1、二、牽引供電設備二、牽引供電設備（一）電氣化鐵道的供電系統（一）電氣化鐵道的供電系統（二）牽引變電所（二）牽引變電所（三）接觸網三）接觸網（一）電氣化鐵道的供電系統（一）電氣化鐵道的供電系統電氣化鐵道供電系統示意圖電氣化鐵道供電系統示意圖（一）電氣化鐵道的供電系統（一）電氣化鐵道的供電系統錄相：錄相：供電系統供電系統（二）牽引變電所（二）牽引變電所（三）接觸網（三）接觸網接觸網及接觸網及AT供電方式供電方式*一、電氣化鐵道供電系統一、電氣化鐵道供電系統架空式接觸網的結構示意圖架空式接觸網的結構示意圖架空式接觸網組成架空式接觸網組成三、鐵路牽引動力三、鐵路牽引動力概述概述（一）（一）電力機車電力

2、機車（二）（二）內燃機車內燃機車（三）機車牽引性能概念（三）機車牽引性能概念（四）機車牽引重量標準（四）機車牽引重量標準概述概述l1、機車類型、機車類型l2、機車運用、機車運用l3、蒸汽機車概要、蒸汽機車概要*1、機車類型、機車類型l從運用上分：從運用上分： 客運機車、貨運機車、調車機車客運機車、貨運機車、調車機車l從原動力分：從原動力分： 蒸汽機車、內燃機車、電力機車蒸汽機車、內燃機車、電力機車2、機車運用、機車運用（1）機車交路）機車交路(locomotive routing)l定義定義l機車運用方式：機車運用方式： （1）肩回運轉制）肩回運轉制 （2）循環運轉制）循環運轉制機車運用方式示

3、意圖機車運用方式示意圖2、機車運用、機車運用（2）乘務制度和乘務方式）乘務制度和乘務方式l包乘制、輪乘制包乘制、輪乘制l乘務員換班有：立即折返、外段駐班、隨乘乘務員換班有：立即折返、外段駐班、隨乘三種乘務制度。三種乘務制度。前進型蒸汽機車前進型蒸汽機車3、蒸汽機車概要、蒸汽機車概要*3、蒸汽機車概要、蒸汽機車概要*蒸汽機車蒸汽機車(steam locomotive)主要組成：主要組成：l鍋爐、汽機、走行部、車架、煤水車、車鉤緩鍋爐、汽機、走行部、車架、煤水車、車鉤緩沖裝置以及制動裝置等。沖裝置以及制動裝置等。蒸汽機車、內燃機車、電力機車熱效率圖蒸汽機車、內燃機車、電力機車熱效率圖（一）電力機車

4、（一）電力機車 電力機車的優點：電力機車的優點：l1、可制成大功率機車，運輸能力大；、可制成大功率機車，運輸能力大；l2、啟動快、速度高、爬坡性能好；、啟動快、速度高、爬坡性能好；l3、不污染空氣，勞動條件好；、不污染空氣，勞動條件好；l4、運營費用低；、運營費用低；l5、可利用多種能源。、可利用多種能源。（一）電力機車（一）電力機車v從從1961年第一條電氣化鐵路至今已突破年第一條電氣化鐵路至今已突破1萬萬km，我國鐵路有望成為世界電氣化我國鐵路有望成為世界電氣化鐵路四強之一。鐵路四強之一。電氣化鐵路里程圖電氣化鐵路里程圖0 020002000400040006000600080008000

5、10000100001200012000140001400016000160001961年1961年1977年1977年1996年1996年2000年2000年里程(公里)里程(公里)9110331000015000（一）（一）電力機車電力機車1、電力機車的基本組成、電力機車的基本組成l電力機車主要由車體、車底架、走行部、車電力機車主要由車體、車底架、走行部、車鉤緩沖裝置、制動裝置和一整套電氣設備組鉤緩沖裝置、制動裝置和一整套電氣設備組成。成。l軸列式軸列式3030電力機車電力機車韶山韶山4型電力機車型電力機車（一）（一）電力機車電力機車2、電力機車的電氣設備及其電路、電力機車的電氣設備及其電

6、路l（1）主電路）主電路l（2）輔助電路）輔助電路l（3）控制電路）控制電路電力機車電氣回路示意圖電力機車電氣回路示意圖（一）（一）電力機車電力機車l（1）主電路）主電路（一）（一）電力機車電力機車l（2）輔助電路）輔助電路 輔助電路電源來自牽引變電器的輔助繞組，通輔助電路電源來自牽引變電器的輔助繞組，通過劈相機將單相交流電轉變成三相交流電后，過劈相機將單相交流電轉變成三相交流電后，供給牽引通風機、油泵機組和空氣壓縮機等輔供給牽引通風機、油泵機組和空氣壓縮機等輔助電機使用。助電機使用。（一）（一）電力機車電力機車l（3）控制電路）控制電路 控制電路將主電路和輔助電路中各電氣設備的控制電路將主電

