鐵路機車車輛北京鐵路局石家莊職工培訓基地主講：邢建章職務：工程師E-maiI:xingjz55@2/5/20231第八章內燃機車教學重點了解內燃機的分類、型號幾功率教學難點掌握柴油機的工作原理

本課題重點與難點2/5/20232第八章內燃機車第一節內燃機車概述機車按牽引動力的不同分為蒸汽機車、內燃機車和電力機車。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。根據機車所用內燃機的種類，可分為柴油機車和燃氣輪機車。在中國，內燃機車由于使用柴油機，所以在介紹內燃機車時一般都是指柴油機車（右圖電傳動內燃機車外型圖）。

東風4B型內燃機車東風5型內燃機車2/5/20233當柴油機的燃料在汽缸內燃燒時，所產生的高壓高溫氣體在汽缸內膨脹，推動活塞往復運動，并通過曲軸將往復運動變為旋轉運動，這樣燃料的熱能就轉化為機械功。柴油機發出的動力傳輸給傳動裝置，通過對柴油機、傳動裝置的控制和調節，將適應機車運行工況的輸出轉速和轉矩再送到每個車軸齒輪箱驅動機車動輪，使機車運行，動輪產生的輪周牽引力傳送到車架，由車架端部的車鉤變為挽鉤牽引力來拖動或推送車輛。各種柴油機都用一定的型號來表示，如16V240ZL型柴油機，表示16個汽缸V型排列，缸徑240mm，設有渦輪增壓器和中間冷卻器。

內燃機車的傳動裝置有電傳動和液力傳動兩種，二者在結構原理和運用維修上都有較大的區別。

內燃機車具有獨立性強，線路投資小、見效快，整備時間短，啟動、加速快，運行交路長，單位功率重量輕，勞動條件好，可實行多機連掛牽引。2/5/20234電力傳動根據電機型式的不同，可分為直流—直流電力傳動、交流—直流電力傳動、交流—直流—交流電力傳動等類型。與傳統的直流牽引電動機調速系統相比，交流傳動機車具有以下優良性能：軸功率大，粘著利用率高；異步電動機可靠性高；機車動力學性能好；利用率高，節能效果好；主要零部件可以少維修和無維修。

