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铁路机车车辆论文


我国电力机车及动车组 主要特点、 主要特点、技术参数介绍
我国的铁路牵引方式有三种:蒸汽牵引、内燃牵引、电力 牵引,与此对应的我国铁路使用过的机车有蒸汽机车、内燃 机车、电力机车。

电力机车
1. 电力机车的工作原理及主要特点 电力机车的工作过程 牵引变电所输出的高压交流电送到接触网以后, 由机车受电弓 和接触线接触引入机车,机车电流经过

主断路器、高压电流互感器, 到机车变压器高压绕组,再经过低压电流互感器、车体、接地电刷、 车轴、车轮到轨道,然后经轨道、大地等流回牵引变电所。其中,机 车变压器将高压交流电变为低压 交流电,再经过整流器组整流后变 为直流电,供给牵引电动机,牵引电动机得电旋转,其转轴输出的机 械功率通过齿轮传动装置传递给轮对,轮对作用于轨道,轨道以大小 相等、方向相反的力作用于轮对,从而形成牵引力,牵引列车运行。 电力机车的主要特点 (1)可广泛利用多种一次能源 如可以由热力、水力、天然气甚至于地热、原子能、太阳能等转 换而来,只要有相应的发电站,便可以利用相应的能量。

(2)功率大 由于在电力机车上没有产生能量的装置,也没有燃料储备,因而 在同样的机车重量下,其功率要比自给式机车大。机车按单位重量所 具有的功率称为机车的比功率,这是衡量机车技术水平的一个标志。 目前电力机车的比功率一般达到 40-60kW/t。 (3)速度高 由于电力机车功率大,因而可以获得较高的速度。目前,一般客 运电力机车运行速度已达 160-200km/h,货运电力机车也达到 120-140km/h。随着新型机车的不断出现,电力牵引的高速动车运行 速度已达到 300-400km/h。 (4)效率高 电力机车本身的效率为 80%-85%o 但考虑到整个电力牵引系统, 其平均效率则不是固定的,它与供电系统的电能来源有关,在由水力 发电站供电的情况下,电力牵引的效率可达到 60%-70%。 (5)过载能力强 机车在起动、牵引重载列车和通过困难区段时,具有一定的过载 能力是十分重要的。对于非自给的电力机车,其能量是来自较强大的 供电系统,因此机车的过载能力仅受牵引电机的限制,而牵引电机的 过载能力是较高的。

(6)运输成本低 电力机车检修工作量小,维修周期长,每两次大修之间运行公里 数为蒸汽机车和内燃机车的 2 倍。由于电力机车运输能力的增加,足 以补偿电气化初期投资,所以铁道电气化长远经济效益好。 (7)司机劳动条件好,无烟气排放污染 电力机车不冒烟,不排废气,通过长大隧道时,乘务人员和旅客 可免受烟气之苫,从而也为广大旅客创造清洁的旅行条件。此外,电 力机车可以将接触网电能转供列车使用而不影响牵引功率, 不用装设 车下柴油发电机组,也不用发电车,提高列车的舒适度和经济性。 (8)不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。 2、电力机车的技术参数 以 SS9 型电力机车为例 SS9 型电力机车 编组型式:8 辆编组,可两编组连挂运行 动力配置: (3M+1T)+(2M+2T) 车种:一等车、二等车、酒吧坐车合造车 定员(人) :602+2(残疾人) 客室布置:一等车 2+2、二等车 2+3 最高运营速度(km/h) :250(具备提速到 300km/h 的条件) 最高试验速度(km/h) :250

适应轨距(mm) :1435 适应站台高度(mm) :500~1200 传动方式:交直交 牵引功率(kW) :5500 编组重量及长度:211.5m,451t 车体型式:大型中空型材铝合金车体 气密性:车内压力从 4kPa 降到 1kPa 时间大于 40s 头车车辆长度(mm) :27600 中间车辆长度(mm) :25000 车辆宽度(mm) :3200 车辆高度(mm) :4270 空调系统:车顶单元式空调系统 转向架类型:二系空气弹簧摇枕转向架 转向架一系悬挂:双组钢弹簧双转臂定位+液压减振器 转向架二系悬挂:空气弹簧+橡胶堆 转向架轴重(t) :≤17(动)/16(动) 转向架轮径(mm) :890/810 转向架固定轴距(mm) :2700 受流电压:AC25kV,50Hz 牵引变流器:IGBT 水冷 VVVF 牵引电动机:550kW 启动加速度(m/s2) :0.5

制动方式:直通式电空制动,备用自动空气制动 紧急制动距离(m) (制动初速度 200km/h) :≤2000 辅助供电制式:三相 AC380V 50Hz DC24V

