任務4　鐵路機車、動車組概述

1.鐵路機車認知

（1）牽引動力作用

機車是鐵路運輸的牽引動力。

機車作用之一是由于鐵路車輛不具備動力裝置，需要將其連掛成列，由機車、動車組牽引沿鋼軌運行。另一方面，在車站內，車輛的轉線以及貨物車輛的取送等各項調車作業，都由機車完成。為了完成客貨列車的牽引和車站的調車工作，鐵路必須保證提供牽引性能良好、可靠性高、數量足夠的機車；同時，必須加強對機車的保養與檢修工作、正確組織機車的合理運用。

（2）鐵路機車的類型

按照不同分類，鐵路牽引動力有不同類型。

①按所用動力分：可分為蒸汽機車、內燃機車和電力機車。

②按機車運用分：可分為貨運機車、客運機車、調車機車、客貨通用機車、工礦機車。貨運機車要求牽引力大，客運機車要求速度高，調車機車要求靈活機動。如SS4型、DF4型為貨運機車，DF11型、SS8型為客運機車，DF7、DF5型為調車機車。

③按動力輪對分布和驅動設備的設置分：可分為動力集中型機車和動力分散型機車。

（3）機車牽引性能基本概念

機車牽引列車運行是由于機車具有相當大的牽引力，當機車牽引力克服列車起動時和運行中所受阻力之和，列車運行。評價機車牽引性能的重要指標是機車功率（N），它等于機車牽引力（F）和運行速度（v）的乘積，即N=F·v，單位“kW”。任何一種機車，它的最大功率是一定的，叫做標稱功率，例如DF4B型內內燃機車的標稱功率為1985kW。

為了充分利用機車功率，要求機車在各種不同運行阻力情況下都具有恒功率輸出性能，即N=F·v是一個常數，當牽引力大時，運行速度?。划敔恳πr，運行速度大。

在一定的功率下，隨著機車速度的提高，機車的牽引力會下降，反映機車的牽引力和速度之間的關系曲線，就是牽引特性曲線圖，如圖2.49所示。

曲線左端，牽引力不能超過輪軌之間黏著力，否則車輪空轉；右端，速度也不能超過機車構造速度。

2.鐵路常見牽引動力類型

（1）內燃機車

內燃機車是以內燃機作為原動力，通過傳動裝置驅動車輪的機車。按照用于機車的內燃機種類可以分為柴油機車和燃氣輪機車。我國習慣指柴油機車。

內燃機車的運用熱效率達30％左右，機車整備時間短，持續工作時間長，適用于長交路；

用水量少，適用于缺水地區；功率大，維修保養工作量較小，適用于干線牽引；初期投資比電力機車少，工作環境好，適用于多機牽引。內燃機車最大缺點是對大氣和環境產生污染。內燃機車按傳動方式，分為機械傳動、電力傳動和液力傳動三種。現代機車多采用電力和液力傳動。我國目前以電力傳動為主，代表車型是東風型電力傳動內燃機車，如圖2.50所示。內燃機車基本結構相似，包括柴油機、傳動裝置（主發電機、整流裝置、牽引電動機）、車體走行部、車鉤緩沖裝置、制動裝置、輔助裝置和控制設備等組成。

電力傳動內燃機車的工作原理是：柴油機工作，汽缸內活塞做功（熱能轉化為機械能），發出的動力驅動主發電機發電（機械能轉化為電能），向牽引電動機供電，牽引電動機樞軸與車軸齒輪箱相連，通過牽引齒輪驅動機車輪對旋轉（電能轉化為機械能），動輪產生的輪周牽引力驅動列車前進。