2/5/20235一、我國內燃機車的發展中國第一臺自己制造的內燃機車是1958年大連機車車輛工廠仿照前蘇聯ТЭ3型電傳動內燃機車試制成功的。它就是“巨龍”號電傳動內燃機車，后經過改進設計定型，命名為東風型并成批生產。1.第一代2/5/2023658年，北京二七機車廠試制成功“建設”號電傳動內燃機車。戚墅堰機車車輛廠也試制成功“先行”號電傳動內燃機車，但這兩種車都沒有批量生產2/5/20237四方機車車輛工廠也于1958年開始設計，1959年試制成功中國第一臺液力傳動內燃機車，當時命名為“衛星”號，代號NY1。后經過長期試驗和多次改進，定型為東方紅型，于1966年成批生產。2/5/202382.第二代：比第一代機車功率大，能是因各種不同用途的種類機型號，機車運用可靠性、耐久性也有了明顯提高。DF4、BJ型北京型是二七機車工廠1970年開始試制，1975年批量生產的四軸干線客運內燃機車。機車標稱功率1500kW，最大速度120km/h，車長15045mm，軸式B-B。2/5/20239東方紅型內燃機車的型號較多，有東方紅1型、東方紅2型、東方紅3型、東方紅4型、東方紅5型、東方紅6型、東方紅7型、東方紅21型等。東方紅1型是四方機車車輛工廠1959年試制，1964年批量生產的干線客運內燃機車，機車按雙機聯掛設計，也可以單機使用。前73臺的機車標稱功率是1060kW，最大速度140km/h，車長16550mm，軸式B-B。后36臺的機車標稱功率增加到1220kW，最大速度降為120km/h，其他不變。2/5/202310東方紅2型1966年由四方機車車輛工廠按客運內燃機車設計制造的，機車功率為1470kW，只試制了一臺。1972年資陽內燃機車廠和四方機車車輛工廠共同設計，1973年資陽內燃機車廠試制投產的東方紅2型，已改為調車用的內燃機車，機車標稱功率是650kW，最大速度62km/h，車長12400mm，軸式B-B。2/5/202311東方紅3型是四方機車車輛工廠1976年開始制造的干線客運內燃機車，機車標稱功率是730×2kW，最大速度120km/h，車長17970mm，軸式B-B。機車的動力裝置是兩套相同而獨立的機組，可以使用其中任何一套或兩套同時工作。1987年，該廠還制造了兩臺機車標稱功率為820×2kW的東方紅3型。2/5/202312東方紅4型從1969年到1977年共制造了5臺，沒有進行大批量生產。機車功率為3308kW。2/5/202313東方紅5型是調車和小運轉內燃機車，由資陽內燃機車工廠于1976年~1988年制造。機車標稱功率是590kW，最大速度，調車時為40km/h，小運轉時為80km/h，車長13700mm，軸式B-B。2/5/202314東方紅6型是資陽內燃機車工廠1981年專為上海黃浦港生產的內燃機車。機車功率是1740kW，軸式B-B。只生產1臺。2/5/202315東方紅21型是高原米軌通用型內燃機車，由四方機車車輛工廠于1976年設計，1977年試制投產，1982年又進行改進。機車標稱功率是640kW，最大速度50km/h，車長12000mm，軸式B-B。2/5/2023163.第三代為適應鐵路“重載提速”要求，通過學習國外先進技術，引進消化和與國外合作，生產出功率更大、速度更快，滿足干線貨運列車的重載牽引要求。以DF6、DF8B、DF11為代表車型。2/5/202317東風5型內燃機車代號DF5，1974年設計試制，1985年由大連機車車輛工廠批量生產，適用于編組站和區段站進行調車作業，也可做為小運轉及廠礦作業的牽引動力。機車標稱功率1210kW，最大速度60km/h，車長18000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202318東風5B型內燃機車代號DF5B，是大連機車車輛工廠在原東風5型的基礎上變形設計而成的。動力裝置改而采用12V240ZJF型柴油機，機車車體采用外廊式，適合于調車作業和廠礦使用。機車標稱功率1500kW，最大速度100km/h，車長18000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202319東風6型內燃機車代號DF6。是大連機車車輛工廠新一代大功率、高性能的干線客貨運內燃機車新產品。