铁道机车车辆.第四章 内燃机车

铁路机车车辆1/13/20241第四章内燃机车教学重点了解内燃机的分类、型号几功率教学难点掌握柴油机的工作原理

本课题重点与难点1/13/20242第八章内燃机车第一节内燃机车概述机车按牵引动力的不同分为蒸汽机车、内燃机车和电力机车。内燃机车是以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车所用内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。在中国，内燃机车由于使用柴油机，所以在介绍内燃机车时一般都是指柴油机车（右图电传动内燃机车外型图）。

东风4B型内燃机车东风5型内燃机车1/13/20243当柴油机的燃料在汽缸内燃烧时，所产生的高压高温气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，并通过曲轴将往复运动变为旋转运动，这样燃料的热能就转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速和转矩再送到每个车轴齿轮箱驱动机车动轮，使机车运行，动轮产生的轮周牵引力传送到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。各种柴油机都用一定的型号来表示，如16V240ZL型柴油机，表示16个汽缸V型排列，缸径240mm，设有涡轮增压器和中间冷却器。

内燃机车的传动装置有电传动和液力传动两种，二者在结构原理和运用维修上都有较大的区别。

内燃机车具有独立性强，线路投资小、见效快，整备时间短，启动、加速快，运行交路长，单位功率重量轻，劳动条件好，可实行多机连挂牵引。1/13/20244电力传动根据电机型式的不同，可分为直流—直流电力传动、交流—直流电力传动、交流—直流—交流电力传动等类型。与传统的直流牵引电动机调速系统相比，交流传动机车具有以下优良性能：轴功率大，粘着利用率高；异步电动机可靠性高；机车动力学性能好；利用率高，节能效果好；主要零部件可以少维修和无维修。

