(yǎng)是產(chǎn)生此次故障的根本原因之一。如何提高機(jī)車檢修效率？1.機(jī)務(wù)段及整備作業(yè)機(jī)務(wù)段的任務(wù)是認(rèn)真貫徹上級(jí)的命令指示，執(zhí)行列車運(yùn)行圖、機(jī)車周轉(zhuǎn)圖；在機(jī)車運(yùn)用方面，負(fù)責(zé)計(jì)劃和組織本段機(jī)車和乘務(wù)組完成鄰接區(qū)段的列車牽引和車站調(diào)車任務(wù)，并對日常運(yùn)用機(jī)車進(jìn)行整備和日常保養(yǎng)；在機(jī)車檢修方面，進(jìn)行段修范圍內(nèi)的機(jī)車定期檢修和日常維修工作，按計(jì)劃供應(yīng)質(zhì)量良好的機(jī)車，確保運(yùn)用機(jī)車的狀態(tài)良好。按所擔(dān)當(dāng)?shù)娜蝿?wù)不同，機(jī)務(wù)段可分為貨運(yùn)機(jī)車機(jī)務(wù)段、客運(yùn)機(jī)車機(jī)務(wù)段和客貨運(yùn)機(jī)車混合機(jī)務(wù)段；按機(jī)型不同，機(jī)務(wù)段可分為內(nèi)燃機(jī)車機(jī)務(wù)段、電力機(jī)車機(jī)務(wù)段和混合機(jī)務(wù)段。機(jī)車在牽引列車或調(diào)車工作之前，必須要進(jìn)行的物資供應(yīng)和各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，稱為整備作業(yè)。內(nèi)燃機(jī)車的整備作業(yè)主要包括交接、清洗機(jī)車，補(bǔ)充燃油、潤滑油、冷卻水和砂，檢查維修機(jī)車。電力機(jī)車無需補(bǔ)充燃料和水，只需補(bǔ)充砂及清洗和檢查維修機(jī)車等。2.機(jī)車交路與乘務(wù)制

（一）機(jī)車交路機(jī)車交路是機(jī)車固定擔(dān)當(dāng)運(yùn)輸任務(wù)的周轉(zhuǎn)區(qū)段，也稱機(jī)車牽引區(qū)段。按用途不同，機(jī)車交路可分為客運(yùn)機(jī)車交路