機車動力裝置16V240ZJD型柴油機是與英國里卡多咨詢工程公司合作改進的。而它的傳動裝置是與美國G.E.公司合作改進的。機車上采用了微機控制、電阻制動系統等多項世界先進技術。機車的牽引性能、經濟性和耐久可靠性均進入世界先進行列。機車標稱功率2425kW，最大速度118km/h，車長21100mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202320東風7型內燃機車代號DF7，北京二七機車廠1982年設計，1985年正式生產。適用于大型樞紐編組站場調車及工礦小運轉作業。機車起動加速快，油耗低、噪音小、作業效率高，運行安全可靠，操縱和維修方便。機車標稱功率1470kW，最大速度100km/h，車長17800mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202321東風7B型內燃機車代號DF7B，北京二七機車廠生產的東風7型電傳動內燃機車系列產品的一種，柴油機裝車功率1840kW，適用于干線貨運、大型樞紐、編組站場、工礦企業的調車和小運轉作業。該機車能多機重聯，機車雙向操縱。最大速度100km/h，機車全長18800mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202322東風7C型內燃機車代號DF7C，北京二七機車廠生產的東風7型電傳動內燃機車系列產品的一種，適應于調車作業。柴油機裝車功率分1470kW和1840kW兩種。其余技術參數與東風7B型相同。同系列的產品還有東風7D型，適用于寒冷地區和山區線路。該車有油耗低，維修方便等優點。2/5/202323東風8型內燃機車代號DF8，戚墅堰機車車輛廠于1984年11月20日試制成功。東風8型內燃機車采用我國自行設計試制的16V280ZJ型中速柴油機，球墨鑄鐵整體鑄造機體為國內首次采用。柴油機的運動件采用42CrMo合金鋼全纖維擠壓成形全加工氮化曲軸，并列式全加工拋物連桿，鋼頂鋁裙組合活塞。氣缸直徑280mm，活塞行程285mm，標定功率3676kW，是目前國內外機車用缸徑最大、功率最大的柴油機。東風8型內燃機車的特點，突出表現為功率大、效率高、結構合理、性能優良。與同類型貨運內燃機車相比，在相同的條件下，可提高運輸能力28%左右。2/5/202324東風8B型內燃機車代號DF8B。該車是戚墅堰機車車輛廠在東風8型內燃機車的基礎上開發研制的升級換代產品，可滿足繁忙干線貨運重載高速的要求。機車具有可變換軸重，以供不同線路選擇；微機控制和大屏幕彩色液晶顯示屏改善了乘務員工作條件，機車操縱更方便。機車標稱功率3100kW，最大速度100km/h，機車全長22000mm，軸式C0-C0，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202325東風8BJ型內燃機車，原名NJ2型，代號DF8BJ。是資陽內燃機車廠和株洲電力機車研究所聯合研制的國產化交流傳動干線客、貨運內燃機車。機車采用計算機控制等先進技術，柴油機采用電子噴射技術。在確保機車可靠性前提下，主要部件均采用國產件，以降低機車制造和運用成本。機車按“重載5000t、最高速度120km/h”牽引要求進行設計，其總體技術水平達到20世紀90年代末世界先進水平。裝車功率4000kW，最大速度120km/h，傳動方式為交-直-交流電傳動。2/5/202326東風9型內燃機車，代號DF9。是戚墅堰工廠研制的準高速客運內燃機車。采用了輪對空心軸牽引電動機全懸掛轉向架、6連桿萬向軸兩級彈性驅動、二系高柔圓彈簧串聯瓦狀橡膠墊車體懸掛、蛇型液壓減振器等當代先進技術，可以滿足高速運行要求。柴油機裝車功率達到4500kW，最大速度160km/h，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。該型機車沒有正式投產2/5/202327東風10D型內燃機車，代號DF10F。是東風10系列機車中的一個品種，大連機車車輛工廠生產的重型調車和小運轉作業內燃機車。柴油機裝車功率2200kW，最大速度100km/h，車長18800mm，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202328東風10F型內燃機車，代號DF10F。