机车总体及走行部

高等职业教育铁道机车专业系列规划教材

机车总体及走行部

王磊主编

华亮主审

中国铁道出版社有限公司

年北京

2020·

内容简介

本书是铁道机车专业的核心课程教材之一以当前应用较为广泛的和

,HXD3、HXD1

动力集中动车组系列电力机车和系列内燃机车为主型机车详尽介绍

FXD1(160km/h)DF4,

了机车车体设备布置转向架牵引缓冲装置车体与转向架连接装置通风系统及空气管路

、、、、、

系统等相关知识并附加了机车检查内容以提升机车乘务员和检车检修作业人员的操作技

,,

能扩展学生知识面

,。

本书为高等职业院校铁道机车和铁道车辆等专业教材也可作为成人教育机务段机车运

,、

用与检修人员和有关工程技术人员的岗位培训参考用书

。

图书在版编目(CIP)数据

机车总体及走行部王磊主编北京中国铁道出版社

/.—:

有限公司

,2020.7

高等职业教育铁道机车专业系列规划教材

ISBN978-7-113-26630-1

机王内燃机车行驶系高等职业

Ⅰ.①…Ⅱ.①…Ⅲ.①--

教育教材

-Ⅳ.①U262

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2020)021454

书名:机车总体及走行部

作者:王磊

策划:阚济存

责任编辑:阚济存编辑部电话:电子信箱:

(010)51873133td51873133@163.com

封面设计:尚明龙

责任校对:孙玫

责任印制:樊启鹏

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:北京铭成印刷有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202071202071

开本:印张字数千

787mm×1092mm1/16:13.5:350

书号:

ISBN978-7-113-26630-1

定价:元

38.00

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务部联系调换电话

,,。:(010)51873174

打击盗版举报电话市电路电传真

:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

前言

本书依据高等职业学校铁道机车专业“机车总体及走行部”课程教学大纲的

具体要求而编写。“机车总体及走行部”课程是铁道机车专业的一门专业核心课。

随着中国铁路向高速、重载的深入发展,新技术、新工艺、新方法在铁路上得

到了广泛的应用。为了适应铁路发展的变化,本教材在现场调研的基础上,从中

国国家铁路集团有限公司、各机务段的实际运用机型出发,并结合我国铁路运输

的发展现状和趋势,精选出、、及系列主型机车,尽可能反

HXD3HXD1FXD1DF4

映机车总体和走行部的新技术、新特点和新工艺,做到深入浅出,同时,突出教学

内容的实用性,使之更贴近现场实际,以适应岗位需求。

本书的编写,注重理论与实践的融合,以就业岗位为核心,从铁路运用现场主

型机车出发,精选相关知识模块,与铁道机车专业其他课程相辅相成,全面构建适

应岗位要求的知识体系,力求通过具体内容提炼出铁道机车机械部分的普适规

律,帮助学生提高自主学习、综合分析、实践操作的综合能力。学生可结合每个模

块的实训内容进行相关知识的学习,达到“学做一体、强化实践”的效果。

通过学习,使学生具备从事机车运用和检修岗位所必须的基本知识和专业技

能,具有解决生产实际问题的能力,培养学生爱岗敬业、忠于职守、团结合作的精

神,为提高综合素质和职业能力打下基础。

本书插图中尺寸未做说明的,其单位均为“”。

mm

本书由南京铁道职业技术学院王磊任主编,陈辉任副主编,华亮任主审。中

国铁路上海局集团有限公司南京东机务段王锐、王志强和陈恩智为本书编写提供

了宝贵资料和建议。本书在编写过程中也得到了中国铁路上海局集团有限公司

下属各机务段、中国铁路南昌局集团有限公司福州机务段、中车株洲电力机车有

限公司的大力支持和帮助,在此向有关单位及所有参考资料的作者们和对本书有

帮助的专家、学者表示衷心的感谢。

由于编者水平有限,本书不足和疏漏之处再所难免,敬请读者批评指正。我

们将虚心吸取大家的意见和建议,不断完善和深化本书中的相关内容。

编者

年月

20206

目录

项目一基本知识…………………

1

模块铁路在国民经济中的作用和地位……………………

11

模块铁道机车的发展概况…………………

25

模块铁道机车构成及主要参数…………

315

复习思考题……………………

19

实训:铁道机车认知的实训…………………

121

项目二机车车体和设备布置…………………

22

模块车体结构概述………………………

122

模块司机室设备布置……………………

240

模块机械室设备布置……………………

348

模块车顶设备布置………………………

455

复习思考题……………………

61

实训:铁道机车车体和设备认知的实训……………………

262

项目三转向架………………

63

模块转向架的作用和结构………………

163

模块转向架构架…………

268

模块轮对齿轮传动及电机悬挂装置……………………

3、75

模块轴箱……………

490

模块一系二系悬挂装置…………………

5、98

模块基础制动装置………………………

6112

模块动车组转向架简介…………………

7118

复习思考题……………………

121

实训:轮对检修实训………………………

3123

项目四车钩缓冲装置…………

124

模块车钩作用和结构……………………

1124

模块缓冲装置……………

2132

复习思考题……………………

137

实训:车钩拆装与检修实训………………

4138

项目五车体与转向架连接装置………………

139

模块车体与转向架的连接装置分类……………………

1139

Ⅱ机车总体及走行部

··

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模块车体与转向架的连接装置结构……………………

2140

复习思考题……………………

145

实训:铁道机车车体与转向架连接装置的认知实训……

5146

项目六通风冷却系统…………

147

模块通风冷却系统概述…………………

1147

模块通风冷却系统工作原理……………

2149

复习思考题……………………

162

实训:铁道机车通风冷却系统认知实训…………………

6163

项目七空气管路系统…………

164

模块型电力机车空气管路系统…………………

1HXD3164

模块型电力机车空气管路系统…………………

2HXD1171

模块型电力机车空气管路系统…………………

3FXD1177

模块型内燃机车风源管路系统…………………

4DF4B184

复习思考题……………………

187

实训:铁道机车空气管路系统认知实训…………………

7188

项目八机车检查………………

189

模块检查前的准备工作…………………

1189

模块机车检查……………

2192

复习思考题……………………

205

实训:机车走行部检查实训………………

8206

参考文献…………………………

208

项目一基本知识

铁路是国家重要的交通设施,铁路运输企业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。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,在国民经济中拥有举足轻重的作用和地位。铁路机车作为铁

路运输的火车头,一直牵引着国民经济不断向更好更快的方向发展。

模块1铁路在国民经济中的作用和地位

学习目标

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。

1.

熟悉铁道机车在铁路运输中的地位。

2.

了解电力机车和内燃机车的优劣势。

3.

知识点

铁路运输在国民经济中的作用。

1.

铁道机车在现代轨道交通运输中的地位。

2.

一、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是综合运输体系的主要部分铁路是

,。

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

、、。

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

、、、、、、、。

现阶段我国国民经济发展的关键物资的运输主要靠铁路运输来承担在国民经济中铁

,,,,

路交通运输行业有力的发挥着其特有的作用

。

(一)运输生产

旅客运输

1.

年国家铁路旅客发送量完成亿人次比上年增加亿人次增长

201833.17·,2.79·,

国家铁路旅客周转量完成亿人比上年增加亿人增长

9.2%;14063.99·km,667.03·km,

如图所示

5.0%,1-1。

货物运输

2.

年国家铁路货运总发送量完成亿比上年增加亿增长其中

201831.91t,2.72t,9.3%。,

集装箱商品汽车散货快运发送量比上年分别增长和国家铁路货运

、、44.6%、25.1%2.3%。

总周转量完成亿比上年增加亿增长如图

25800.96t·km,1709.26t·km,7.1%,1-2

所示

。

2机车总体及走行部

··

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图国家铁路旅客发送量和周转量

1-1

图国家铁路货运总量和货运总周转量

1-2

总换算周转量

3.

年国家铁路总换算周转量完成亿比上年增加亿

201839864.95t·km,2376.29t·

增长如图所示

km,6.3%,1-3。

图国家铁路总换算周转量

1-3

运输安全

4.

年全年未发生特别重大重大铁路交通事故铁路交通事故死亡人数比上年下

2018、,

降

4.4%。

(二)铁路建设

年全国铁路固定资产投资完成亿元投产新线其中高速铁路

20188028,4683km,

4100km。

路网规模

1.

年年底全国铁路营业里程达万以上全国铁路路网密度万2其

201813.1km;136.9km/km。

中复线里程万复线率电气化里程万电化率西部地区铁

,7.6km,58.0%;9.2km,70.0%。

项目一基本知识3

··

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路营业里程万

5.3km。

年国家铁路营业里程万其中复线里程万复线率电气

201812.1km。,7.3km,60.6%;

化里程万电化率年间国家铁路营业里程如图所示

8.7km,72.3%。2013~20181-4。

图国家铁路营业里程万

1-4(km)

移动装备

2.