动车组
1、 动车组的主要特点 传统的列车是由有动力的机车和没有动力的客车组成的车列, 在 到达车站和从车站出发时,要反复进行列车和机车的编挂。而动车组 概括地讲,是自带动力、固定编组、能够两端都可以驾驶的配备现代 化服务设施的旅客列车的单元。 我们通常看到的电力机车和内燃机车, 其动力装置都集中安装在 机车上,在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力 装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这 样的客车车辆便叫做动车。 而动车组就是几节自带动力的车辆加几节 不带动力的车辆编成一组,就是动车组。带动力的车辆叫动车,不带 动力的车辆叫拖车。 单纯就原理来讲,动车组不比传统列车更有优势,反而增加 了编组和维护上的麻烦。但在实际应用中,具体车型与具体应用 环境的恰当结合能让动车组拥有传统列车不具备的巨大优势—— 当然,也有配置与现实脱节的失误。具体到中国,动车组一般具 有加速能力强、爬坡能力强、换向方便等优点。 (1)加速能力强

这个优点来源于较大的动拖比。做同重量折算,在功率充足 和功率输出控制合理的情况下,动拖比越大,列车可发挥的牵引 力越大。 在中国,常规的传统客运列车一般是一台机车牵引大编组客 车,机车 88 吨或 132 吨,客车编组 880 吨~1100 吨,动力集中, 动拖比非常小,导致列车可发挥牵引力很小;而动车组多为动力 分散,即使偶有动力集中型号,其动拖比仍然大于传统的大编组 客运列车。这同时导致两个特征:动车组加速能力更强。 加速能力强,列车出站或通过限速缓行区段后能在短时间内 恢复到正常运营速度,这个优点能带来一系列好处。 对于乘客,这意味着最高限速相同的动车组在同样长的运行 时间里能停靠更多车站,方便出行,或者在线路良莠不齐时旅行 时间比传统大编组客车更短。 对于调度部门,这意味着列车起动、加速附加时间少,更容 易调度,更容易提高铁路的运用效率。 对于生产厂家,这意味着不必为了保证列车平均速度而拼命 挤提高列车最高允许速度的独木桥——这同时节省了造车成本和 修路成本。 (2)爬坡能力强 这个特征在上以特征中已附带提及, 同样来源于大的动拖比。 强动力分散列车在功率充足的情况下能在 2%的连续坡道上仍然 能保持准高速甚至高速运行的能力,而弱动力分散系只能小碎步

上去,动力集中系甚至连起步都很困难,启动了也只能慢慢往前 蹭。 中国入围的高速列车都是强动力分散动车组,强悍的爬坡能 力和坡道保速能力为高速铁路的选线提供了极大便利,能有效降 低线路修建与维护成本。中国传统列车和自主研发的动车组均因 动拖比或功率不足而不具备在连续大坡度线路上以高速或准高速 通过的能力,所以这一块市场由仅靠技术和合资技术填补。 (3)换向便利 中国的传统列车,运营中的换向步骤是“进站停车-摘除 前端机车-列尾重新挂上机车-再次开出”。而动车组,只要仍然保 持在正常的成组运营状态,则列车两端必然由司机室,每个司机 室都可以操控整列车上的动力与制动设备,换向时只需要司机前 往列车另一端的司机室。这省掉了机车调车作业的步骤,从而节 省了换向时间,也减少了车站线路被机车调车占用的时间,还降 低了因摘车、挂车事故导致人身伤害的几率。 2、 动车组的主要参数

那么, 我们就可以知道为什么动车比电动机车跑得快?主要原因就在 于动力的分配上。我们通常看到的电力机车和内燃机车,只有车头有 动力。 如果把动力装置分散安装在每节车厢上, 使其既具有牵引动力, 又可以载客,这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动 力的车辆加几节不带动力的车辆编成的,现在普遍采用的是 8 节一 组。动车组在工作过程中,有两种牵引动力的分布方式:一种叫动力 分散,一种叫动力集中。所谓动力分散就是动力装置分布在列车不同 客车上,可以实现较大的牵引力,并可实现灵活编组。即使动车组中 某一节动车的牵引动力发生了故障, 对全列车的牵引指标影响也不是 很大。 所谓动力集中就是动力装置集中安装在 2 节至 3 节车上,检 查维修比较方便,并且机车电气设备的总重量小于动力分散动车组。 电力(内燃)机车和动车组的动力比较,用到平时的组织建设与发展 之中也是很有启发意义的。单位的领导就是车头,单位中的每一个成 员就是车厢,铁轨就是设定的发展方向。在单位的发展方向清晰的前 提下,一个动力足、干劲足的领头人,就像那机车的车头一样,能够 带着大家一起向前奔。 但光靠领导自己带头是非常吃力的, 也跑不快, 如果单位中有一部分成员能够和领导步调一致,形成类似“动车组” 的动力机制,则这个组织的发展步伐就会迈的更大。当然,最理想的 状态时每一列车厢都自带动力,这样跑起来会更快。不过,动车组的 设计并没有使每节车都安装动力装置,一方面跑的太快铁轨、系统控 制等跟不上,二来也会造成设备资源的极大浪费。高速铁路的发展与 建设要与当下的现实相匹配,要在当下的环境中寻找发展的突破点。

这一点是否也能给我们很多启示呢?从一个单位的建设来看也是如 此,单位中的每一个成员,都有自己的思想和行为准则,要让全体成 员都步调一致,心无二想是不现实的。关键在于发挥单位中一批骨干 成员的积极性,让他们来带动整个组织,推着、拖着,牵引着一起向 同一个目标前进。在行驶的动车上,想到这样一个话题,也是很有意 思的。


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