是東風10系列機車中的一個品種，大連機車車輛工廠生產的適用于客流繁忙干線開行速度為140～160km/h旅客列車的牽引動力。機車由結構完全相同的兩個單節機車聯掛而成。每個單節機車各裝一臺型號為12V240ZJD的中速柴油機作為動力源。機車具有牽引力大、起動加速性能好、運行平穩、使用成本低和運用靈活等特點，可以根據不同的線路和需要將兩節機車重聯使用，也可分解成單節使用。柴油機裝車功率2×2200kW，最大速度160km/h，車長2×18200mm，軸式為雙（C0-C0），傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202329東風11型準高速客運內燃機車，代號DF11。1992年由戚墅堰機車車輛工廠試制成功，是中國自行設計、自行研制的一項新的成果。機車采用16V280ZJA型柴油機，并運用微機控制，采用電空制動、機車速度控制系統、軸溫檢測、獨立作用式單元制動器及雙流道散熱器等一系列新技術，使機車在任何情況下均可恒功率運行。轉向架采用錐形空心軸全懸掛、雙節連桿萬向節驅動裝置、高柔圓彈簧旁承等新技術，具有較好的動力學性能。機車標稱功率3040kW，最高運行速度170km/h，最高試驗速度達到183km/h。傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202330東風12型電傳動內燃機車，代號DF12。是資陽內燃機車廠生產的國內功率最大的調車機車，適用于路內大型編組站和工礦企業5000t級貨列的調車和小運轉作業，也可以用于牽引干線貨列。機車是在東風4B機車的基礎上設計的，在柴油機、牽引電機、傳動裝置等主要零部件與東風4B型機車保持通用的同時，為適應調車作業的要求采用外走廊調車式車體，加裝微機控制裝置，改進了轉向架結構，改善了司機工作條件，提高了調車作業性能。是目前國內多功能、通用性最好的調車機車。機車標定功率為1990kW，最大速度100km/h。車長19900mm，軸式Co-Co，傳動方式為交-直流電傳動。2/5/202331該機車是為提速專門研制生產的，屬雙機重聯型準高速客運內燃機車，采用全電腦控制，最高時速可達170公里。新型內燃機車4.第四代：以提高微機控制系統2/5/202332內燃動車組是為滿足城間中短途旅客運輸需求而設計開發的一種新型客運運輸工具。長客廠設計開發了液力傳動內燃動車組。動車組采用兩動五拖編組形式，前后為兩輛完全相同的動車，動車采用重聯控制，可同時操縱整列動車組。中間為五輛拖車，其中一輛拖車為帶播音室和車長辦公席的硬座車2/5/202333SYZ25型“廬山”號雙層內燃動車組。唐山機車車輛廠于一九九八年自行開發研制成功，此車的試制成功填補了中國鐵路運輸工具的一項空白。此雙層內燃動車組采用進口發動機，三相交直流傳動方式,整車PLC控制，西門子直流傳動柜。動力轉向架采用單獨驅動方式，TW160D型動力轉向架，非動力轉向架采用209PK型轉向架。整車組外形為流線型設計，造型美觀、大方。設計編組為兩動兩拖固定編組。車上大量采用現代流行的客車裝飾材料，可根據用戶要求進行硬座、軟座、硬臥、軟臥設計。車門采用塞拉門，風檔為全密封式。整車設空氣調節裝置。設衛生間，廁所等。中部可根據用戶要求加裝酒吧或小賣部。2/5/202334二、內燃機車的組成內燃機車的動力裝置是柴油機，因此內燃機車也稱柴油機車。燃油(柴油)在汽缸內燃燒，將產生的熱能轉換為由柴油機曲軸輸出的機械能。液力傳動機車是通過傳動裝置轉換為適合于機車牽引特性要求的機械能，再通過走行部驅動機車動輪在軌道上轉動。電力傳動機車是通過主發動機把衄軸輸出的機械能轉換為電能，通過牽引電動機驅動機車動輪運動。內燃機車雖然有各種不同的類型，但它們的基本組成及工作原理是相同或相似的，都是由柴油機、傳動裝置、機車走行部、制動系統及輔助系統、電器、儀表等部分組成的。2/5/202335圖8—1內燃機車的總體結構l-預熱鍋爐控制箱；2-預熱鍋爐；3-更衣箱；4-冷卻風扇；5-散熱器；6-后變速箱；7-膨脹水箱；8-柴油機；9-主發電機；10-電阻制動柜；11-微機柜；12-機車信號裝置安裝柜；13-制動閥類安裝；14-高壓柜；15-低壓柜；16-主硅整流柜；17-前通風機；18-前變速箱；19-測速發電機；20--勵磁機；

