任务4　铁路机车、动车组概述

1.铁路机车认知

（1）牵引动力作用

机车是铁路运输的牵引动力。

机车作用之一是由于铁路车辆不具备动力装置，需要将其连挂成列，由机车、动车组牵引沿钢轨运行。另一方面，在车站内，车辆的转线以及货物车辆的取送等各项调车作业，都由机车完成。为了完成客货列车的牵引和车站的调车工作，铁路必须保证提供牵引性能良好、可靠性高、数量足够的机车；同时，必须加强对机车的保养与检修工作、正确组织机车的合理运用。

（2）铁路机车的类型

按照不同分类，铁路牵引动力有不同类型。

①按所用动力分：可分为蒸汽机车、内燃机车和电力机车。

②按机车运用分：可分为货运机车、客运机车、调车机车、客货通用机车、工矿机车。货运机车要求牵引力大，客运机车要求速度高，调车机车要求灵活机动。如SS4型、DF4型为货运机车，DF11型、SS8型为客运机车，DF7、DF5型为调车机车。

③按动力轮对分布和驱动设备的设置分：可分为动力集中型机车和动力分散型机车。

（3）机车牵引性能基本概念

机车牵引列车运行是由于机车具有相当大的牵引力，当机车牵引力克服列车起动时和运行中所受阻力之和，列车运行。评价机车牵引性能的重要指标是机车功率（N），它等于机车牵引力（F）和运行速度（v）的乘积，即N=F·v，单位“kW”。任何一种机车，它的最大功率是一定的，叫做标称功率，例如DF4B型内内燃机车的标称功率为1985kW。

为了充分利用机车功率，要求机车在各种不同运行阻力情况下都具有恒功率输出性能，即N=F·v是一个常数，当牵引力大时，运行速度小；当牵引力小时，运行速度大。

在一定的功率下，随着机车速度的提高，机车的牵引力会下降，反映机车的牵引力和速度之间的关系曲线，就是牵引特性曲线图，如图2.49所示。

曲线左端，牵引力不能超过轮轨之间黏着力，否则车轮空转；右端，速度也不能超过机车构造速度。

2.铁路常见牵引动力类型

（1）内燃机车

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。按照用于机车的内燃机种类可以分为柴油机车和燃气轮机车。我国习惯指柴油机车。

内燃机车的运用热效率达30％左右，机车整备时间短，持续工作时间长，适用于长交路；

用水量少，适用于缺水地区；功率大，维修保养工作量较小，适用于干线牵引；初期投资比电力机车少，工作环境好，适用于多机牵引。内燃机车最大缺点是对大气和环境产生污染。内燃机车按传动方式，分为机械传动、电力传动和液力传动三种。现代机车多采用电力和液力传动。我国目前以电力传动为主，代表车型是东风型电力传动内燃机车，如图2.50所示。内燃机车基本结构相似，包括柴油机、传动装置（主发电机、整流装置、牵引电动机）、车体走行部、车钩缓冲装置、制动装置、辅助装置和控制设备等组成。

电力传动内燃机车的工作原理是：柴油机工作，汽缸内活塞做功（热能转化为机械能），发出的动力驱动主发电机发电（机械能转化为电能），向牵引电动机供电，牵引电动机枢轴与车轴齿轮箱相连，通过牵引齿轮驱动机车轮对旋转（电能转化为机械能），动轮产生的轮周牵引力驱动列车前进。

（2）电力机车

以电力牵引作为主要牵引方式的铁路称为电气化铁路。电气化铁路由电力机车、牵引供电系统和线路组成。

牵引供电系统包括发电厂、牵引变电所、接触网等。

电力机车是利用电能由电动机驱动运行的机车或动车。

电力机车平均热效率比内燃机车高，在提高铁路运输能力、合理利用资源、保护生态环境方面优势明显，是铁路最理想的牵引动力。

电力机车按照传动方式分为直流传动电力机车和交流传动电力机车。直流传动电力机车又分为直流供电和交流供电两种。我国代表车型有采用直流传动韶山系列电力机车，交流传动和谐型电力机车，如图2.51、图2.52所示。

电力机车基本组成包括机械部分（车体、车底架、走行部分、车钩缓冲装置、制动装置等）、空气管路系统（风源系统、控制气路、辅助气路和制动机）和电气部分（受电弓、牵引变压器、牵引电机、整流柜机组、辅助电机及司机控制器、接触器、继电器、转换开关、电空阀等）组成。

交—直型电力机车靠受电弓，从接触网上取得25kV单相工频交流电，经主变压器降压，经整流器将交流电换为直流电，供牵引电动机经齿轮传动装置转换为机械能后，牵引列车运行。

（3）动车组

动车组是由动车和拖车或全部由动力车长期固定地连挂在一起组成的车组。动车组中带有动力的车辆称为动车（用M表示），不带动力的车辆称为拖车（用T表示），列车两端都带有司机室，可在线路上往复运行。

动车组按动力源可分为内燃动车组和电力动车组；按照动力分布可分为动力集中式和动力分散式。

与动力集中式对比，动力分散式动车组具有牵引功率大，最大轴重小，起动加速性能好，可靠性高，列车编组灵活，利用率高，运用成本低等诸多优点，是高速动车组发展方向。

动车组基本组成包括机械部分和电气部分两大部分。机械部分有车体与车辆内部设备、转向架、车辆连接装置、制动装置等；电气部分有受流系统、牵引传动系统、列车网络控制系统等。

我国代表车型是CRH1、CRH2、CRH3、CRH5系列动车组，如图2.53所示。

3.铁路机车、动车组运用与检修

（1）机车运用与检修

机车运用与检修的基层单位是机务段，一般设在区段站和编组站。

①机务段

机务段拥有一定数量的配属机车，其主要任务是：运用方面负责计划、组织本段机车和乘务组完成邻接区段的列车牵引任务，或固定完成车站调车任务，并对日常运用机车进行整备和保养；检修方面负责段修范围内的机车定期检修和日常维修工作，保证运用机车的良好状态。

②机车运用

机车只要离开机务段，就要受行车部门的调度和指挥。

机车交路是机车固定担当运输任务的周转区段，按照牵引区段长度，分为长交路和短交路。

目前，我国机车运转方式有肩回运转制、循环运转制两种，如图2.54、图2.55所示，图中“□”指机务段，“○”指机务折返段。机车乘务制度有包乘制和轮乘制。

③机车检修

机车运用中，其技术状态会随着走行公里数的增加而变差，各部件会发生磨耗、变形或损坏，工作性能下降，出现故障，必须要对其进行维修。

机车检修施行计划性的预防修，包括乘务员的日常检查和保养、定期检修。

机车定期检修的修程分为大修、中修、小修和辅修。大修是全面的恢复性修理，修后机车需达到新车水平；中修主要修理走行部；小修主要是为了对有关设备进行测试和维修；辅修是临时性维修和养护。

（2）动车组运用与检修

动车组运用与检修基层单位是动车段，下设动车运用所和动车检修基地。

动车组施行计划性的预防修。检修分为五个等级，一级、二级检修为运用检修，在动车运用所内进行；三级、四级、五级检修为定期检修，在动车段动车检修基地进行。检修按照规定检修周期进行，比如CRH1、CRH3、CRH5型动车组三级、四级、五级检修周期分别为运行120万km、240万km、480万km。