内燃机车发展史「内燃机车简介(下)」

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2.1 了解内燃机车

内燃机车是以内燃机为动力，通过传动装置驱动车轮的机车。内燃机车一般是由柴油机、传动装置、走形部、车体车架、车钩缓冲装置、制动系统和辅助装置组成。
内燃机车的燃油在气缸内燃烧，燃油的化学能转变为热能，然后由气缸、活塞、连杆、曲轴转变为曲轴输出的机械能，再经传动装置转换为适合牵引特性要求的机械能，最后驱动机车动轮在钢轨上转动产生牵引力。
内燃机车与其他机车最大的不同在于作为动力源的柴油机与动轮之间具有特殊的传动装置，例如电力传动和液力传动装置，这样在把柴油机机械能传递给走行部的过程中，既保证了柴油机的功率得到充分发挥，又使机车具有良好的牵引性能和速度范围。

2.2 各种不同的内燃机车

内燃机车的类型很多，以内燃机为动力并通过传动装置驱动车轮的机车都可以称为内燃机车。按机车上所用内燃机的种类，内燃机车分为柴油机车和燃气轮机车。在中国内燃机车专指以柴油机为动力装置的柴油机车，不包括燃气轮机车。
内燃机车按用途分为客运、货运、调车、工矿内燃机车；按传动形式分为机械传动、电力传动和液力传动内燃机车，如中国的北京型、东方红型内燃机车都采用了液力传动装置，东风系列的内燃机车则采用了电力传动方式，电力传动内燃机车又可以分为直-直流传动、交-直流传动和交-直-交流传动；按机车总轴数可以分为四轴、六轴和八轴内燃机车，如北京型是四轴内燃机车，东风系列的内燃机车则是六轴内燃机车。

2.3 内燃机车的兴起

把柴油机应用于铁路机车的设计思想产生于20世纪初，1923年美国通用电气公司和美国机车公司研制成功了一种220千瓦的电力传动柴油机车。1924年前苏联用一台735千瓦潜水艇柴油机，制造成功了一台电力传动的柴油机车。随着电子技术的发展，联邦德国在1971年试制出1840kw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。
中国于1958年仿照前苏联的电力传动内燃机车试制了巨龙型内燃机车，20世纪60年代初，便自行设计制造以东风型为代表的第一代内燃机车，从1969年开始批量生产交-直流电力传动的东风4型、液力传动的北京型和东方红系列的第二代内燃机车。

2.4 内燃机车的发展历程

20世纪50年代，世界上内燃机车数量急剧增加，而且内燃机车用柴油机多数装配了废气涡轮增压器，功率比二战前提高了50%，工业发达国家先后停止制造蒸汽机车，转而大量生产并运用直流电力传动和液力传动内燃机车。20世纪60年代中期，大功率硅整流器研制成功并应用于内燃机车，出现了交-直流电力传动内燃机车。20世纪80年代以后，随着电力电子技术的发展，性能优越的交-直-交电力传动内燃机车逐步得到发展。
为了适应中国铁路的飞速发展，20世纪80年代后期中国停止生产传动效率比较低的干线液力传动内燃机车，90年代研制成功了快速客运内燃机车东风11型和大功率货运内燃机车东风8B等新一代内燃机车。进入21世纪，中国的交-直-交电力传动内燃机车研制取得成功，研制出了东风4DAC、东风8BJ、东风8CJ等交流传动电力机车。

2.5 内燃机车的走行部

机车走行部是机车在轨道上运行的装置。蒸汽机车的动轴用轴箱平行安装在主车架中成为其走行部，而内燃机车与电力机车一样，走行部采用转向架的形式。内燃机车的走行部一般为二轴或三轴转向架，极少数机车用四轴转向架。机车转向架由构架、轮对、轴箱、一系弹簧悬挂装置、二系弹簧悬挂装置、牵引装置、牵引电动机、齿轮传动装置、基础制动装置等部分组成。轴箱与转向架构架之间在垂向用一系弹簧悬挂装置相连，转向架构架与车体之间在垂向用二系弹簧悬挂装置相连。一、二系弹簧悬挂装置通常还并联有油压减震器，使机车在轨道上走行时的垂向冲击得到缓冲和衰减，速度较高的机车转向架构架与车体之间设有横向减震器，在横向上能弹性横动，使速度较高时机车的横向平稳性较好。速度超过120km/h的机车转向架构架与车体之间在两侧纵向设置抗蛇行减震器，保证机车的横向稳定性。

2.6 内燃机车的轴列式

内燃机车与电力机车都属于转向架式机车，可以采用轴列式表示其走行部特征。轴列式用英文表示动轴数，如A为一根动轴，B为两根动轴，C为三根动轴，D为四根动轴，用数字表示无动力的轴数，例如东风4型内燃机车的轴列式C0-C0表示机车有两个三轴转向架装在同一个车底架上，注脚“0”表示每个转向架内3根动轴各用电动机单独驱动；例如北京型液力传动内燃机车的轴列式即为B-B，各轴是成组驱动的；轴列式A1A-A1A表示机车有两个三轴转向架，其两根端轴用“A”表示为动轴，中间一根轴用数字“1”表示为无动力，即不安装牵引电动机。

2.7 内燃机车的车体

内燃机车与电力机车的车体都是由司机室、车顶、侧壁、间壁、车架和排障器等部分组成。车体按外形可分为罩式车体和棚式车体两种，罩式车体又称为外走道式，外形矮小，车架承载，车体上部罩壳部分仅为保护机械电气设备而设，通常司机室布置在机车的中部，也有设在端部的，高出并宽于车体的其它部分，以便于司机的瞭望，走道在车罩外，乘务人员检查设备时必须打开罩侧面的门，罩式车体结构简单，一般多用于小功率机车，如调车机车、工矿机车等。棚式车体又称为内走道式，外形高大，内部除安装机械、电气设备外，还有可供乘务人员通行的走道，以便在运行过程中随时进行设备的检查和维修，车体内部根据安装设备的不同，用间壁分成若干个室，如动力室、电气室、冷却室、变压器室等，司机室布置在一端或两端，瞭望视线开阔，外形可设计成流线形，干线机车一般都采用棚式车体。

2.8 内燃机车司机控制器

内燃机车乘务员主要通过操纵司机控制器驾驶列车运行，司机控制器主要有两个操纵手柄：一个称为换向手柄，另一个称为控制手柄，又叫主手柄。换向手柄一般设有“前制”、“前进”、“0”、“后退”、“后制”5个手柄位置，用来改变机车的牵引、制动、前进、后退等工况。控制手柄对于无级调速的司机控制器有“0”、“1”、“升”、“保”、“降”5个工作位置，对于有级调速的司机控制器有0位及1~16共17个工作位置。在牵引工况下，通过改变控制手柄的位置可以控制柴油机的转速和功率，从而控制机车的牵引力和速度；在电阻制动工况下，也可以通过变换控制手柄的位置控制柴油机转速，从而控制电阻制动功率。