21-啟動發電機；22-總風缸；23-蓄電池箱；24-空氣濾清器；25-燃油箱,26-靜液壓油箱；27-啟動機油泵；28-機油熱交換器；29-后通風機；30-機油濾清器；31-空氣壓縮機組；32-空氣干燥器；33-轉向架。2/5/202336三、內燃機車的分類、型號、軸列式及功率

1．內燃機車的分類內燃機車按傳動方式可分為電力傳動機車和液力傳動機車；按用途可分為貨運機車、客運機車和調車機車。貨運機車有較大的牽引力，單節機車功率1500～4400kW，最大運用速度為80～100km／h。客運機車具有較高的運用速度和起動加速度，單節機車功率1500～4400kW，最大運用速度120～170km／h。調車機車分為站內調機和編組站解編調機，進行站內調車和編組站解編調車作業并兼理短途運輸，站內調車功率440～740kW，最大運用速度50～70km／h；編組站調車機車功率740～1500kW，最大運用速度70～90km／h。

2/5/2023372．內燃機車的型號和軸列式我國國產的內燃機車習慣用漢字表示，以“東方紅”“北京”表示液力傳動內燃機車，以“東風”表示電力傳動內燃機車，而進口內燃機車用漢語拼音字母表示，以“NY”，表示液力傳動內燃機車，以“ND”表示電力傳動內燃機車，在漢字或漢語拼音字母右下角的數字，表示該型機車投入運用的序號。內燃機車的軸列式，用以表達轉向架臺數，每臺轉向架動軸數及動軸的驅動方式。如2—2，表示該機車有兩臺二軸轉向架，動軸的驅動方式是成組驅動，而3。一3。則表示該機車有兩臺三軸轉向架，動軸的驅動方式是每一動軸為單獨驅動。內燃機車的軸列式也可用英文字母表示，A即1，B即2，C即3，D即4。如B—B，C。一C。也可寫成BB，C。C。，或。2/5/202338

3．內燃機車功率內燃機車功率是指牽引發電機的功率。如DF4B型內燃機車柴油機裝車功率2430kW，牽引發電機的功率為2080～2180kW。我國鐵路使用的各種主要類型的內燃機車及主要性能參數見表8—1。四、設置傳動裝置的目的內燃機車在柴油機將機械能傳遞給機車走行部的過程中，既要保證柴油機的功率得到充分發揮，又要使機車具有良好的牽引性能，所以柴油機曲軸不能直接驅動機車動輪，必須在柴油機曲軸與機車動輪之間設置一套傳動裝置。2/5/2023391.柴油機直接驅動機車動輪不能實現機車的理想牽引特性。2.柴油機的轉速范圍滿足不了機車運行速度范圍的變化要求。3.柴油機應在無負載情況下啟動，而機車啟動負載是很大的，所以柴油機無法直接驅動機車動輪。4.柴油機曲軸一般不能反轉，而機車卻需要既能前進也能后退。2/5/202340內燃機車的傳動裝置分為機械傳動、電力傳動和液體傳動。液體傳動分為液壓傳動和液力傳動。一般大功率內燃機車采用電力傳動和液力傳動。2/5/202341

第二節機車柴油機柴油機是內燃機，是將柴油燃燒產生的熱能轉變為由柴油機曲軸輸出機械能的動力機械。柴油機的每一工作循環，即從柴油在氣缸內燃燒到曲軸輸出機械能，是由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個過程組成的。注意柴油機沒有火花塞，它吸入并壓縮空氣，然后將燃油直接噴入燃燒腔（直噴式）。其實是壓縮空氣產生的熱量點燃了柴油機的燃油。2/5/202342分類：1.根據完成一個工作循環的方式不同分為二沖程柴油機和四沖程柴油機。二沖程柴油機-----DF型、DF2型、DF3型。四沖程柴油機-----DF4系列、DF7、DF8、DF11系列、BJ型、DFH系列。2.按氣缸的布置形式分：單列式柴油機、V型柴油機和H型柴油機。3.柴油機一般按轉速分為高速柴油機（1000n/s）、中速柴油機（500～1000n/s）和低速柴油機（500n/s）2/5/202343

DF4B型內燃機車上采用的“16V240ZJB”型柴油機，表示它有16個氣缸；分兩排呈V字形排列；氣缸內徑為240mm；Z表示增壓，裝有廢氣渦輪增壓器和增壓空氣中間冷卻器；J表示鐵路牽引用；B表示產品改進變型符號。該柴油機就是一種四沖程機車用柴油機。現以此為例，介紹柴油機工作原理。2/5/202344機車柴油機2/5/202345