1/13/20245一、我国内燃机车的发展中国第一台自己制造的内燃机车是1958年大连机车车辆工厂仿照前苏联ТЭ3型电传动内燃机车试制成功的。它就是“巨龙”号电传动内燃机车，后经过改进设计定型，命名为东风型并成批生产。1.第一代1/13/2024658年，北京二七机车厂试制成功“建设”号电传动内燃机车。戚墅堰机车车辆厂也试制成功“先行”号电传动内燃机车，但这两种车都没有批量生产1/13/20247四方机车车辆工厂也于1958年开始设计，1959年试制成功中国第一台液力传动内燃机车，当时命名为“卫星”号，代号NY1。后经过长期试验和多次改进，定型为东方红型，于1966年成批生产。1/13/202482.第二代：比第一代机车功率大，能是因各种不同用途的种类机型号，机车运用可靠性、耐久性也有了明显提高。DF4、BJ型北京型是二七机车工厂1970年开始试制，1975年批量生产的四轴干线客运内燃机车。机车标称功率1500kW，最大速度120km/h，车长15045mm，轴式B-B。1/13/20249东方红型内燃机车的型号较多，有东方红1型、东方红2型、东方红3型、东方红4型、东方红5型、东方红6型、东方红7型、东方红21型等。东方红1型是四方机车车辆工厂1959年试制，1964年批量生产的干线客运内燃机车，机车按双机联挂设计，也可以单机使用。前73台的机车标称功率是1060kW，最大速度140km/h，车长16550mm，轴式B-B。后36台的机车标称功率增加到1220kW，最大速度降为120km/h，其他不变。1/13/202410东方红2型1966年由四方机车车辆工厂按客运内燃机车设计制造的，机车功率为1470kW，只试制了一台。1972年资阳内燃机车厂和四方机车车辆工厂共同设计，1973年资阳内燃机车厂试制投产的东方红2型，已改为调车用的内燃机车，机车标称功率是650kW，最大速度62km/h，车长12400mm，轴式B-B。1/13/202411东方红3型是四方机车车辆工厂1976年开始制造的干线客运内燃机车，机车标称功率是730×2kW，最大速度120km/h，车长17970mm，轴式B-B。机车的动力装置是两套相同而独立的机组，可以使用其中任何一套或两套同时工作。1987年，该厂还制造了两台机车标称功率为820×2kW的东方红3型。1/13/202412东方红4型从1969年到1977年共制造了5台，没有进行大批量生产。机车功率为3308kW。1/13/202413东方红5型是调车和小运转内燃机车，由资阳内燃机车工厂于1976年~1988年制造。机车标称功率是590kW，最大速度，调车时为40km/h，小运转时为80km/h，车长13700mm，轴式B-B。1/13/202414东方红6型是资阳内燃机车工厂1981年专为上海黄浦港生产的内燃机车。机车功率是1740kW，轴式B-B。只生产1台。1/13/202415东方红21型是高原米轨通用型内燃机车，由四方机车车辆工厂于1976年设计，1977年试制投产，1982年又进行改进。机车标称功率是640kW，最大速度50km/h，车长12000mm，轴式B-B。1/13/2024163.第三代为适应铁路“重载提速”要求，通过学习国外先进技术，引进消化和与国外合作，生产出功率更大、速度更快，满足干线货运列车的重载牵引要求。以DF6、DF8B、DF11为代表车型。1/13/202417东风5型内燃机车代号DF5，1974年设计试制，1985年由大连机车车辆工厂批量生产，适用于编组站和区段站进行调车作业，也可做为小运转及厂矿作业的牵引动力。机车标称功率1210kW，最大速度60km/h，车长18000mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202418东风5B型内燃机车代号DF5B，是大连机车车辆工厂在原东风5型的基础上变形设计而成的。动力装置改而采用12V240ZJF型柴油机，机车车体采用外廊式，适合于调车作业和厂矿使用。机车标称功率1500kW，最大速度100km/h，车长18000mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202419东风6型内燃机车代号DF6。是大连机车车辆工厂新一代大功率、高性能的干线客货运内燃机车新产品。机车动力装置16V240ZJD型柴油机是与英国里卡多咨询工程公司合作改进的。而它的传动装置是与美国G.E.公司合作改进的。机车上采用了微机控制、电阻制动系统等多项世界先进技术。机车的牵引性能、经济性和耐久可靠性均进入世界先进行列。机车标称功率2425kW，最大速度118km/h，车长21100mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202420东风7型内燃机车代号DF7，北京二七机车厂1982年设计，1985年正式生产。适用于大型枢纽编组站场调车及工矿小运转作业。机车起动加速快，油耗低、噪音小、作业效率高，运行安全可靠，操纵和维修方便。机车标称功率1470kW，最大速度100km/h，车长17800mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202421东风7B型内燃机车代号DF7B，北京二七机车厂生产的东风7型电传动内燃机车系列产品的一种，柴油机装车功率1840kW，适用于干线货运、大型枢纽、编组站场、工矿企业的调车和小运转作业。该机车能多机重联，机车双向操纵。最大速度100km/h，机车全长18800mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202422东风7C型内燃机车代号DF7C，北京二七机车厂生产的东风7型电传动内燃机车系列产品的一种，适应于调车作业。柴油机装车功率分1470kW和1840kW两种。其余技术参数与东风7B型相同。同系列的产品还有东风7D型，适用于寒冷地区和山区线路。该车有油耗低，维修方便等优点。1/13/202423东风8型内燃机车代号DF8，戚墅堰机车车辆厂于1984年11月20日试制成功。东风8型内燃机车采用我国自行设计试制的16V280ZJ型中速柴油机，球墨铸铁整体铸造机体为国内首次采用。柴油机的运动件采用42CrMo合金钢全纤维挤压成形全加工氮化曲轴，并列式全加工抛物连杆，钢顶铝裙组合活塞。