年全国铁路机车拥有量为万台其中内燃机车万台占电力机

20182.1。,0.81,38.6%;

车万台占全国铁路客车拥有量为万辆其中动车组标准组

1.29,61.3%。7.2。,3256、

辆全国铁路货车拥有量为万辆

26048。83.0。

(三)节能减排

综合能耗

1.

年国家铁路能源消耗折算标准煤万比上年减少万下降

20181624.21t,2.57t,0.2%;

单位运输工作量综合能耗吨标准煤百万换算吨公里比上年减少吨标准煤百万

4.11/,0.23/

换算吨公里下降单位运输工作量主营综合能耗吨标准煤百万换算吨公里比

,5.3%;3.90/,

上年减少吨标准煤百万换算吨公里下降年综合能耗如图

0.08/,2.0%。2013~20181-5

所示

。

图国家铁路运输工作量综合单耗主营单耗

1-5、

主要污染物排放量

2.

年国家铁路化学需氧量排放量比上年减排降低二氧化硫排放

20181878t,14t,0.7%;

量万比上年减排万降低

0.98t,0.65t,39.7%。

4机车总体及走行部

··

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图国家铁路化学需氧量二氧化硫排放量

1-6、

(四)沿线绿化

年国家铁路绿化里程万比上年增加万增长

20184.83km,0.13km,2.8%。

二、铁道机车在现代轨道交通运输中的地位

铁道机车包括电力机车和内燃机车是通过外部接触网或轨道或燃料燃烧供给机车动

,()

能的现代化牵引动力它无论在当前铁路运输中还是在城市轨道交通运输中都具有不可替

。,

代的重要地位

。

(一)电力机车

从对国家铁路机车的统计结果可知电力机车拥有量占机车总量的比例已经超过

:60%,

这主要得益于电力机车所具有的不可比拟的优势

。

功率大速度快

1.、

机车的功率大小决定了它的牵引力和运行速度内燃机车由于受结构的限制功率受到

。,

影响而电力机车的功率相对较大加之现代电网容量超过机车功率好多倍使现代电力机车

,,,

向重载高速方向发展成为现实

、。

热效率高成本低

2.、

电力机车的平均热效率为高于内燃机车同时无非生产性消耗运输成本低经济

26%,,。,

效益好

。

综合利用资源降低能源消耗

3.、

我国有丰富的水利资源可供发电另外火力发电厂也可利用一些劣质燃料发电做到资

。,

源综合利用节约大量的优质燃料

,。

清洁无污染

4.

电力机车的动力来自电能无任何有害排放物和污染作为铁路运输和城市轨道交通的主

,,

要牵引动力是十分理想的绿色交通工具

。

维修便利成本低

5.、

电力机车上主要是一些电器设备因此具有保养容易维修量小定修周期短等特点

,、、。

工作条件舒适

6.

电力机车乘务员的工作条件在劳动强度工作环境噪声采光震动等方面都有很大的改

、、、、

善且优于内燃机车

。

项目一基本知识5

··

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(二)内燃机车

内燃机车与电力机车相比也有其优点

。

热效率高能耗低

1.、

内燃机车的热效率可达型机车的热效率为而向电力机车

30%~35.5%。DF4B33.9%。

供电的火力发电站的热效率在我国则只有机车柴油机的耗油占全国内燃

18.4%~19.3%。

机耗油总量的左右汽车的单位能耗比内燃机车高出倍内燃机车经济地利用了石油

4%。20,

资源

。

投资少

2.

电力牵引必须修建牵引供电系统使电力牵引总的投资比内燃牵引高倍而

,1.45~2.55,

且内燃牵引上马快适应能力强机动灵活性好

,,。

具有可靠的电阻制动或液力制动

3.

内燃机车可以采用电阻制动电传动内燃机车或液力制动液力传动内燃机车不仅有

()(),

利提高列车的下坡速度而且还由于使用电阻制动或液力制动车辆轮对踏面及闸瓦减少了磨

,,

耗延长了轮对踏面的运行公里减少闸瓦更换的工作量和消耗量

,,。

牵引性能好

4.