一、柴油機工作原理為了解柴油機的整個構造情況，現以其中一個氣缸為例，看它的結構和工作概況(圖8—4)。活塞通過連桿與曲軸相連，在氣缸蓋上設有進、排氣閥和噴油器。進、排氣閥由配氣機構驅動，噴油器由供油裝置控制。燃油在氣缸內燃燒作功。活塞需要經過往復4個行程，才能完成進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣4個工作過程。柴油機工作原理視頻2/5/2023461.進氣沖程：在曲軸的驅動下，活塞由上止點向下止點運動，同時在配氣機構的作用下，進氣閥開啟，排氣閥關閉，新鮮空氣由進氣閥進入氣缸，直至活塞移動到下止點。2.壓縮沖程：在曲軸的驅動下，活塞由下止點向上止點運動，進、排氣閥關閉，氣缸內氣體被壓縮，其壓力和溫度不斷上升，直至上止點，為柴油機自燃創造條件。3.燃燒膨脹沖程：當活塞接近上止點時，高壓霧狀燃油噴入氣缸，燃油與氣缸內的高溫高壓空氣混合迅速燃燒，氣體溫度、壓力迅速上升而膨脹，推動活塞下行，通過曲柄連桿機構使曲軸轉動，將功率輸出。4.排氣沖程：在曲軸的驅動下，活塞由下止點向上止點運動，排氣閥打開（進氣閥關閉），氣缸內經過膨脹作功的燃氣由排氣閥排出，直至活塞再次到達上止點，廢氣排凈。2/5/2023472/5/202348

二、柴油機輔助裝置柴油機輔助裝置包括：燃油系統、調節系統、進排氣系統、冷卻系統和預熱系統。（一）燃油系統1.功用：根據柴油機的運轉工況，適時、定量地向氣缸供給具有一定壓力的、充足的、清潔的柴油，并使柴油在氣缸內良好地霧化，能夠充分燃燒，保證柴油機的正常工作。2.組成：燃油系統一般包括低壓輸油系統和高壓供油噴射系統。低壓輸油系統：燃油箱、燃油粗濾器、燃油輸送泵（燃油泵）、燃油精濾器、燃油預熱器、低壓輸油管及回油管等組成。高壓供油噴射系統：噴油泵、噴油器、高壓油管等組成。2/5/2023492/5/202350圖8-6燃油系統

1-燃油箱；2-燃油粗濾器；3-燃油輸送泵；4-燃油精濾器；5-燃油管路(低壓)；6-噴油器；7-高壓油管；8-噴油泵。燃油系統視頻2/5/2023512/5/202352

（二）調節系統柴油機的調節控制系統包括調節器、極限調節器、控制機構和調控傳動裝置等。其中調節器是調節控制系統的主要部件。一般內燃機車采用的是轉速-功率聯合調節器，由控制部分、感受部分和執行部分組成。1.控制部分：控制柴油機轉速，以適應運行要求。2.感受部分：直接感受柴油機外界負荷的變化，及機車牽引功率和輔助功率的變化。3.執行部分：調節器具體執行命令的機構，通過它與噴油泵發生聯系，以改變每一循環噴入氣缸內的燃油量。2/5/2023532/5/202354(三)進排氣系統

1.功用：是向柴油機氣缸內輸送充足的、清潔的、具有一定壓力的新鮮空氣，排除氣缸內燃燒膨脹后的廢氣。2.組成：由空氣濾清器、廢氣渦輪增壓器、中間冷卻器和進、排氣管道等組成，如圖8—7所示。2/5/202355(四)機油系統柴油機在工作時，諸如曲軸、活塞、連桿等的許多零部件運動速度較高，各摩擦表面都會產生磨損，產生熱量。1.功用：就是向柴油機各運動零部件的摩擦表面供給帶有一定壓力的、溫度適宜的、潔凈的機油，在對各零部件進行潤滑、減小摩擦和磨損的同時，沖洗摩擦表面的磨屑，帶走摩擦產生的熱量。2.組成：由機油泵、機油濾清器、機油熱交換器及管路組成。2/5/202356(五)冷卻水系統柴油機工作時，與燃氣直接接觸的氣缸、活塞等零部件受熱強烈，如不適當冷卻，會造成柴油機過熱，使零部件強度降低、機油的物理化學性質改變、潤滑條件惡化、摩擦和磨損加劇。所以機車柴油機通常采用強制循環冷卻水系統，以保證柴油機主要零部件在適當的溫度狀態下工作，并保持較高的新鮮空氣密度和機油的黏度與品質，保證柴油機能夠高效持久地工作。冷卻水系統分為高溫水系統和低溫水系統。冷卻水系統由水泵、散熱器、冷卻風扇和膨脹水箱等組成。2/5/202357