气缸直径280mm，活塞行程285mm，标定功率3676kW，是目前国内外机车用缸径最大、功率最大的柴油机。东风8型内燃机车的特点，突出表现为功率大、效率高、结构合理、性能优良。与同类型货运内燃机车相比，在相同的条件下，可提高运输能力28%左右。1/13/202424东风8B型内燃机车代号DF8B。该车是戚墅堰机车车辆厂在东风8型内燃机车的基础上开发研制的升级换代产品，可满足繁忙干线货运重载高速的要求。机车具有可变换轴重，以供不同线路选择；微机控制和大屏幕彩色液晶显示屏改善了乘务员工作条件，机车操纵更方便。机车标称功率3100kW，最大速度100km/h，机车全长22000mm，轴式C0-C0，传动方式为交-直流电传动。1/13/202425东风8BJ型内燃机车，原名NJ2型，代号DF8BJ。是资阳内燃机车厂和株洲电力机车研究所联合研制的国产化交流传动干线客、货运内燃机车。机车采用计算机控制等先进技术，柴油机采用电子喷射技术。在确保机车可靠性前提下，主要部件均采用国产件，以降低机车制造和运用成本。机车按“重载5000t、最高速度120km/h”牵引要求进行设计，其总体技术水平达到20世纪90年代末世界先进水平。装车功率4000kW，最大速度120km/h，传动方式为交-直-交流电传动。1/13/202426东风9型内燃机车，代号DF9。是戚墅堰工厂研制的准高速客运内燃机车。采用了轮对空心轴牵引电动机全悬挂转向架、6连杆万向轴两级弹性驱动、二系高柔圆弹簧串联瓦状橡胶垫车体悬挂、蛇型液压减振器等当代先进技术，可以满足高速运行要求。柴油机装车功率达到4500kW，最大速度160km/h，轴式Co-Co，传动方式为交-直流电传动。该型机车没有正式投产1/13/202427东风10D型内燃机车，代号DF10F。是东风10系列机车中的一个品种，大连机车车辆工厂生产的重型调车和小运转作业内燃机车。柴油机装车功率2200kW，最大速度100km/h，车长18800mm，轴式Co-Co，传动方式为交-直流电传动。1/13/202428东风10F型内燃机车，代号DF10F。是东风10系列机车中的一个品种，大连机车车辆工厂生产的适用于客流繁忙干线开行速度为140～160km/h旅客列车的牵引动力。机车由结构完全相同的两个单节机车联挂而成。每个单节机车各装一台型号为12V240ZJD的中速柴油机作为动力源。机车具有牵引力大、起动加速性能好、运行平稳、使用成本低和运用灵活等特点，可以根据不同的线路和需要将两节机车重联使用，也可分解成单节使用。柴油机装车功率2×2200kW，最大速度160km/h，车长2×18200mm，轴式为双（C0-C0），传动方式为交-直流电传动。1/13/202429东风11型准高速客运内燃机车，代号DF11。1992年由戚墅堰机车车辆工厂试制成功，是中国自行设计、自行研制的一项新的成果。机车采用16V280ZJA型柴油机，并运用微机控制，采用电空制动、机车速度控制系统、轴温检测、独立作用式单元制动器及双流道散热器等一系列新技术，使机车在任何情况下均可恒功率运行。转向架采用锥形空心轴全悬挂、双节连杆万向节驱动装置、高柔圆弹簧旁承等新技术，具有较好的动力学性能。机车标称功率3040kW，最高运行速度170km/h，最高试验速度达到183km/h。传动方式为交-直流电传动。1/13/202430东风12型电传动内燃机车，代号DF12。是资阳内燃机车厂生产的国内功率最大的调车机车，适用于路内大型编组站和工矿企业5000t级货列的调车和小运转作业，也可以用于牵引干线货列。机车是在东风4B机车的基础上设计的，在柴油机、牵引电机、传动装置等主要零部件与东风4B型机车保持通用的同时，为适应调车作业的要求采用外走廊调车式车体，加装微机控制装置，改进了转向架结构，改善了司机工作条件，提高了调车作业性能。是目前国内多功能、通用性最好的调车机车。机车标定功率为1990kW，最大速度100km/h。车长19900mm，轴式Co-Co，传动方式为交-直流电传动。1/13/202431该机车是为提速专门研制生产的，属双机重联型准高速客运内燃机车，采用全电脑控制，最高时速可达170公里。新型内燃机车4.第四代：以提高微机控制系统1/13/202432内燃动车组是为满足城间中短途旅客运输需求而设计开发的一种新型客运运输工具。长客厂设计开发了液力传动内燃动车组。动车组采用两动五拖编组形式，前后为两辆完全相同的动车，动车采用重联控制，可同时操纵整列动车组。中间为五辆拖车，其中一辆拖车为带播音室和车长办公席的硬座车1/13/202433SYZ25型“庐山”号双层内燃动车组。唐山机车车辆厂于一九九八年自行开发研制成功，此车的试制成功填补了中国铁路运输工具的一项空白。此双层内燃动车组采用进口发动机，三相交直流传动方式,整车PLC控制，西门子直流传动柜。动力转向架采用单独驱动方式，TW160D型动力转向架，非动力转向架采用209PK型转向架。整车组外形为流线型设计，造型美观、大方。设计编组为两动两拖固定编组。车上大量采用现代流行的客车装饰材料，可根据用户要求进行硬座、软座、硬卧、软卧设计。车门采用塞拉门，风档为全密封式。整车设空气调节装置。设卫生间，厕所等。中部可根据用户要求加装酒吧或小卖部。1/13/202434二、内燃机车的组成内燃机车的动力装置是柴油机，因此内燃机车也称柴油机车。燃油(柴油)在汽缸内燃烧，将产生的热能转换为由柴油机曲轴输出的机械能。液力传动机车是通过传动装置转换为适合于机车牵引特性要求的机械能，再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。电力传动机车是通过主发动机把衄轴输出的机械能转换为电能，通过牵引电动机驱动机车动轮运动。内燃机车虽然有各种不同的类型，但它们的基本组成及工作原理是相同或相似的，都是由柴油机、传动装置、机车走行部、制动系统及辅助系统、电器、仪表等部分组成的。1/13/202435图8—1内燃机车的总体结构l-预热锅炉控制箱；2-预热锅炉；3-更衣箱；4-冷却风扇；5-散热器；6-后变速箱；7-膨胀水箱；8-柴油机；9-主发电机；10-电阻制动柜；11-微机柜；12-机车信号装置安装柜；13-制动阀类安装；14-高压柜；15-低压柜；16-主硅整流柜；17-前通风机；18-前变速箱；19-测速发电机；20--励磁机；