内燃机车的牵引特性曲线较接近于等功率曲线低速时的牵引力较大例如型机

,。DF4B

车在的坡道上能牵引

6‰4100t。

起动加速快降低运输成本

5.,

起动加速快整备时间短便于多机牵引运行里程长为延长机车交路减少运用机车台

,,,,,

数降低运输成本提高线路通过能力创造了条件

,,。

内燃机车新技术运用前景广阔

6.

内燃机车在新技术运用方面有着广阔的前景如机车交流传动径向转向架柴油机节能

,、、

与强化代用燃料微机控制运行安全保障系统检测与维修技术等

、、、、。

内燃机车的缺点是结构复杂制造修理工艺水平高和运用保养要求较高对高温高海拔

,,、

和长大隧道的适应能力较差排出的废气对环境造成污染等

,。

因此尽管我国电气化铁路电力机车由于其自身的优势电力机车正在逐步取代内燃机

,,

车占据越来越大的市场份额但考虑到内燃机车具有使用范围广铁路线路一次性投资少无

,,,,

需电气化铁路性能相对稳定故障率较少受外部环境影响较小维修相对简单使用成本低

;,;;,

等优点在一些经济不发达气候条件恶劣或矿产自然资源集中区如蒙内铁路一带一路沿

,、,、

线青藏铁路或煤矿等矿产资源丰富地区一般使用内燃牵引因此内燃机车仍有其特定的应用

、,

环境

。

模块2铁道机车的发展概况

学习目标

了解铁路牵引力概述。

1.

了解铁道机车的发展历史和不同阶段铁道机车技术特性。

2.

掌握电力机车牵引制式。

3.

6机车总体及走行部

··

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知识点

铁路运输和牵引力概述。

1.

蒸汽机车发展概况。

2.

内燃机车发展概况。

3.

电力机车发展概况。

4.

一、铁路运输和牵引力概述

(一)铁路运输概述

年月日英国人斯蒂芬森亲自驾驶旅行者号蒸汽机车在新铺设的世界上第

1825927,“”

一条铁路英国的斯托克顿达林顿铁路上试车并获得成功蒸汽机在交通运输业中的

————,。

首次应用使人类迈入了火车时代为人类交通运输业揭开了新篇章铁路运输迄今虽已有

,“”,。

多年的历史但经过不断更新改造现代化铁路仍是世界各国重要的运输工具铁路运输

180,,。

具有运量大运程长成本低受气候条件影响较小等优点铁路运输并不创造新的物质产品

、、、。,

而只改变旅客或货物的位置

。

铁路运输的生产过程是分布在全国漫长的铁路线上进行的具有点多线长连续性强等

,、、

特点且铁路又是运输机务车辆工务电务材料供应基本建设等许多业务部门配合在一

,、、、、、、

起的综合性企业因此铁路运输必须实行高度集中统一指挥从铁路运输组织工作的角度

,,,。

看铁路运输形式的特点是铁道及列车铁路主要运输设备也是根据运输要求设置的铁路主

,,。

要技术设备有

:

铁路线路及各种类型的车站

1.

铁路线路是铁路列车运行的基础由轨道路基桥涵隧道等组成车站则是办理旅客和

,、、、;

货物运输编组和解体列车以及有关技术作业的基地车站又有旅客站货物站编组站区段

、。、、、

站和中间站之分

。

机车车辆及其修理与整备设备

2.

机车是牵引列车运行的基本动力各类型的车辆是载运旅客和货物的工具而修理与整备

,,

设备则是确保机车车辆经常处于完好状态和正常运行的基本保证

。

通信信号设备

3.

它们是保证行车安全和提高行车效率的重要设备有如铁路运输的耳目

,。

铁路运输的生产过程就是利用铁路线路车站机车车辆及通信信号等技术设备将旅客

、、,

与货物从起点运送到终点的过程

。

随着社会生产和现代科学技术的进步世界各国的铁路运输都在广泛采用计算技术和自

,

动控制技术以促使铁路运输逐步向自动化信息化和数字化方向发展铁路运输自动化不但

,、。

是现代交通运输向着高速安全方向发展的需要而且能使复杂的运输管理更加科学与合理

、,,

从而极大地提高运输效率和劳动生产率更好地完成日益繁重的运输任务

,。

(二)铁路牵引动力的基本形式

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在

。,

车站内有目的移动均需机车牵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运输任务有很大的影响

,