7、路和輔助電路中各電氣設備的控制電器（包括各種控制開關、接觸器、電空控制電器（包括各種控制開關、接觸器、電空閥等）同電源、照明、信號等的控制裝置連成閥等）同電源、照明、信號等的控制裝置連成一個電系統。一個電系統。（二）內燃機車（二）內燃機車內燃機車內燃機車(diesel locomotive)的動力源是內燃的動力源是內燃機（柴油機）。機（柴油機）。內燃機采用傳動裝置的必要性：內燃機采用傳動裝置的必要性： 柴油機的特性不能滿足機車牽引性能的要求。柴油機的特性不能滿足機車牽引性能的要求。（二）內燃機車（二）內燃機車v內燃機車分類：內燃機車分類： 1、電力傳動內燃機車電力傳動內燃機車 2、液力傳動內燃

8、機車液力傳動內燃機車1、電力傳動內燃機車、電力傳動內燃機車（1）傳動類型：）傳動類型：l直直直流電力傳動直流電力傳動l交交直流電力傳動直流電力傳動l交交直直交電力傳動交電力傳動l交交交流電力傳動交流電力傳動1、電力傳動內燃機車、電力傳動內燃機車（2）機車總體布置：）機車總體布置：l以東風以東風4型內燃機車為例型內燃機車為例東風東風4型內燃機車型內燃機車東風東風4型內燃機車總體布置圖型內燃機車總體布置圖1、電力傳動內燃機車、電力傳動內燃機車（3）內燃機車組成）內燃機車組成l柴油機、傳動裝置、走行部、車體、車底架、柴油機、傳動裝置、走行部、車體、車底架、車鉤緩沖裝置、制動裝置、輔助裝置等。車鉤緩沖

9、裝置、制動裝置、輔助裝置等。1、電力傳動內燃機車、電力傳動內燃機車1）柴油機）柴油機2）傳動裝置）傳動裝置3）走行部）走行部柴油機柴油機1）柴油機）柴油機四沖程柴油機工作情況：四沖程柴油機工作情況：l進氣沖程進氣沖程l壓縮沖程壓縮沖程l燃燒膨脹沖程燃燒膨脹沖程l排氣沖程排氣沖程四沖程柴油機工作情況示意圖四沖程柴油機工作情況示意圖1）柴油機）柴油機錄相錄相11）柴油機）柴油機錄相錄相22）傳動裝置）傳動裝置l電傳動裝置的主要部件有：電傳動裝置的主要部件有：主發電機、整流裝置、牽引電動機等。主發電機、整流裝置、牽引電動機等。2）傳動裝置）傳動裝置主發電機主發電機(main generator)l轉

10、子由柴油機曲軸帶動，形成旋轉磁場，轉子由柴油機曲軸帶動，形成旋轉磁場，定子線圈在旋轉磁場的作用下，產生感定子線圈在旋轉磁場的作用下，產生感應電勢，發出三相交流電。應電勢，發出三相交流電。2）傳動裝置）傳動裝置牽引電動機牽引電動機(traction motor)l在定子形成的磁場作用下，使通有直流在定子形成的磁場作用下，使通有直流電的轉子（電樞）轉動，將電能轉變成電的轉子（電樞）轉動，將電能轉變成機械能，向外輸出，使機車運行。機械能，向外輸出，使機車運行。交交直流電力傳動原理直流電力傳動原理交交直流電傳動原理圖直流電傳動原理圖l總結總結 能量轉換過程：能量轉換過程： 熱能熱能 機械能機械能 電能

11、電能 機械能機械能 交交直流電力傳動原理直流電力傳動原理2）傳動裝置）傳動裝置l機車運行方向的確定：改變牽引電動機機車運行方向的確定：改變牽引電動機勵磁繞組（定子）的電流方向，就可控勵磁繞組（定子）的電流方向，就可控制機車的前進或后退。制機車的前進或后退。3）走行部）走行部l機車走行部的作用機車走行部的作用l東風東風4型內燃機車轉向架型內燃機車轉向架l軸列式軸列式 30303）走行部）走行部l轉向架轉向架(bogie)組成：構架、旁承、輪對、軸組成：構架、旁承、輪對、軸箱、彈簧減震裝置、電機懸掛裝置、牽引裝置、箱、彈簧減震裝置、電機懸掛裝置、牽引裝置、基礎制動裝置、撒沙裝置等。基礎制動裝置、撒

12、沙裝置等。東風東風4型內燃機車轉向架型內燃機車轉向架錄相：錄相：轉向架轉向架3）走行部）走行部2、液力傳動內燃機車、液力傳動內燃機車北京型液力傳動內燃機車總體布置示意圖北京型液力傳動內燃機車總體布置示意圖液力傳動工作原理液力傳動工作原理2、液力傳動內燃機車、液力傳動內燃機車（1）液力變扭器）液力變扭器(hydraulic)1）基本組成：泵輪、渦輪、導向輪）基本組成：泵輪、渦輪、導向輪液力變扭器液力變扭器2、液力傳動內燃機車、液力傳動內燃機車2）變扭器的作用原理）變扭器的作用原理l變扭器里充滿工作油時，油從泵輪變扭器里充滿工作油時，油從泵輪渦輪渦輪導向導向輪輪泵輪循環往復，把柴油機的功率傳給動輪