21-启动发电机；22-总风缸；23-蓄电池箱；24-空气滤清器；25-燃油箱,26-静液压油箱；27-启动机油泵；28-机油热交换器；29-后通风机；30-机油滤清器；31-空气压缩机组；32-空气干燥器；33-转向架。1/13/202436三、内燃机车的分类、型号、轴列式及功率

1．内燃机车的分类内燃机车按传动方式可分为电力传动机车和液力传动机车；按用途可分为货运机车、客运机车和调车机车。货运机车有较大的牵引力，单节机车功率1500～4400kW，最大运用速度为80～100km／h。客运机车具有较高的运用速度和起动加速度，单节机车功率1500～4400kW，最大运用速度120～170km／h。调车机车分为站内调机和编组站解编调机，进行站内调车和编组站解编调车作业并兼理短途运输，站内调车功率440～740kW，最大运用速度50～70km／h；编组站调车机车功率740～1500kW，最大运用速度70～90km／h。

1/13/2024372．内燃机车的型号和轴列式我国国产的内燃机车习惯用汉字表示，以“东方红”“北京”表示液力传动内燃机车，以“东风”表示电力传动内燃机车，而进口内燃机车用汉语拼音字母表示，以“NY”，表示液力传动内燃机车，以“ND”表示电力传动内燃机车，在汉字或汉语拼音字母右下角的数字，表示该型机车投入运用的序号。内燃机车的轴列式，用以表达转向架台数，每台转向架动轴数及动轴的驱动方式。如2—2，表示该机车有两台二轴转向架，动轴的驱动方式是成组驱动，而3。一3。则表示该机车有两台三轴转向架，动轴的驱动方式是每一动轴为单独驱动。内燃机车的轴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。也可写成BB，C。C。，或。1/13/202438

3．内燃机车功率内燃机车功率是指牵引发电机的功率。如DF4B型内燃机车柴油机装车功率2430kW，牵引发电机的功率为2080～2180kW。我国铁路使用的各种主要类型的内燃机车及主要性能参数见表8—1。四、设置传动装置的目的内燃机车在柴油机将机械能传递给机车走行部的过程中，既要保证柴油机的功率得到充分发挥，又要使机车具有良好的牵引性能，所以柴油机曲轴不能直接驱动机车动轮，必须在柴油机曲轴与机车动轮之间设置一套传动装置。1/13/2024391.柴油机直接驱动机车动轮不能实现机车的理想牵引特性。2.柴油机的转速范围满足不了机车运行速度范围的变化要求。3.柴油机应在无负载情况下启动，而机车启动负载是很大的，所以柴油机无法直接驱动机车动轮。4.柴油机曲轴一般不能反转，而机车却需要既能前进也能后退。1/13/202440内燃机车的传动装置分为机械传动、电力传动和液体传动。液体传动分为液压传动和液力传动。一般大功率内燃机车采用电力传动和液力传动。1/13/202441

