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内燃机车发展史及机车的结构原理
www.fjsen.com?2009-05-13 09:14? ?来源:中国铁路网    我来说两句

内燃机车(diesel locomotive)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。在中国,内燃机车的概念习惯上指的是柴油机。

发展

20世纪初,国外开始探索试制内燃机车。1924年,苏联制成一台电力传动内燃机车,并交付铁路便用。同年,德国用柴油机和空压缩机配接,利用柴油机排气余热加热压缩空气代替蒸汽,将蒸汽机车改装成为空气传动内燃机车。1925年,美国将一台220 kW电传动内燃机车投入运用,从事调车作业。30年代,内燃机车进入试用阶段,直流电力传动液力变扭器等广泛采用,并开始在内燃机车上采用液力耦合器和液力变扭器等热力传动装置的元件,但内燃机车仍以调车机车为主。30年代后期,出现了一些由功率为900~1 000 kW单节机车多节连挂的干线客运内燃机车。

第二次世界大战以后,因柴油机的性能和制造技术迅速提高,内燃机车多数配装了废气涡轮增压系统,功率比战前提高约50%,配置直流电力传动装置和液力传动装置的内燃机车的发展加快了,到了20世纪50年代,内燃机车数量急骤增长。60年代期,大功率硅整流器研制成功,并应用于机车制进,出现了交—直流电力传动的2 940 kw内燃机车。在70年代,单柴油机内燃机车功率已达到4 410kW。随着电子技术的发展,联邦德国在1971年试制出1 840 kW的交一直一交电力传动内燃机车,从而为内燃机车和电力机车的技术发展提供了新的途径。内燃机车随后的发展,表现为在提高机车的可靠性、耐久性和经济性,以及防止污染、降低噪声等方面不断取得新的进展。

中国从1958年开始制造内燃机车,先后有东风型等3种型号机车最早投入批量生产。1969年后相继批量生产了东风4等15种新机型,同第一代内燃机车相比较,在功率、结构、柴油机热效率和传动装置效率上,都有显著提高;而且还分别增设了电阻制或液力制动和液力换向、机车各系统保护和故障诊断显示、微机控制的功能;采用了承载式车体、静液压驱动等一系列新技术;机车可靠性和使用寿命方面,性能有很大提高。东风11客运机车的速度达到了160km/h。在生产内燃机车的同时,中国还先后从罗马尼亚、法国、美国、德国等国家进口了不同数量的内燃机车,随着铁路高速化和重载化进程的加快,正在进一步研究设计、开发与之相适应的内燃机车。

分类

按用途可分客运、货运、调车内燃机车。接走行部形式分为车架式和转向架式内燃车。 按传动方式分为机械传动、液力传动、电力传动内燃机车。现代机车多采用电力和液力传动。电力传动又可分为直流电力传动和交—直流电力传动和交—直—交电力传动内燃机车。

基本结构

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。

柴油机

内燃机车的动力装置,又称压燃式内燃机。主要结构特点包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、增压与否等。现代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器,以利用柴油机废气推动涡轮压气机,把提高了压力的空气经中间冷却器冷却后送入柴油机进气管,从而大幅度提高了柴油机功率和热效率。柴油机工作有四冲程和二冲程两种方式,同等转速的四冲程机的热效率一般高于二冲程,所以大部分采用四冲程。从转速来看,分为高速机(1500 r/min左右)、中速机(1000 r/min)和低速机(中速机转速以下)。为满足各种功率的需要,生产有相同汽缸直径和活塞的各种缸数的产品。功率较小用6缸、8缸直列或8缸V型,功率较大用12、16、18和20缸V型,其中以12、16缸的最为常用。

责任编辑:纪玮维
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