13、。泵輪循環往復，把柴油機的功率傳給動輪。l變扭器工作油排出時，泵輪和渦輪之間失去聯系，變扭器工作油排出時，泵輪和渦輪之間失去聯系，柴油機的功率不能傳給機車動輪。柴油機的功率不能傳給機車動輪。l柴油機傳出的大小基本不變的扭矩，經過變扭器柴油機傳出的大小基本不變的扭矩，經過變扭器后變成的機車牽引力，能夠滿足機車牽引性能的后變成的機車牽引力，能夠滿足機車牽引性能的要求。要求。2、液力傳動內燃機車、液力傳動內燃機車3、液力傳動過程、液力傳動過程液力傳動過程示意圖液力傳動過程示意圖（三）機車牽引性能概念（三）機車牽引性能概念NFV（常數）常數）FvO機車理想牽引特性曲線機車理想牽引特性曲線（四）機車牽引

14、重量標準（四）機車牽引重量標準1、機車牽引力、機車牽引力 F2、列車運行阻力、列車運行阻力 W3、制動力、制動力 B4、牽引質量標準的確定、牽引質量標準的確定 Q（四）機車牽引重量標準（四）機車牽引重量標準F貨物列車牽引定數貨物列車牽引定數FjyP（w0ix）Q（w0”ix）g10-3Q（yFjP（w0ix）g10-3）（）（w0”ix） g10-3其中：其中： Fj機車的計算牽引力（機車的計算牽引力（N） P每臺機車的計算質量（每臺機車的計算質量（t） ix限制坡度的千分數限制坡度的千分數w0、w0”機車、車輛單位基本阻力（機車、車輛單位基本阻力（NkN） y牽引力使用系數，取牽引力使用系數

15、，取0.9 Q機車牽引重量（機車牽引重量（t）牽引動力的發展牽引動力的發展l牽引動力的現代化，是鐵路運輸科技進步的先牽引動力的現代化，是鐵路運輸科技進步的先導。導。1 1、動車組、動車組v動車動車 世界各國鐵路在旅客運輸，特別是在城際間的世界各國鐵路在旅客運輸，特別是在城際間的旅客運輸中，還大力發展動車組的運輸方式。旅客運輸中，還大力發展動車組的運輸方式。在客車上安裝動力裝置，使其既具有牽引動力，在客車上安裝動力裝置，使其既具有牽引動力，又可以載客的客車叫動車。又可以載客的客車叫動車。1 1、動車組、動車組l動車組動車組 動車和附掛車編組而成的列車，叫動車組。動動車和附掛車編組而成的列車，叫動

16、車組。動車有司機室和客室，掛在動車組的兩端；附掛車有司機室和客室，掛在動車組的兩端；附掛車與一般客車一樣，只載旅客，沒有動力裝置。車與一般客車一樣，只載旅客，沒有動力裝置。高速動車組高速動車組雙層內燃動車組雙層內燃動車組1 1、動車組、動車組l動車組的優點：動車組的優點： 由于動力裝置分散在多輛動車上，動軸數多，由于動力裝置分散在多輛動車上，動軸數多，加速力大，速度高，對軌道的動力作用小，很加速力大，速度高，對軌道的動力作用小，很適宜在站間距離短，行車密度大和客運量很大適宜在站間距離短，行車密度大和客運量很大的城際間運輸中運用。的城際間運輸中運用。2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路v磁懸浮鐵路上運

17、行的列車，是利用電磁系統產磁懸浮鐵路上運行的列車，是利用電磁系統產生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在線路上，利用電磁力導向，直線電機將懸浮在線路上，利用電磁力導向，直線電機將電能直接轉換成推進力，而推動列車前進的。電能直接轉換成推進力，而推動列車前進的。2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路v磁懸浮鐵路的基本制式：磁懸浮鐵路的基本制式： 盡管磁懸浮車的懸浮、推動和導向都是用電磁盡管磁懸浮車的懸浮、推動和導向都是用電磁力，但根據磁懸浮列車上電磁鐵的使用方式，力，但根據磁懸浮列車上電磁鐵的使用方式，基本制式可分兩種：基本制式可分兩種： 1、超導磁斥式、超導磁斥式 2、常導磁吸式、常導磁吸式磁懸浮原理比較圖磁懸浮原理比較圖2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路錄相錄相2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路l磁懸浮鐵路的發展優勢：磁懸浮鐵路的發展優勢：l1）速度高，旅行時間短；）速度高，旅行時間短；l2）安全、可靠；）安全、可靠；l3）能源消耗低；）能源消耗低；l4