第二节机车柴油机柴油机是内燃机，是将柴油燃烧产生的热能转变为由柴油机曲轴输出机械能的动力机械。柴油机的每一工作循环，即从柴油在气缸内燃烧到曲轴输出机械能，是由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个过程组成的。注意柴油机没有火花塞，它吸入并压缩空气，然后将燃油直接喷入燃烧腔（直喷式）。其实是压缩空气产生的热量点燃了柴油机的燃油。1/13/202442分类：1.根据完成一个工作循环的方式不同分为二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机-----DF型、DF2型、DF3型。四冲程柴油机-----DF4系列、DF7、DF8、DF11系列、BJ型、DFH系列。2.按气缸的布置形式分：单列式柴油机、V型柴油机和H型柴油机。3.柴油机一般按转速分为高速柴油机（1000n/s）、中速柴油机（500～1000n/s）和低速柴油机（500n/s）1/13/202443

DF4B型内燃机车上采用的“16V240ZJB”型柴油机，表示它有16个气缸；分两排呈V字形排列；气缸内径为240mm；Z表示增压，装有废气涡轮增压器和增压空气中间冷却器；J表示铁路牵引用；B表示产品改进变型符号。该柴油机就是一种四冲程机车用柴油机。现以此为例，介绍柴油机工作原理。1/13/202444机车柴油机1/13/202445

一、柴油机工作原理为了解柴油机的整个构造情况，现以其中一个气缸为例，看它的结构和工作概况(图8—4)。活塞通过连杆与曲轴相连，在气缸盖上设有进、排气阀和喷油器。进、排气阀由配气机构驱动，喷油器由供油装置控制。燃油在气缸内燃烧作功。活塞需要经过往复4个行程，才能完成进气、压缩、燃烧膨胀、排气4个工作过程。柴油机工作原理视频1/13/2024461.进气冲程：在曲轴的驱动下，活塞由上止点向下止点运动，同时在配气机构的作用下，进气阀开启，排气阀关闭，新鲜空气由进气阀进入气缸，直至活塞移动到下止点。2.压缩冲程：在曲轴的驱动下，活塞由下止点向上止点运动，进、排气阀关闭，气缸内气体被压缩，其压力和温度不断上升，直至上止点，为柴油机自燃创造条件。3.燃烧膨胀冲程：当活塞接近上止点时，高压雾状燃油喷入气缸，燃油与气缸内的高温高压空气混合迅速燃烧，气体温度、压力迅速上升而膨胀，推动活塞下行，通过曲柄连杆机构使曲轴转动，将功率输出。4.排气冲程：在曲轴的驱动下，活塞由下止点向上止点运动，排气阀打开（进气阀关闭），气缸内经过膨胀作功的燃气由排气阀排出，直至活塞再次到达上止点，废气排净。1/13/2024471/13/202448

二、柴油机辅助装置柴油机辅助装置包括：燃油系统、调节系统、进排气系统、冷却系统和预热系统。（一）燃油系统1.功用：根据柴油机的运转工况，适时、定量地向气缸供给具有一定压力的、充足的、清洁的柴油，并使柴油在气缸内良好地雾化，能够充分燃烧，保证柴油机的正常工作。2.组成：燃油系统一般包括低压输油系统和高压供油喷射系统。低压输油系统：燃油箱、燃油粗滤器、燃油输送泵（燃油泵）、燃油精滤器、燃油预热器、低压输油管及回油管等组成。高压供油喷射系统：喷油泵、喷油器、高压油管等组成。1/13/2024491/13/202450图8-6燃油系统

1-燃油箱；2-燃油粗滤器；3-燃油输送泵；4-燃油精滤器；5-燃油管路(低压)；6-喷油器；7-高压油管；8-喷油泵。燃油系统视频1/13/2024511/13/202452

（二）调节系统柴油机的调节控制系统包括调节器、极限调节器、控制机构和调控传动装置等。其中调节器是调节控制系统的主要部件。一般内燃机车采用的是转速-功率联合调节器，由控制部分、感受部分和执行部分组成。1.控制部分：控制柴油机转速，以适应运行要求。2.感受部分：直接感受柴油机外界负荷的变化，及机车牵引功率和辅助功率的变化。3.执行部分：调节器具体执行命令的机构，通过它与喷油泵发生联系，以改变每一循环喷入气缸内的燃油量。1/13/2024531/13/202454(三)进排气系统