第三節液力傳動內燃機車北京型是二七機車工廠1970年開始試制，1975年批量生產的四軸干線客運內燃機車。機車標稱功率1500kW，最大速度120km/h，車長15045mm，軸式B-B。2/5/202358內燃機車的液力傳動

能用作驅動機車車輪的機械,電動機不是唯一無二的。水力機械中的渦輪機也有和電動機相類似的驅動特性。只要用柴油機帶動一個泵，向渦輪提供具有某些壓力的液流，而且能夠把在渦輪中工作完畢后的液流引回到泵的進口處，使液流循環工作，這套系統就可用作內燃機車的動力驅動系統。根據這一原理，德國工程師費廷格創造了液力變扭器和液力偶合器，把渦輪和泵輪組合在一起，二者之間沒有機械連結而只是通過液流循環來相互作用。內燃機車采用這種“軟”連結方式而設計的傳動系統稱作液力傳動。

2/5/202359內燃機車的原動力為柴油機，它的特性不符合機車牽引特性的要求，機車動輪是不能由柴油機的曲軸直接驅動，因此需要在柴油機與機車動軸之間加設傳動裝置。傳動裝置：是指在柴油機與機車動輪之間安裝一套傳速比可變的中間環節。液力傳動是液體傳動的一種方式。柴油機通過液力變扭器及機械裝置去驅動車輪。2/5/202360一、液力傳動內燃機車概述。液力傳動內燃機車具有牽引性能良好、啟動平穩、造價低廉、維護方便及節省有色金屬等特點，但傳動效率較電力傳動稍低，適合牽引客運機車。我國自行設計制造的BJ型、DFH型內燃機車都采用液力傳動裝置。在液力傳動內燃機車上，原動力也是柴油機，在柴油機與機車動輪之間，裝有一套液力傳動裝置。液力傳動基本原理如圖8-10所示。圖8—10液力傳動基本原理示意圖2/5/202361

二、液力變扭器的工作原理液力傳動箱內裝有液力變扭器，液力變扭器是組成液力傳動裝置的基本元件。改變柴油機扭矩特性，使之適合于機車牽引特性，就是由它來完成的。變扭器由泵輪、渦輪和導輪組成。其中泵輪為主動輪，能量由此輸入；渦輪是從動輪，能量通過它輸出。2/5/202362液力傳動裝置的主要組成部分是液力傳動箱、車軸齒輪箱、換向機構和相互聯結的萬向軸等。它的核心元件是液力傳動箱中的液力變扭器，主要由泵輪、渦輪和導向輪組成。泵輪通過軸和齒輪與柴油機的曲軸相連，渦輪通過軸和齒輪與機車的動輪相連，導向輪固定在變扭器的外殼上，并不轉動。當柴油機啟動時，泵輪被帶動高速旋轉，泵輪葉片則帶動工作油以很高的壓力和流速沖擊渦輪葉片，使渦輪與泵輪以相同的方向轉動，再通過齒輪把柴油機的輸出功率傳遞到機車的動輪上，從而使機車運行。

柴油機發出的大小不變的扭矩，經過變扭器就能變成滿足列車牽引要求的機車牽引力。當機車需要惰力運行或進行制動時，只要將變扭器中的工作油排出到油箱，使泵輪和渦輪之間失去聯系，柴油機的功率就不會傳給機車的動輪了。