（2）電力機車

以電力牽引作為主要牽引方式的鐵路稱為電氣化鐵路。電氣化鐵路由電力機車、牽引供電系統和線路組成。

牽引供電系統包括發電廠、牽引變電所、接觸網等。

電力機車是利用電能由電動機驅動運行的機車或動車。

電力機車平均熱效率比內燃機車高，在提高鐵路運輸能力、合理利用資源、保護生態環境方面優勢明顯，是鐵路最理想的牽引動力。

電力機車按照傳動方式分為直流傳動電力機車和交流傳動電力機車。直流傳動電力機車又分為直流供電和交流供電兩種。我國代表車型有采用直流傳動韶山系列電力機車，交流傳動和諧型電力機車，如圖2.51、圖2.52所示。

電力機車基本組成包括機械部分（車體、車底架、走行部分、車鉤緩沖裝置、制動裝置等）、空氣管路系統（風源系統、控制氣路、輔助氣路和制動機）和電氣部分（受電弓、牽引變壓器、牽引電機、整流柜機組、輔助電機及司機控制器、接觸器、繼電器、轉換開關、電空閥等）組成。

交—直型電力機車靠受電弓，從接觸網上取得25kV單相工頻交流電，經主變壓器降壓，經整流器將交流電換為直流電，供牽引電動機經齒輪傳動裝置轉換為機械能后，牽引列車運行。

（3）動車組

動車組是由動車和拖車或全部由動力車長期固定地連掛在一起組成的車組。動車組中帶有動力的車輛稱為動車（用M表示），不帶動力的車輛稱為拖車（用T表示），列車兩端都帶有司機室，可在線路上往復運行。

動車組按動力源可分為內燃動車組和電力動車組；按照動力分布可分為動力集中式和動力分散式。

與動力集中式對比，動力分散式動車組具有牽引功率大，最大軸重小，起動加速性能好，可靠性高，列車編組靈活，利用率高，運用成本低等諸多優點，是高速動車組發展方向。

動車組基本組成包括機械部分和電氣部分兩大部分。機械部分有車體與車輛內部設備、轉向架、車輛連接裝置、制動裝置等；電氣部分有受流系統、牽引傳動系統、列車網絡控制系統等。

我國代表車型是CRH1、CRH2、CRH3、CRH5系列動車組，如圖2.53所示。

3.鐵路機車、動車組運用與檢修

（1）機車運用與檢修

機車運用與檢修的基層單位是機務段，一般設在區段站和編組站。

①機務段

機務段擁有一定數量的配屬機車，其主要任務是：運用方面負責計劃、組織本段機車和乘務組完成鄰接區段的列車牽引任務，或固定完成車站調車任務，并對日常運用機車進行整備和保養；檢修方面負責段修范圍內的機車定期檢修和日常維修工作，保證運用機車的良好狀態。

②機車運用

機車只要離開機務段，就要受行車部門的調度和指揮。

機車交路是機車固定擔當運輸任務的周轉區段，按照牽引區段長度，分為長交路和短交路。

目前，我國機車運轉方式有肩回運轉制、循環運轉制兩種，如圖2.54、圖2.55所示，圖中“□”指機務段，“○”指機務折返段。機車乘務制度有包乘制和輪乘制。

③機車檢修

機車運用中，其技術狀態會隨著走行公里數的增加而變差，各部件會發生磨耗、變形或損壞，工作性能下降，出現故障，必須要對其進行維修。

機車檢修施行計劃性的預防修，包括乘務員的日常檢查和保養、定期檢修。

機車定期檢修的修程分為大修、中修、小修和輔修。大修是全面的恢復性修理，修后機車需達到新車水平；中修主要修理走行部；小修主要是為了對有關設備進行測試和維修；輔修是臨時性維修和養護。

（2）動車組運用與檢修

動車組運用與檢修基層單位是動車段，下設動車運用所和動車檢修基地。

動車組施行計劃性的預防修。檢修分為五個等級，一級、二級檢修為運用檢修，在動車運用所內進行；三級、四級、五級檢修為定期檢修，在動車段動車檢修基地進行。檢修按照規定檢修周期進行，比如CRH1、CRH3、CRH5型動車組三級、四級、五級檢修周期分別為運行120萬km、240萬km、480萬km。