1.功用：是向柴油机气缸内输送充足的、清洁的、具有一定压力的新鲜空气，排除气缸内燃烧膨胀后的废气。2.组成：由空气滤清器、废气涡轮增压器、中间冷却器和进、排气管道等组成，如图8—7所示。1/13/202455(四)机油系统柴油机在工作时，诸如曲轴、活塞、连杆等的许多零部件运动速度较高，各摩擦表面都会产生磨损，产生热量。1.功用：就是向柴油机各运动零部件的摩擦表面供给带有一定压力的、温度适宜的、洁净的机油，在对各零部件进行润滑、减小摩擦和磨损的同时，冲洗摩擦表面的磨屑，带走摩擦产生的热量。2.组成：由机油泵、机油滤清器、机油热交换器及管路组成。1/13/202456(五)冷却水系统柴油机工作时，与燃气直接接触的气缸、活塞等零部件受热强烈，如不适当冷却，会造成柴油机过热，使零部件强度降低、机油的物理化学性质改变、润滑条件恶化、摩擦和磨损加剧。所以机车柴油机通常采用强制循环冷却水系统，以保证柴油机主要零部件在适当的温度状态下工作，并保持较高的新鲜空气密度和机油的黏度与品质，保证柴油机能够高效持久地工作。冷却水系统分为高温水系统和低温水系统。冷却水系统由水泵、散热器、冷却风扇和膨胀水箱等组成。1/13/202457

第三节液力传动内燃机车北京型是二七机车工厂1970年开始试制，1975年批量生产的四轴干线客运内燃机车。机车标称功率1500kW，最大速度120km/h，车长15045mm，轴式B-B。1/13/202458内燃机车的液力传动

能用作驱动机车车轮的机械,电动机不是唯一无二的。水力机械中的涡轮机也有和电动机相类似的驱动特性。只要用柴油机带动一个泵，向涡轮提供具有某些压力的液流，而且能够把在涡轮中工作完毕后的液流引回到泵的进口处，使液流循环工作，这套系统就可用作内燃机车的动力驱动系统。根据这一原理，德国工程师费廷格创造了液力变扭器和液力偶合器，把涡轮和泵轮组合在一起，二者之间没有机械连结而只是通过液流循环来相互作用。内燃机车采用这种“软”连结方式而设计的传动系统称作液力传动。

1/13/202459内燃机车的原动力为柴油机，它的特性不符合机车牵引特性的要求，机车动轮是不能由柴油机的曲轴直接驱动，因此需要在柴油机与机车动轴之间加设传动装置。传动装置：是指在柴油机与机车动轮之间安装一套传速比可变的中间环节。液力传动是液体传动的一种方式。柴油机通过液力变扭器及机械装置去驱动车轮。1/13/202460一、液力传动内燃机车概述。液力传动内燃机车具有牵引性能良好、启动平稳、造价低廉、维护方便及节省有色金属等特点，但传动效率较电力传动稍低，适合牵引客运机车。我国自行设计制造的BJ型、DFH型内燃机车都采用液力传动装置。在液力传动内燃机车上，原动力也是柴油机，在柴油机与机车动轮之间，装有一套液力传动装置。液力传动基本原理如图8-10所示。图8—10液力传动基本原理示意图1/13/202461

二、液力变扭器的工作原理液力传动箱内装有液力变扭器，液力变扭器是组成液力传动装置的基本元件。改变柴油机扭矩特性，使之适合于机车牵引特性，就是由它来完成的。变扭器由泵轮、涡轮和导轮组成。其中泵轮为主动轮，能量由此输入；涡轮是从动轮，能量通过它输出。1/13/202462液力传动装置的主要组成部分是液力传动箱、车轴齿轮箱、换向机构和相互联结的万向轴等。它的核心元件是液力传动箱中的液力变扭器，主要由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮通过轴和齿轮与柴油机的曲轴相连，涡轮通过轴和齿轮与机车的动轮相连，导向轮固定在变扭器的外壳上，并不转动。当柴油机启动时，泵轮被带动高速旋转，泵轮叶片则带动工作油以很高的压力和流速冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同的方向转动，再通过齿轮把柴油机的输出功率传递到机车的动轮上，从而使机车运行。