2/5/202363我國自行設計制造的液力傳動內燃機車上一般采用兩個變扭器聯合工作，即啟動變扭器和運轉變扭器。1.啟動變扭器（Ⅰ擋變扭器）：用于機車啟動和低速運行。2.運轉變扭器（Ⅱ擋變扭器）：用于機車高速運行。2/5/202364三、液力傳動內燃機車的工作原理

1．柴油機啟動。由蓄電池供電，啟動電機呈直流電動機工況，啟動電機通過齒輪帶動柴機啟動。柴油機啟動完畢，將啟動電機改接為直流發電機，向蓄電池充電，并為機車輔助設備供電。2．機車啟動和調速。

3．機車停車和柴油機停機。4.機車換向和液力制動2/5/202365圖8—14內燃機車液力傳動系統示意圖2/5/202366第四節電力傳動內燃機車電力傳動內燃機車的傳動裝置與液力傳動內燃機車的截然不同，但其余部分都是相似的。電力傳動裝置的工作原理如圖8-15所示。柴油機直接驅動牽引發電機轉動發電，向牽引電動機供電，牽引電動機驅動機車動輪軸，使車輪轉動。

2/5/202367電力傳動裝置根據牽引發電機與牽引電動機的電流制式，可分為直一直流、交一直流、交一直一交流和交一交流型式。

1.直-直流：就是牽引發電機和牽引電動機都是直流電機。用于功率較小內燃機車。如DF、DF2、DF3型及ND2型機車為直-直流電傳動內燃機車。

2.交-直流：就是牽引發電機為交流發電機，牽引電動機為直流電機。一般用于較大功率的內燃機車。如DF4系列、DF7、DF8、DF11、ND4、ND5。2/5/202368AC4000交-直交流電力機車3.AC4000交-直-交流電力機車原型車，1996年6月中國自行研制的第一臺交流傳動電力機車誕生，標志著我國電力機車有望從直流傳動向交流傳動躍進，為趕上世界先進水平打下了基礎。交流傳動機車可靠性高、維護檢修少、上線運用率可高達95%。2/5/202369DJ型交流傳動高速客運電力機車4.DJ型交流傳動高速客運電力機車，2000年制造。具有優異的運行性能，節能效率高、通訊干擾小、良好的可靠性與可維修性和全壽命成本低等優點。其牽引、制動工況功率因數接近1，比傳統相控機車接觸網電流可降低20%，功耗減小50%，牽引變電站裝機容量可減荷。采用再生制動，2/5/202370內燃機車的牽引電動機2/5/202371一、交。直流電力傳動裝置的主要組成部分及特性交一直流電力傳動內燃機車，由柴油機驅動一臺交流發電機，發電機發出的三相交流電經整流裝置整流后，供給直流牽引電動機，用以驅動機車動輪。

DF4型內燃機車電力傳動裝置的組成及工作原理如圖8-16所示，其電力傳動裝置主要由牽引電動機、牽引發電機、勵磁發電機、測速發電機、啟動輔助發電機和恒功率勵磁控制系統組成。2/5/2023722/5/2023731.牽引電動機：是將電能轉變為機械能，再通過齒輪驅動機車動輪。DF4型內燃機車并聯安裝6臺串勵直流牽引電動機。2.牽引發電機：為三相交流同步牽引發電機，由柴油機曲軸帶動旋轉，發出三相交流電，經主整流器整流后，供給6臺牽引電動機。3.勵磁發電機：為牽引發電機提供勵磁電流。4.測速發電機：是一臺直流電機，為勵磁發電機提供勵磁電流。5.啟動輔助發電機：是一臺直流電機，在柴油機啟動時作為串勵直流電動機，驅動柴油機轉動；柴油機啟動后，作為它勵直流發電機，向蓄電池充電，并向輔助設備、控制設備、照明設備等供電。6.恒功率勵磁控制系統：DF4型內燃機車采用轉速-功率聯合調節器來實現的。2/5/2023742/5/202375

二、交-直流電傳動內燃機車的工作原理(以DF4B型內燃機車為例)

1．柴油機啟動柴油機啟動前，首先要確認機車整備