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电机电器分册 QSJ11－80SC·1 东风8B型内燃机车电力传动概述 D1－ PAGE \* MERGEFORMAT 12 D1－ PAGE \* MERGEFORMAT 11 第一章　东风8B型内燃机车电力传动概述 第一节　内燃机车电力传动装置的作用 内燃机车是用柴油机作为动力的。从柴油机曲轴至机车动轮之间的一整套机械能-电能-机械能的变换和传递装置，叫做电力传动系统。它的任务是使柴油机工作特性适合于机车特性的要求。 一、内燃机车电力传动装置的作用 （一）柴油机特性与机车特性 对机车而言，要求能充分利用其动力装置的额定功率，即要求机车牵引力与运行速度的乘积接近于柴油机扣除辅助功率输出的牵引功率，其表达式为： （Ne－Nf）·η=F·V/3600 （1－1） 式中： F－机车牵引力（N） V－机车速度（km/h） Ne－柴油机输出功率（kW） Nf－机车辅助功率（kW） η－机车传动装置的总传动效率 图1－1　内燃机车理想牵引特性曲线 　　 图1－2　 柴油机转矩特性和功率特性 和所对应的柴油机功率曲线 按照公式（1－1）绘制内燃机车理想牵引特性，如图1－1所示。在理想牵引特性曲线内，大部分区段牵引力F与速度V呈等边双曲线关系，即F·V=C（C为常数）。由图可见，在机车按理想牵引特性运行时，柴油机功率在机车主要的运行速度范围内都能保持恒定，也就是说柴油机功率能被充分利用。 实际上，机车最大速度Vmax受牵引电动机结构和机车结构速度的限制，恒功率的最大速度则受牵引电动机换向等条件的限制。机车最大牵引力Fmax受机车动轮与钢轮之间粘着牵引力的限制和电机温升等的限制。 柴油机的工作特性见图1－2。图中，曲线①为柴油机转矩特性[M=f(n)]，曲线②为功率特性[N=f(n)]。 由机车特性和柴油机特性可以看出两者之间有诸多不能直接匹配之处： 1．柴油机转速的变化，有最低工作转速nmin和最高工作转速nmax。当转速低于nmin时，柴油机便会“熄火”，停止工作；当转速高于nmax时，便会造成柴油机的机械损坏，因此，柴油机转速变化较窄。对机车而言，具有宽广的速度变化范围，它的最低速度为“0”；最高速度可达机车的最高速度Vmax。由此可见，柴油机转速n与机车速度V两者的工作情况根本不同。 2．柴油机曲轴输出的转矩M，只与柴油机每循环的供油量有关，当不调节柴油机高压油泵齿条的位置（供油量不变）时，柴油机转矩M不随转速n变化；而机车牵引力F与机车速度V成反比的变化。可见，以上两种关系之间有着本质的区别，不能直接对应。 3．柴油机输出功率N随转速n的增长和降低，基本上两者呈直线变化；而机车功率P与机车运行速度V没有固定的关系，由此可见，柴油机功率N与转速n之间的关系和机车功率P与速度V的关系，两者有本质的区别。 4．柴油机要无负荷起动；而机车要在牵引大量列车情况下，有负荷起动，两者亦具有本质的不同。 5．柴油机只能单一方向旋转，而机车要能够前、后两方向运行。柴油机与机车不能直接偶合。 6．机车运行中，在输出功率不变的情况下，受线路的影响，机车速度V在很大的范围内，随时变化；而此时，不允许柴油机转速n超出名义转速，即外界环境条件不断的在影响机车速度V，而不影响柴油机转速n。 综上所述，柴油机工作特性与机车工作特性之间存在很大的不适应性和矛盾。 为解决上述柴油机与机车之间的诸多问题，东风8B型内燃机车采用交－直流电力传动装置。 （二）东风8B型内燃机车电力传动装置的主要作用 1．牵引驱动 将机车柴油机曲轴输出的机械能，传递给轮对，驱动机车运行，并使机车具有理想的牵引特性。机车牵引力和运行速度都有一个比较宽广的变化范围，并且在较大的速度范围内，柴油机始终在额定工况下运行，即柴油机的功率能够得到充分发挥和利用。此外，机车应具有足够高的起动牵引力。 2．电阻制动 利用直流电机的可逆性原理，在电阻制动工况，将直流串励牵引电动机改为直流他励发电机，通过轮对将列车的动能和势能，转变为电能，消耗在制动电阻上，再以热能的形式散到大气中。在这过程中，牵引电动机轴上产生的反转矩作用于机车动轮，产生制动力。这个制动作用称为电阻制动。传动装置应能保证机车电阻制动的实施和满足电阻制动性能的要求。 3．辅助传动 驱动机车辅助装置工作，实现柴油机起动、辅助机组工作，向蓄电池充电、向机车照明、取暖等供电。 4．操纵控制 按照机车电路图的设计要求和工作程序，自动或手动完成有关电器件的动作，以保证柴油机在无负载情况下起动和进行转速调节；保证机车能正常进行牵引、制动工况的转换；前进、后退方向的转换；以及操纵机