柴油机发出的大小不变的扭矩，经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。当机车需要惰力运行或进行制动时，只要将变扭器中的工作油排出到油箱，使泵轮和涡轮之间失去联系，柴油机的功率就不会传给机车的动轮了。

1/13/202463我国自行设计制造的液力传动内燃机车上一般采用两个变扭器联合工作，即启动变扭器和运转变扭器。1.启动变扭器（Ⅰ挡变扭器）：用于机车启动和低速运行。2.运转变扭器（Ⅱ挡变扭器）：用于机车高速运行。1/13/202464三、液力传动内燃机车的工作原理

1．柴油机启动。由蓄电池供电，启动电机呈直流电动机工况，启动电机通过齿轮带动柴机启动。柴油机启动完毕，将启动电机改接为直流发电机，向蓄电池充电，并为机车辅助设备供电。2．机车启动和调速。

3．机车停车和柴油机停机。4.机车换向和液力制动1/13/202465图8—14内燃机车液力传动系统示意图1/13/202466第四节电力传动内燃机车电力传动内燃机车的传动装置与液力传动内燃机车的截然不同，但其余部分都是相似的。电力传动装置的工作原理如图8-15所示。柴油机直接驱动牵引发电机转动发电，向牵引电动机供电，牵引电动机驱动机车动轮轴，使车轮转动。

1/13/202467电力传动装置根据牵引发电机与牵引电动机的电流制式，可分为直一直流、交一直流、交一直一交流和交一交流型式。

1.直-直流：就是牵引发电机和牵引电动机都是直流电机。用于功率较小内燃机车。如DF、DF2、DF3型及ND2型机车为直-直流电传动内燃机车。

2.交-直流：就是牵引发电机为交流发电机，牵引电动机为直流电机。一般用于较大功率的内燃机车。如DF4系列、DF7、DF8、DF11、ND4、ND5。1/13/202468AC4000交-直交流电力机车3.AC4000交-直-交流电力机车原型车，1996年6月中国自行研制的第一台交流传动电力机车诞生，标志着我国电力机车有望从直流传动向交流传动跃进，为赶上世界先进水平打下了基础。交流传动机车可靠性高、维护检修少、上线运用率可高达95%。1/13/202469DJ型交流传动高速客运电力机车4.DJ型交流传动高速客运电力机车，2000年制造。具有优异的运行性能，节能效率高、通讯干扰小、良好的可靠性与可维修性和全寿命成本低等优点。其牵引、制动工况功率因数接近1，比传统相控机车接触网电流可降低20%，功耗减小50%，牵引变电站装机容量可减荷。采用再生制动，1/13/202470内燃机车的牵引电动机1/13/202471一、交。直流电力传动装置的主要组成部分及特性交一直流电力传动内燃机车，由柴油机驱动一台交流发电机，发电机发出的三相交流电经整流装置整流后，供给直流牵引电动机，用以驱动机车动轮。

DF4型内燃机车电力传动装置的组成及工作原理如图8-16所示，其电力传动装置主要由牵引电动机、牵引发电机、励磁发电机、测速发电机、启动辅助发电机和恒功率励磁控制系统组成。1/13/2024721/13/2024731.牵引电动机：是将电能转变为机械能，再通过齿轮驱动机车动轮。DF4型内燃机车并联安装6台串励直流牵引电动机。2.牵引发电机：为三相交流同步牵引发电机，由柴油机曲轴带动旋转，发出三相交流电，经主整流器整流后，供给6台牵引电动机。3.励磁发电机：为牵引发电机提供励磁电流。4.测速发电机：是一台直流电机，为励磁发电机提供励磁电流。5.启动辅助发电机：是一台直流电机，在柴油机启动时作为串励直流电动机，驱动柴油机转动；柴油机启动后，作为它励直流发电机，向蓄电池充电，并向辅助设备、控制设备、照明设备等供电。6.恒功率励磁控制系统：DF4型内燃机车采用转速-功率联合调节器来实现的。1/13/2024741/13/202475

二、交-直流电传动内燃机车的工作原理(以DF4B型内燃机车为例)